现场可靠性定量评估分析研究

导读：近年来我国的可靠性工作突飞猛进，在继承传统的可靠性工作方法的同时，可靠性分析工具和软件不断涌现，可靠性仿真试验、可靠性加速试验、现场可靠性试验等逐步在各大工程项目中推广使用，取得了巨大的经济效益和社会效益。由本站无忧帮写硕士论文中心整理。

绪论
可靠性研究的意义

    产品的质量是指反映产品满足明确和隐含需要的能力的特性总和，对于电子产品，一般可以从性能、可信性、安全性、适应性、经济性和时间性等方面评价其质量的好坏。可靠性问题涉及到了社会的方方面面，其概念的历史几乎和人类社会一样漫长。但是真正意义上的可靠性概念出现于第二次世界大战期间，当时由于军事系统中电子管的失效而导致武器的崩溃，引起了人们对可靠性研究的极大重视。从那时候起，人们开始把它作为一个问题开始进行系统地研究。可靠性是一门新兴的工程学科，它的确切含义是“产品在规定的条件和规定的时间内，完成规定功能的能力”，产品的可靠性己成为衡量产品质量的重要指标之一。
    对于任何一种产品，人们都希望它不但具有优良的性能、便宜的价格，而且不易发生故障，经久耐用。如果产品的质量低劣，可靠性不高，经常发生故障，那么不仅会造成极大的经济损失，使工厂信誉下降，甚至会危及人身安全及国家的安全。然而现代化系统的结构日趋复杂，功能日臻完善，达到高可靠性的难度也大大增加了。所以，从航天飞机到电视机等各类电子电气产品中，对产品的可靠性分析、设计，都是不容忽视的重要问题。
    另外，构成电子产品的基本单元是电子元器件，所以元器件可靠性是系统可靠性的基础。人们在工程实践中也逐步认识到，选用最可靠的元器件，不一定就能组装出最可靠的系统。相反，只要设计、组装、使用得当，选用部分低可靠性元件也能实现高可靠性系统。如何做到“得当”，便是可靠性研究的意义所在。
    钱学森说过“产品的可靠性是设计出来的、生产出来的、管理出来的”。进入21世纪以后，科学技术突飞猛进，产品越来越复杂，使用环境日益严酷，维修费用不断增长，这些都促使人们必须认真探索、深入研究可靠性问题。使可靠性的设计、分析在产品的研制、生产和使用中占据重要的地位。可靠性研究的内容
    可靠性作为一门工程学科，主要包括相互关联的三个方面:
1)可靠性工程
    可靠性工程是为保证产品在设计、生产及使用过程中达到预定的可靠性指标，应该采取的技术及组织管理措施。可靠性技术在产品全寿命周期的各个阶段的应用目的和任务是:
a)可靠性设计:通过设计奠定产品的可靠性基础。研究在设计阶段如何预测和预防各种可能发生的故障和隐患，以及确保产品的可维修性。
b)制造阶段的可靠性:通过制造实现产品的可靠性。研究制造偏差的控制、缺陷的处理和早期故障的排除，保证设计目标的实现。
c)可靠性试验:通过试验测定和验证产品的可靠性，研究在有限的样本、时间和使用费用下，如何获得合理的评定结果，找出薄弱环节，提出改进措施，以保证产品的可靠性。
d)使用阶段的可靠性:通过使用、维持产品的可靠性，研究产品运行中的可靠性监视、诊断、预测，以及采用售后服务与维修策略，防止可靠性劣化。
2)可靠性分析
    通过故障模式影响分析、故障树分析、功能危害分析、系统安全分析等定性定量分析方法，通过实验室可靠性试验和可靠性仿真试验，通过现场故障、可靠性数据分析和评估，发现产品的薄弱环节，研究导致薄弱环节的内外因，研究导致薄弱环节的机理，找出规律，提出改进措施，这些工作称为可靠性分析。电子设备可靠性研究是根据组成系统的元器件、组件、部件和分系统的可靠性数据和模型逐级进行分析，直到得出整个系统的可靠性指标。这是一个由局部到整体、由小到大的综合过程。对于电子设备，及时地预测其可靠性往往比事后精确获得其可靠性数据作用更大，在设计阶段采取提高可靠性的措施比日后改善更容易、更经济、更有效。经验证明，设备的设计缺陷在投入使用后往往是不可弥补的。因此，在产品设计阶段可靠性分析和性能设计必须同步进行。对电子设备进行可靠性分析主要有以下三种用途仁.
a)提供产品的可靠性指标预测，为产品设计决策提供依据。
b)编制可靠性关键件重要件清单和关键重要工序清单提供输入，为设计和生产过程的质量控制提供依据。为电子设备可靠性方案设计提供依据，也为设备维护、编制使用维护说明书、确定随机备品备件和全寿命周期备品备件清单和最低设备清单等提供必要的信息。
3)可靠性管理
a)通过系统的观点出发，对产品全寿命中各项活动进行规划、组织、协调、监督、控制等。
