HB Z 214.2-1992 航空产品可靠性增长.管理.pdf
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1、中华人民共和国航空航天工业部l航空工业标准HB/Z 214.2-82 指导性技术文件航空产品可靠性增长管理1 992 - 0 5 - 1 8发布1992-09-01实施中华人民共和国航空航天工业部批准目次1 主题内容与适用范围. . . . . . . (1 ) 2 tJ I周标准. . . . . . . . . . (1) 3 符号、术语. . . . . . . . . . . . . . .(1) 4 一般说明. . . . (幻4. 1 时靠性增民高层,管理职责. (2) 5 叮靠性增长管理基本程序与方法. . . (3) 5. 1 制订可靠性增长管理计划的准备工作. . . . .
2、 . . . (3) 5. 2 制订可靠性增长管理计划. . . . (3) 5. 2. 1 可靠性要求. .,. . . . . . (3) 5. 2. 2 确定主要试验阶段5. 2. 3 确定试验改进类型. . 5. 2. 4 确定口J靠性增民途径5.2.5 绘制呵靠性增长曲线. . . . . . . . . . (5) 5. 2. 6 确定叮靠性增长模型. . (7) 5.2.7 分配资源. . . . . . . . (7) 5. 3 可靠性增快跟踪. . . . . . . . .(7) 5. 3.1 收集敬据. . . . (7) 5.3.2 增氏也势分斩(7)5. 3. 3 口
3、J靠件增长模型的验证.刊)5. 3. 4 绘制跟踪的叮靠件,增长曲线. . . . . . . (幻5. 3. 5 一次使用产品的跟踪. . . . . (10) 5. 3. 6 离MTBF产品的跟踪. (10) 5. 4 可靠性增长过程的控制. . . . . .111. . . . (10) 5. 4. 1 基本方法. . (10) 5. 4. 2 可靠性增长过程的控制. . . .门的5.5 总结. . . (1. 附录A计划的可靠性增长曲线绘制实例. .(1的中华人民共和国航空航天工业部航空工业标准航空产品可靠性增长管理HB/ Z 214.2-92 1 主题内容与适用范围本标准规定了可
4、靠性增长管理的基本程序与方法。本标准为在研制阶段制订可靠性增长汁划和对可靠性增长活动进行控制提供指导。2 引用标准GJB 451 可靠性维修性术语GJB 841 故障报告、分析和纠正措施系统HBjZ 214. 1 航空产品可靠性增校总则3 符号、术语3. 1 符号MTBF 平均故障间隔时间M(t) 在时刻t的瞬时(或当前)MTBFm 增长率t 累积试验时间tj 时刻tj的累积试验时间H。原假设,即z无可靠性增长假设K1 划分的子区间数K2 划分的子区间数T 总累积试验时间M1 初始的平均的MTBFMF 研制阶段的最终的MTBFM1 第i个子区间的平均的MTBFM 第i个子区间的累积故障数T1
5、第i个子区间长度N 累积故障总数目形状参数 的估计值X 自由度为n的检验统计量P1 第i个子区间长度与总试验时间的比值,即:Pi=TJ/T航窑航天工业部1992-05-18发布1992-09-01实施1 HO/Z 214.2-92 显著性水平3.2 术语除以下术语外,其它术语应符合GJB4510 3.2. 1 可靠性增长评估根据故障信息估计产品当前的可靠性水平,其值与计划的可靠性相应值进行定量比较,以判断可靠性增长是否符合计划要求。3.2.2 可靠性增长监督对可靠性增长活动进行有计划的督促与检查,以保证各项活动符合计划要求。3.2.3 主要试验阶段产品研制过程中为实施可靠性增长而规定的一段时间
