GB/T 15174-1994 可靠性增长大纲

中华人民共和国国家标准

可靠性增长大纲

国家技术监督局批准实施

本标准等效采用国际标准可靠性增长大纲

主题内容和适用范围

本标准规定了编制可靠性增长大纲的要求和导则为使可靠性增长需暴露和排除在硬件和软件中

的薄弱环节当规范要求设备电子机电机械硬件及软件有一个可靠性大纲或者已知设计不成熟

若不进行改进便不能满足验证试验的要求时使用本标准是合适的在阐述基本概念之后接着叙述了

所要求的管理计划试验实验室和现场试验失效分析和改进技术为了估计增长后达到的可靠性水

平还简要概述了数学模型

本标准适用于通过试验进行可靠性改进的场合其一般原则也同样可适用于其他活动

改进工作可以在以下各项结果的基础上进行

理论研究例如故障模式及影响分析

现场试验

使用者的经验

主要目的不是致力于可靠性改进的项目

引用标准

可靠性维修性术语

设备可靠性试验总要求

设备可靠性试验试验周期设计导则

设备可靠性试验可靠性测定试验的点估计和区间估计方法指数分布

可靠性和维修性管理

设备可靠性试验推荐的试验条件固定使用在有气候防护场所设备精模拟

术语

本标准所用的基本可靠性术语符合要求在本标准中专门定义或说明的术语叙述如下除

非另有说明这些术语既适用于只有硬件构成的产品也适用于含有软件或以软件为主的产品

区分开中的失效强度对可修复的产品和失效率

对不修复或一次性产品两个术语是非常重要的

可靠性改进

通过排除系统性失效的原因和或减少其他失效发生的概率来实现改进可靠性特征量的一种过

程

注本标准所描述的方法是进行纠正性更改以达到减少系统性薄弱环节的目的

对任何产品而言由于可行性经济性等原因能获得的增长都是有限度的

可靠性增长

表示产品可靠性特征量随时间逐渐改进的一种过程

薄弱环节失效

当施加的应力在产品规定能力之内时由于产品本身的薄弱环节而引起的失效

注薄弱环节可以是固有的也可以是诱发的

薄弱环节是产品中任一种已知或未知的缺陷它可以引起一个或多个薄弱环节失效

在统计意义上假设每种类型的薄弱环节是相互独立的

系统性薄弱环节

只有通过更改设计制造工艺操作方法文件或其他有关因素或者通过排除劣质的元器件批才

能排除的或减少其影响的薄弱环节

注没有改进措施只作修理和更换在软件情形作重复运行很可能导致同类失效再现

软件薄弱环节都是系统性的

残余性薄弱环节

非系统性薄弱环节

注这种情况下在预期的试验时间内同类失效再现的风险可以忽略不计

软件的薄弱环节不可能是残余性的

关联失效

在解释试验或运行结果时或在计算可靠性特征量值时应包括的失效

注应列出关联失效的判据

关联失效的判据见条

非关联失效

在解释试验或运行结果时或在计算可靠性特征量值时不应包括的失效

注应列出非关联失效的判据

非关联失效的判据见条

系统性失效

与某种原因直接有关的失效而这些失效只能采取更改设计制造工艺操作方法文件或其他相关

因素的方法才能排除

注没有更改的修复性维修通常不能排除失效原因

采用模拟失效原因的方法能诱发系统性失效

在本标准中系统性失效被认为是由系统性薄弱环节引起的失效

残余性失效

由残余性薄弱环节引起的失效

类失效

由于费用时间技术上的限制或其他原因由管理者决定不作纠正性更改的那类系统性失效

类失效

由管理者决定需作纠正性更改的那类系统性失效

瞬时可靠性量度

在可靠性增长程序中的某一给定时刻过去或现在对产品进行的可靠性量度

注常用的可靠性量度为瞬时失效强度或平均失效间隔时间以及瞬时失效率或平均失效前时间

用可靠性增长模型估计得到这些量度值

外推可靠性量度

在可靠性增长的全过程中能及时进行纠正性更改的产品在未来某一给定时刻估计获得的可靠性

量度

注中的修饰词外推的定义适用于此但仅限于时间外推

假设前面的试验条件和纠正性更改程序维持不变

