一、可靠性的定義以及內(nèi)涵
可靠性是產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi),完成規(guī)定功能的能力。產(chǎn)品的可靠性能力通過可靠性指標進行衡量。需要從以下4個方面進行理解。
1.產(chǎn)品定義——可以是系統(tǒng)、設(shè)備、零部件或元器件。系統(tǒng)分為多個層次,如汽車由各個子系統(tǒng)組成,每個子系統(tǒng)如發(fā)動機、變速箱本身又是系統(tǒng),由設(shè)備和零部件組成。需求方可以僅在系統(tǒng)最高層次提出可靠性要求,也可以對一些對系統(tǒng)可靠性水平起決定性影響的子系統(tǒng)提出要求。由于實現(xiàn)系統(tǒng)的技術(shù)方案、設(shè)備組成存在差異,無法對所有組成系統(tǒng)的設(shè)備、零部件都提出要求;
2.規(guī)定的條件——指產(chǎn)品的使用條件和環(huán)境條件,產(chǎn)品所處的運行條件對可靠性指標有直接的影響,同一個類型的產(chǎn)品,在室外連續(xù)工作,缺少后勤支持的條件,和室內(nèi)間歇性工作,有良好的后勤保障能力的條件下,對這個產(chǎn)品的可靠性要求差別很大;
3.規(guī)定的時間——也稱為任務(wù)時間,規(guī)定時間的長短隨著產(chǎn)品對象不同和使用目的不同而異。對一個產(chǎn)品來說,如果規(guī)定的任務(wù)時間很短,它可能是可靠的;若規(guī)定的任務(wù)時間很長,它就可能不可靠。規(guī)定時間根據(jù)產(chǎn)品的任務(wù)類別不同,也可以不用時間計算,而是采用其它量綱。如與工作次數(shù)有關(guān)的產(chǎn)品,像繼電器、開關(guān)通過觸點開關(guān)的次數(shù)進行表示,與行駛里程相關(guān)的車輛用里程進行表示。
4.規(guī)定的任務(wù)——產(chǎn)品所實現(xiàn)的功能。產(chǎn)品不能完成規(guī)定的任務(wù)就是發(fā)生了故障。故障根據(jù)對任務(wù)的影響程度不同,可以分為不同的類別,完全故障和局部故障,以一輛汽車為例,發(fā)動機發(fā)生故障汽車就無法完成行駛?cè)蝿?wù),是完全故障,而車輛內(nèi)存在異響,影響乘車人的乘坐體驗,是局部故障。可靠性是產(chǎn)品不出故障的概率,需要明確故障的類別和含義,如不能確定故障就無法計算概率。
MTBF(Mean Time Between Failures),即平均無故障工作時間,表示兩次故障之間的平均時間,通常用于衡量設(shè)備或系統(tǒng)的可靠性,反映了產(chǎn)品的時間質(zhì)量,體現(xiàn)產(chǎn)品在規(guī)定時間內(nèi)保持功能的一種能力。概括地說,產(chǎn)品故障少的就是可靠性相對就高,產(chǎn)品的故障總數(shù)與壽命單位總數(shù)之比叫“故障率”(Failure rate)。它僅適用于可維修產(chǎn)品。同時也規(guī)定產(chǎn)品在總的使用階段累計工作時間與故障次數(shù)的比值為 MTBF。MTBF越長表示可靠性越高正確工作能力越強。
三、可靠性驗證試驗方案(定時截尾、序貫截尾、全數(shù)試驗方案)
1.若事先未規(guī)定可靠性驗證時間,希望盡早對MTBF作出接收或拒收判決時,可選用序貫試驗統(tǒng)計方案;
2.若合同或產(chǎn)品規(guī)范要求進行可靠性驗證試驗,提供MTBF驗證值,并且有固定的截止試驗時間時,需要選用定時截尾的試驗方案;
3.若要求在可靠性驗收試驗中對每臺產(chǎn)品都進行試驗時,需要選用全數(shù)試驗方案。
四、選擇試驗方案時還應(yīng)考慮的其他因素
1.的成熟程度及預(yù)期的壽命;
2.經(jīng)費;
3.產(chǎn)品的進度要求及可做試驗的時間;
4.決策風(fēng)險(使用方風(fēng)險和生產(chǎn)方風(fēng)險);
5.鑒別比對MTBF檢驗上限的影響;
6.類似產(chǎn)品的驗證值;
7.費用和時間的權(quán)衡。
五、常用的檢測標準
1.GB/T 5080.7-1986《設(shè)備可靠性試驗 恒定失效率假設(shè)下的失效率與平均無故障時間的驗證試驗方案》;
2.GJB 899A-2009《可靠性鑒定和驗收試驗》;
3.GJB 367A-2001《通信設(shè)備通用規(guī)范》 ;
4.GB/T 34986-2017《產(chǎn)品加速試驗方法》等。
六、為什么要進行MTBF壽命評估?
1.提升產(chǎn)品質(zhì)量:快速識別并改進設(shè)計缺陷,增強市場競爭力。
2.降低低成本:低故障率減少售后成本,提升客戶滿意度。
3.滿足國家標準或行業(yè)標準:確保產(chǎn)品符合或超越行業(yè)可靠性要求,獲得市場準入。
4.科學(xué)決策:提供可靠性數(shù)據(jù),支持企業(yè)制定精準的生產(chǎn)與研發(fā)策略。