可靠性维修性设计报告

XX研制

可靠性、维修性设计报告编制：

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XX有限公司

2015年4月

目录

1 概述................................................... 2维修性设计.............................................. 设计目的................................................ 设计原则................................................. 维修性设计的基本内容.................................... 简化设计................................................ 互换性.................................................. 防差错设计.............................................. 检测性.................................................. 维修中人体工程设计......................................

3 维修性分析............................................. 产品的维修项目组成...................................... 系统平均故障修复试件（MTTR）计算模型 .................... MTTR值计算.............................................. 4可靠性设计.............................................. 可靠性设计原则........................................... 可靠性设计的基本内容.................................... 简化设计................................................. 降额设计................................................. 缓冲减振设计............................................. 抗干扰措施...............................................

热设计...................................................

5 可靠性分析............................................. 可靠性物理模型（MTBF）................................... 可靠性计算...............................................

1 概述

XX是集音视频无缝切换、实时字幕叠加、采集、存储、传输、显示于一体的综合性集成设备。在平台上集成了视频编辑、图片编辑、文稿编辑软件，编辑后的视频、图片能通过平台播放出去。系统配置2-4部4G手机，内置专用软件，通过云平台与本处理平台连接，把手机视频、图片、草图、短消息、位置实时上传到处理平台上，处理平台可以实时将手机视频无缝切播出去，在手机上可以在地图上看到相互的轨迹与位置，平台的地图窗口也可以看到手机的位置与轨迹。也可通过联网远程对本平台上的实时视频流或存储的视频资料进行选择读取播放、存储、编辑。使用专门定制的带拉杆的高强度安全防护箱，外形尺寸56x45x26cm, 重量小于20kg, 便于携带。

2维修性设计

设计目的

维修性工程是XX研制系统工程的重要部分，为了提高XX的可维修性，XX 在研制过程中必须进行有效的维修性设计，提出设计的目标，以便在随后的试制、试验等环节中严格贯彻设计要求，保证XX的维修性达到设计的要求。

设计原则

设计遵循可达性、互换性、防差错性、标准化的原则；严格参照GJB368A-94《装备维修性通用大纲》的规定执行。

维修性设计的基本内容

简化设计

不少于2部4G手机，远程采集音频视频图片，绘制草图，短消息，手机实时运动轨迹，发送到平台上显示。手机与平台通信应适当加密。

手机连续视频与模拟输入视频能无缝切换到任意一路模拟输出上。

视频插头（座）、电源插头（座）、控制信号插头（座）进行了区分设计标号，避免错查，并在接插件间预留了插拔空间。

互换性

设备的零部件互换性列表，见表1

表1 设备零部件一览表

防差错设计 检测性

维修中人体工程设计

本产品表面无锐刺，对人体无伤害。 3 维修性分析 产品的维修项目组成

系统平均故障修复试件（MTTR ）计算模型

若系统有n 个可修项目组成，每个可修项目的平均故障率和相应的平均修复时间为已知，则系统的平均修复时间为：

Mcti =

式中 λi

——第i 个项目的平均故障率

——第i 个项目的平均修复时间

MTTR 值计算 根据系统产品多年来的维修记录以及我公司设计人员的多方面计算，形成了系统各部件维修参数一览表，见下表3。

表3 监视系统各部件维修参数一览表

Σλi M cti i=1 n

Σλi i=1

n M cti

依据公式：

Mcti =

其中，λi=

将各部件对应得取值代入计算模型，可得

Mcti = (h) 故系统得平均修复时间为小时

MTTR ≤ h

4可靠性设计 可靠性设计原则

1）选择设计方案时尽量不采用还不成熟的新系统和零件，尽量采用已有经验并已标准化的零部件和成熟的技术。

结构简化，零件数削减。

考虑功能零件的可接近性，采用模块结构等以利于可维修性。 设置故障监测和诊断装置。

保证零件部设计裕度（安全系数/降额）。

必要时采用功能并联、冗余技术。如日本的液压挖掘机等，采用双泵、双发动机的冗余设计。

2）虑零件的互换性。

失效安全设计，系统某一部分即使发生故障，但使其限制在一定范围内，不致影响整个系统的功能。

安全寿命设计，保证使用中不发生破坏而充分安全的设计。例如对一些重要的安全性零件要保证在极限条件下不能发生变形、破坏。

3）防误操作设计

加强连接部分的设计分析，例如选定合理的连接、止推方式。考虑防振，防冲击，对连接条件的确认。

Σλi M cti

i=1

n

Σλi

i=1 n

1

T bfi

靠性确认试验，在没有现成数据和可用的经验时，这是唯一的手段。尤其机械零部件的可靠性预测精度还很低。主要通过试验确认。

可靠性设计的基本内容

本合同可靠性指标要求：MTBF≥1000h。在可靠性设计方面我们以下方面着手进行：

可在保证性能的前提下，尽量采用软件处理接收信号和故障检测信号，减少元器件的种类和数量，使用标准化单元组件和采用模块化设计以提高产品的可靠性；

合理地降低元器件所承受的go，使之工作在额定功效以内；

合理采用隔离措施，利用减振装置把设备保护起来，以耐受冲击和振动；

采用屏蔽方式滤波、屏蔽电缆。

通过合理规划设备内部线路和电路板布局，使热源有效分散以及通过开设2个风口，一个新风口一个排风口，使设备内部气流形成有效对流，起到充分散热的效果。

5 可靠性分析

便携式XX由一系列整机、部件组成。在评估便携式XX可靠性（MTBF）时, 常常不可能获得足够的信息, 利用各分系统、整机和部件的运行信息对全套设备的可靠性进行评估是必然要碰到的问题。因此, 如何利用整机和部件的运行信息, 构造全系统的靠性评估模型就成为一个十分重要的问题。

可靠性物理模型（MTBF）

前面已经提到便携式XX可靠性物理模型的特点是, 设备长时间处于24小时不间断运行状态，每个部件和系统均可能引起整个系统故障，所以为了确保系统有效运行需要对系统定期检测以发现产品缺陷和故障，模型中的任务时间即为周期检测，做好故障分类统计。

可靠性的数学模型和评估方法

根据MTBF可靠性物理模型, 可以确定MTBF的数学模型为：

MTBF=nt*/r

式中：r为故障数；

n为参与测试设备数；

t*测试时间；

对系统中各部件的故障数做统一统计，然后进行累加求和。如果统计期间无故障，r取1。

可靠性计算

我们对便携式XX备进行了可靠性参数MTBF统计计算，测试条件如下：

交流供电：最大150W，50Hz, AC160V-230V

环境温度：-20℃～ 45℃

环境湿度：<85 %（不结露）

测试地点：北京首贝科技生产组装车间

测试人员：王飞、顾天宇

通电运行完整设备3套，但由于生产设备有限，通电运行时间21天（2015年10月8日-2015年10月28），每天运行24小时，每周检查2次

检查结果见附件《便携式XX通电运行记录》。

计算结果：

根据公式：MTBF=nt*/r

式中：n取3，t*取24*21=504，r取1（无故障情况取1）

MTBF=nt*/r=3*504/1=1512小时

通过对可靠性MTBF物力建模和数学建模，统计计算结果为：

MTBF=1512小时＞1000小时，满足设计要求

统计模型由于条件限制存在一定的局限性，但基本能反映设备的可靠性运行要求，我们希望通过积累经验在以后的工作实践中不断补充和完善。