6、。在该期间内,对受试产品进气试验、分析与改进。3.2.4 验证值根据试验数据所做的可靠性估计值。估计值应以受试产品当前的、而不是未来的结构或配置为基础。3.2.5 推测值根据试验数据及其它信息,估算或推测将来某一时刻可能达到的可靠性值。此值可以是按在试验阶段结束或接近于试验阶段结束时采纳建议的改进措施后估算的值,也可以是采纳建议的改进措施后估算的值。3.2.6 试验一改进一试验对产品进行试验,找出故障原因.确定改进措施并立即加以实施,再验证改进措施有效性的过程。3.2.7 试验一查找问题一试验对产品进行试验,找出故障原因,确定改进措施,但等到该试验停止后,试验阶段结束之前才对产品集中实施改进措
7、施的过程。3.2.8 含有延缓改进的试验一改进一试验对产品进行试验,找出故障原因,确定改进措施,有些故障在试验过程中立即纠正,另一些故障在主要试验阶段结束时才加以纠正的过程。4 一般说明在产品的早期研制阶段,由于复杂产品的初样有不能预见到的值得重视的可靠性和性能缺陷,因此,必须按照管理计划和研制试验大纲进行试验。但是仅仅依靠最终的验证,在许多情况下,它是不能以给定的资源达到可靠性日标的。为实现可靠性目标,应进行可靠性增沃管理。可靠性增长管理活动包括制订可靠性增长管理计划,对可靠性增长过程进行跟踪与控制。4. 1 可靠性增长高层管理职责2 应由高层管理部门负责对可靠性增长工作中的一些重要问题及时
8、做出决策,如za.审查、批准计划进度哀pb.决定增加试验;C.决定追加研制项目的经费;d.决定增加或重新分配资源;HB/Z 214.2-92 e.在可靠性阶段目标值没有证实之前,中断计划。5 可靠性增长管理基本程序与方法5. 1 制订可靠性增长管理计划的准备工作为制订可靠性增长管理计划提供基本信息,应对产品的结构或配置、特性以及资源等进行分析,一般包括:a.产品可靠性增长潜力;b.用于可靠性增长工作的资源;C.初始可靠性水平及可靠性增长试验预处理的时间51.可靠性增拔的总试验时间s.产品中有几个单元可做可靠性增民试验,每个单元所需最少试验时间;f.能否达到合同要求的MTBF值pg.各阶段目标值
9、ph.与同类型产品的增长信息对比分析。5.2 制订可靠性增长管理计划应制订一个可靠性增长管理汁划。这个计划主要包括如下内容1a.可靠性要求:b.主要试验阶段:C.与主要试验阶段相对应的试验改进类型:d.计划的可靠性增校曲线;e.增长模型;f.资源分配。5.2. 1 可靠性要求应根据研制阶段结束时的可靠性要求,确定各主要试验阶段的可靠性要求。在产品的鉴定试验之前达到研制阶段结束时的可靠性要求。5.2.2 确定主要试验阶段应根据产品研制阶段的最终可靠性要求及总试验时间等因素确定几个主要试验阶段。在确定各主要试验阶段时,应考虑其环境条件、试验改进类型及可靠性增长的着重点等因素。5.2.3 确定试验改
10、进类型应根据发现故障原因并实施改进措施所需的时间以及资金分配情况等因素确定试验改进类型。一般有三种试验改进类型,即:试验-改进一试验,试验一查找问题一试验及含有延缓改进的试验一改进一试验。对每个主要试验阶段确定一种试验改进类型。5.2.3. 1 试验一改进一试验3 HB;Z 14. 2-92 这种试验改进类型曲线如图1.由于在试验过程中故障得到了及时纠正,在主要试验阶段结束之前,改进措施的有效性得到了验证,因此,可靠性增长可以用条平滑曲线描述。如图1。这种试验改进类型能够更有效地控制资惊使用情况。甜p试验时间图1试验一改进一试验5; 2. 3. 2 试验一查找问题一试验采用这种试验改进类型时,
11、在试验过程中,没有实施改进措施,产品的可靠性没有增长,可靠性增长曲线是一条水平线。在试验完成后,试验阶段结束前集中实施改进措施。产品可靠性可能有较大的跳跃。因此,这种改进类型的可靠性增长曲线如图2所示。由于这种改进类型没有验证改进措施的有效性,因此,比试验一改进一试验类型风险要大。割锯阻进rJlt改跃的跳蟹的延成入形纳而于施由措试盛时间图2试验一查找问题一试验5. 2. 3. 3 含有延缓改进的试验一改进一试验采用这种改进类型,有些纠正措施在试验过程中就被及时实胞.在试验完成后、试验阶段4 H/Z 214.2-92 结束之前可靠性增长曲线可用一条平滑曲线描述P有些纠正措施在试验阶段结束前才被实