b)通过对每项活动的规划、组织、协调、监督、控制等从而保证系统可靠性的实现。
可靠性工程的发展及现状
1.3.1国外可靠性工程的发展及现状
    可靠性工程的诞生可以追溯到20世纪40年代，即第二次世界大战期间。1944年纳粹德国用V-2火箭袭击伦敦，有80枚火箭在起飞台上爆炸，还有一些掉进英吉利海峡。由此德国提出并运用了串联模型得出火箭系统可靠度，成为第一个运用系统可靠性理论的飞行器。当时美国海军统计，运往远东的航空无线电设备有60%不能工作。电子设备在规定使用期内仅有30%的时间能有效工作。在此期间，因可靠性问题损失飞机.
2. 1万架，是被击落飞机的1. 5倍。由此，引起人们对可靠性问题的认识，通过大量现场调查和故障分析，采取对策，诞生了可靠性这门学科。
    20世纪50年代是可靠性兴起和形成的年代。这期间具有影响的是1952年美国国防部成立了一个有军方、工业部门和学界组成的电子设备可靠性资咨询组(AGREE)，并于1957年发表了《军用电子设备的可靠性》研究报告。
    60年代是可靠性工程全面发展的阶段，也是美国武器系统研制全面贯彻可靠性大纲的年代。形成了一套较为完善的可靠性设计、试验和管理标准，如M工L-HDBK-217,MIL-STD -781, MIL-STD-785。并开展了FMEA与FTA分析工作。在这十年中美、法、日、苏联等工业发达国家相继开展了可靠性工程技术研究工作。
      70年代是可靠性发展步入成熟的阶段，建立了可靠性管理机构，制定一整套管理方法及程序，成立全国性可靠性数据交换网，进行信息交流，采用严格降额设计、热设计等可靠性设计，强调环境应力筛选，开始了三E革命〔ESS EMC ESD )，开展可靠性增长试验及综合环境应力的可靠性试验。
    各种各样的电子设备或系统广泛应用于各科学技术领域、工业生产部门以及人们的日常生活中。电子设备的可靠性直接影响着生产的效率、系统、设备以及人们的生产安全，对可靠性问题的研究显得日益重要。同时，对非电子设备可靠性的研究也开始了。美国空军的F-16A和海军的F/A-8A战斗机、陆军的M1主战坦克的研制体现70年代的特点。
    20世纪80年代，可靠性研究继续向广度和深度发展，中心内容是实现可靠性保证。提高可靠性工作地位，增加了维修性工作内容、CAD技术在可靠性领域中应用。开始了三C革命〔CAD CAE CAM )，开展软件可靠性、机械可靠性及光电器件和微电子器件可靠性等的研究。最有代表性是美国空军于1985年推行了“可靠性与维修性2000年行动计划”，目标是到2000年实现可靠性增倍维修性减半。在1991年海湾战争中“2000年行动计划”见到成效。
    20世纪90年代，可靠性步入理念更新时期。出现了新的可靠性理念，改变了一些传统的可靠性工作方法，无维修使用、失效安全、加速寿命试验、可靠性仿真技术等设计理念和方法逐步推广，运用于实际工程中，可靠性工作进入一个全新的阶段。
1.3.2国内可靠性工程的发展及现状
    我国的可靠性工程于20世纪60年代起步，经历了曲折和反复，进入80年代以后，得到了迅速发展。1980年以来，我国颁布了一系列可靠性方面的国家标准。电子、机械、航空、核等工业部门先后颁布了加强可靠性研究的法规性文件。为了适应我国武器装备可靠性工程发展的需求，全国军事技术装备可靠性标准化技术委员会于1986年成立，相继颁布了G.TB450《装备研制与生产的可靠性通用大纲》等一系列国家军用标准，对推动可靠性研究的法制化、规范化发挥了重要作用。在航空领域，从80年代中期开始，全面运用可靠性理论开展定寿、延寿工作，较准确地确定了一批设备的寿命，大幅度提高了设备的可靠性水平，取得了显著的社会效益和经济效益。另外，自80年代初成立中国电子产品可靠性数据网至今，己建成了由众多网点单位组成的跨行业、跨部门的可靠性数据交换网。航空装备质量与可靠性信息交换网的建立，使航空设备的可靠性工作逐步进入了从研制生产到使用维护的全过程管理，对监控航空装备的质量，提高其可靠性等都发挥了重要作用。
    我国原机械电子工业部提出了“以科技为先导，以质量为主线”，沿着管起来一一控制好—上水平的发展模式开展可靠性工作，大力贯彻《军工产品质量管理条例》。军工产品质量管理条例明确提出对可靠性工作的要求，在研制阶段主要贯彻《可靠性保证大纲》，在生产阶段主要贯彻《质量保证大纲》。通过宣贯GJB4B0《装备研制与生产的可靠性通用大纲》及GJB368《装备维修性通用规范》。199