假设今后有同样的趋势可以利用以往的数据用可靠性增长模型来估计可靠性特征量

常用可靠性量度为瞬时失效强度或平均失效间隔时间以及瞬时失效率或平均失效前时间

计划的可靠性量度

同时引入多个纠正措施后所预测到的产品可靠性量度

注更改往往是在增长大纲的两个连续阶段之间进行

常用的可靠性量度为瞬时失效强度或平均失效间隔时间以及瞬时失效率或平均失效前时间

用可靠性增长模型估计得到这些量度值

基本概念

在可靠性增长大纲中通常采取实验室或现场试验来激发并暴露产品的薄弱环节以便改进系统设

备元器件或类似产品的可靠性如果出现了失效就要进行诊断修理或更换然后继续进行试验与

此同时对于已经出现的失效应该进行分析并找出其失效的根本原因当找到了确实的原因之后就要

对其设计其他有关程序或可靠性增长发展过程中的结果进行适当的更改从而促使产品的可靠性逐步

增长这种程序既适用于纯硬件也适用于与之配套的软件

对于不修理的或一次性使用的产品或元器件的可靠性增长程序应该提供不断改进的样品而每次

改进设计后的样品都应该比以往的样品更为可靠

软件的可靠性增长不受实际环境例如温度和湿度的制约不受可靠性筛选的影响但可能会受其

他环境例如使用和维护的影响硬软件可靠性特征量的估计只能通过对失效的观测监控和记录来

获得可靠性特征量的估计会受到为暴露薄弱环节而进行的性能试验能力的影响为了包含各种特殊

的和未知条件的以及在实际使用中可能遇到的各种组合条件可靠性增长试验应尽可能采用在实际使

用中可能出现的综合环境条件

薄弱环节与失效

在没有出现失效以前薄弱环节通常是未知的在一些对产品有影响的操作中由于无意识的人为

差错薄弱环节可能在一个可观察到的失效发生以前已经存在了换句话说产品的薄弱环节是材料固

有的或者是由于制造工艺不完全受控而造成的

产品的可靠性增长通常只与降低系统性薄弱环节的影响有关系统性薄弱环节与残余性薄弱环节

从开始到被排除的过程如图所示

图增长与修理过程的比较

系统性薄弱环节

系统性薄弱环节一般与设计或类似的程序有关各种类型的薄弱环节往往受下列因素的影响

规定使用环境或条件的准确性

设计制造过程或使用的新颖性复杂性或关键性

约束条件如研制或生产时间过紧经费不足尺寸重量或性能要求过严

人员培训水平和技术熟练程度

系统性薄弱环节会同时存在于硬件和软件中也会产生广泛的影响同一原因可能会使产品带来相

似的薄弱环节用来消除系统性薄弱环节的改进措施本身也有可能会引进新的系统性薄弱环节

残余性薄弱环节

残余性薄弱环节通常只与产品或零部件的制造有关上述条所述的因素对产生残余性薄弱环

节也有影响但这些影响可以通过对人员培训不断熟练的过程以及质量控制来减少

残余性薄弱环节只存在于硬件中与系统性薄弱环节不同残余性薄弱环节可局限于单件产品上

产品中的大部分残余性薄弱环节可以通过可靠性筛选来加以排除而剩余的薄弱环节将会保留下来在

产品的寿命期内可能随机地引起失效任何大范围的修理更换或改进都隐含着引入新的残余性薄弱环

节的风险

可靠性增长过程的失效模式

可靠性增长过程中由于产品的故障强度随着每次成功的改进而降低所以不能用恒定失效率的假

设来估计增长过程的故障强度或

本标准叙述了用来估计已有的增长和作计划的可靠性数学模型的原理在可靠性改进计划中为了

达到规定的可靠性目标可以采用有关的技术来估计试验所需要的时间

各种可靠性评估方法的准确性都取决于如何有效地控制试验环境监控程序失效报告以及被记录

的试验时间因此实验室数据比现场试验或非正式试验方案所获得的数据更加可靠如果对控制程度

有怀疑即控制不得力就不要使用数学模型然而即使是在控制不得力不得不放弃数学模型时本标准

所描述的改进过程总会使可靠性得以增长认识到这一点很重要因此即使对增长结果不能进行定量

估计仍然要执行可靠性增长大纲

在图中曲线是一条理想化的阶梯曲线它表示了各种系统性薄弱环节所产生的首次失效的

累积数