12、施,这时可靠性值有一个跳跃。因此,这种改进类型的可靠性增长曲线如图3所示。这种试验改进类型的风险介于5.2.3.I与5.2. 3. 2两种试验改进类型之间。由于纳入延缰的改进措施而引起的跳跃 制辑时试验时间因3含有延缓改进的试验一改进一试验5.2.4 确定可靠性增长途径应由主要试验阶段和试验改进类型确定可靠性增长途径。例如z如果确定了两个主要试验阶段,每主要试验阶段可在三种试验改进类型硝定一种,就有9种可靠性增长途径可供计划选用。如图4所示。5.2.5 绘制可靠性增长曲线5. 2. 5. 1 绘制理想的可靠性增长曲线理想的可靠性增长曲线可定量伯叶整个研制工作,并用以确定实现各阶段目标值所需的试
13、验时间,是绘制计划的可靠性增长曲线的重要工具。5.2.5. 1. 1 绘制方法根据计划中规定的几个主要试验阶段及确定出的各阶段可靠性目标值,绘制理想的可靠性增长曲线。一般有两种绘制方法:a.直接利用相似产品的信息,去拟合上述各阶段可靠性目标值,绘制理想的可靠性增长曲线;b.当以前信息不足以绘制理想的可靠性增长曲线时,可采用Duane模型(详见HB/Z214.1附录A)相似产品的信息可作为采用Duane模型的补充。所得到的曲线应反映出研制阶段可靠性增长的全面情况。如图5。图中水平线代表基线,或是初始可靠性水平。这条基线与平滑曲线一起构成理想的可靠性增袄曲线5 HB/Z 214.2-92 担4恒耐
14、 阶段1阶段2阶段1阶段Z阶段1阶段25.5.1 5.5.2 5.5.3 EV二担吕I -一主自4!E 睛阶段1阶段Z阶段1阶段Z阶段1阶段25.5. 5.5.5 5.5.6 主4lEH 口立自/二.,-一一T4E 崎阶段1阶段25.5.9 阶段1阶段25.5.7 阶段1阶段25.5.8 图4两个主要试验阶段的9个可靠性增长途径理想的可靠性增长曲线模型如公式(1):孔IM(t) =-tl (1) 第1个试验阶段后的全面增栓的一般情况割幡但由于纳入醒蟹的措施而产生的院跃第1个试撞阶段时的初始的平均可靠性阶段1阶段2阶段3阶段4图5理想的可靠性增长曲线6 HB/Z 214.2-92 5.2.5.
15、2 绘制计划的可靠性增长曲线计划的可靠性增长曲线是可靠性增长管理的重要工具。应在研制计划的早期,进行研制试验之前,绘制一条计划的可靠性增长曲线。产品应有一条计划的可靠性增长曲线,每个有可靠性要求的主要低层次产品(如:分系统、单元等)也应有一条计划的可靠性增长曲线。5. 2. 5. 2. 1 绘制要求计划的可靠性增长曲线应能比较详细体现如何达到各阶段日标值。它既能反映每一主要试验阶段预期的可靠性水平和该阶段采用的试验改进类型,又能与理想的可靠性增长曲线相适应。计划的可靠性增长曲线应由一个起始点和几条分段曲线构成。计划的可靠性增长曲线由日历时间或试验时间以及各时刻要达到的可靠性水平描述,并与设定的
16、评审点要求相协调。5.2. 5.2.2 确定起始点在不知道产品的初始可靠性水平情况下,可根据下述三种方法确定:a.利用相似产品可靠性增长计划中的信息Fb.确定一个最低可靠性水平,它既能保证达到研制阶段结束时的可靠性要求,又能在早期得到验证;C.用现有的试验(如原理试验、基本性能试验等)数据进行估计。5.2.6 确定可靠性增长模型根据HB/Z214. J附录A,选定一种可靠性增长模型。5.2. 7 分配资源应根据给定的资源,并根据各主要试验阶段的可靠性要求和时间等因素进行除时间以外的资源分配。在分配资源时,还应留存备用资源,以便在出现某些不可预见的情况下使用和控制可靠性增长活动。5. 3 可靠性
17、增长跟踪每个主要试验阶段的环境条件、采用的试验改进措施以及可靠性增长着重点往往不同,这些因素都将影响可靠性水平和增长率。应跟踪每个主要试验阶段并确定:a.是杏出现了增长和增长到什么程度;b.验证笆;C.将来某个时刻的推测值。5.3. 1 收集数据应收集并记录研制试验中的所有故障信息,当故障得到纠正后,该故障信息仍应保留。为了便于评估,应记录每一个故障发生时的累积试验时间,如果没有这种数据,至少应记录在一段时间内出现的故障数。记录的所有数据应存入故障报告、分析及纠正措施系统t详见GJB841)。5.3.2 增长趋势分析根据5.3. 1条收集的数据可以进行图解分析和统计检验,判断可靠性是否有增长。
18、7 HB/Z 214. 2-92 5. 3. 2. 1 图解分析数据图表示可靠性增长趋势,它的横座标用累积试验时间t表示,纵座标用MBF表示。描图步骤如下:a.将累积试验时间分成KI个不相重叠的子区间,分别为T1、T2、.T 1.1 ,子区间长度可以不等。b.根据试验数据,计算各子区间的平均的MTBF,即Mt(i=1,Kl)。计算公式如下:Mj=T1/Nj C.将计算出的M1值画在圈上。若所得到的图形如图6所示,可以判断可靠性得到增长。这里区间数和区间长度是任选的,但应使区间数多到使数据图平滑,区间长度小到能反映出MTBF的趋势。M. M , Ma 民筒HZMI 。t. IJ t4 图6数据图
19、5.3.2.2 统计检验趋势统计检验是确定可靠性是否增长的一种定量方法。下面分三种情况进行假设检验。5. 3. 2. 2. 1 对定时截尾试验数据的检验原假设Ho为自=l(没有增长)。检验统计量为:XN = 2N/P . . . ,. (3) 式中z卢=N/2:1n(T/t;). . . . . (4) 将试瞌数据代入(3)、(4)式,得到XiN值及自值。在规定的显著性水平下,查XZ分布下侧分位数表(表1)得出自由度为2N的两个临界值。将计算出的x2数值与查表得到的两个临界值进行比较,当计算值大于上侧分位数值或小于下侧分位数值时,拒绝原假设矶。若6值小于HB/Z 214.2-92 1,代表可靠
20、性增长4值大于1,代表可靠性降低。5. 3. 2. 2. 2 对定数截尾试验数据的检验原假设H。为自主l(没有增氏)。检验统计量为zXL-V l =2N/BHH-. . . . (5) .,- - 1 式中z卢=N/三Jla(川将试验数据代入(5)、(6)式,得到X(N-I值及。值。在规定的显著性水平下,查XZ分布下侧分位数表得出自由度为2(N-1)两个临界值。将计算出的X2数值与查表得到的两个临界值进行比较,著计算值大于上侧分位数值或小于下侧分位较值时,拒绝原假设矶。当。值小于1,代表可靠性增长,值大于1,代表可靠性降低。5.3.2.2.3 分组数据检验当不需要知道实际故障发生时间时,也用X
21、2检验方法进行检验。将研制试验时间分成K2个不等的、不相重叠的子区间,区间的划分要满足N. Tt/T注5,i=I,2,Kz 0 原假设Ho为服从指数分布。检验统计量为:KZ (KZ-ll二三C(N, - -,-P, )2/ NPJ . . . . . . (7) 式中:PI=Ti/TN=;二N,i=1 T=L;T, 将试验数据代入(7)式,计算出X2值。在规定显著性水平下,查X2分布下侧分位数表得到自由度为k一1,分位数为1一的临界值。将计算出的F值与临界值进行比较,当计算值大于临界值时,拒绝原假设矶。当拒绝原假设时,可靠性增长趋势可用图解分析法判断。5. 3. 3 可靠性增长模型的验证5.2
22、.6条选定的模型,用拟合优度检验模型是否与试验数据相适应。拟合优度检验方法详见HB/Z214. 1附录A。该模型应从以前的经验、工程应用及拟合优度等各方面考虑是合理的。如果模型用拟合优度幢验否定了,不一定重新选择模型,而要研究数据,或者MTBF出现了大跳跃,或者可靠性增长趋势发生了变化。5. 3. 4 绘制跟踪的可靠性增长曲线根据研制试验数据、选定的可靠性增长模型绘制跟踪的可靠性增长曲线。用研制试验数据代入公式(2)算出增长率,将汁算出增长率代入公式(1)得到跟踪曲线的解析式F用公式(1)绘制的曲线超过当前累积试验时间后的部分即为推测曲线,如图7所示。9 HB/Z 214. 2-92 h嗣同H
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