可靠性增长管理

第7章可靠性增长管理

7.1 目的

尽可能充分地利用型号研制过程中各项试验的资源与信息，制定并实施可靠性增长管理计划，把包括可靠性研制试验、可靠性增长试验在内的产品研制的各项有关试验均纳入到试验、分析与改进（TAAF）的可靠性增长管理轨道，对产品可靠性增长过程进行跟踪与控制，经济、高效地实现预定的可靠性目标。

7.2 依据

（1）GJB450A-2004 《装备可靠性工作通用要求》

（2）GTB/Z77-1995 《可靠性增长管理手册》

7.3 适用范围、适用时机

可靠性增长管理适用于新研制的复杂系统及其关键分系统或设备，适用于型号工程研制阶段（包括设计定型阶段、部队适应性试验）和生产阶段。

7.4 可靠性增长管理的基本内容

可靠性增长管理主要包括确定可靠性增长目标，制定产品可靠性增长计划，对可靠性增长过程进行跟踪、控制和评价等内容。

7.4.1 确定可靠性增长目标

应根据型号工程需要与现实可能性，通过论证来确定可靠性增长目标。在确定增长目标的过程中应考虑该项产品当前的可靠性水平（如产品初步的可靠性预计值或评估值）、同类产品的国内外水平、产品的复杂性、研制单位具备增长的能力和资源以及允许的增长时间等情况。一般情况下，应根据研制总要求、合同（或技术协议）中的可靠性要求确定可靠性增长目标值。

7.4.2 确定可靠性增长计划

产品的可靠性增长计划一般应包括增长管理阶段的划分、增长方式、增长模型和增长曲线等内容。

7.4.2.1 产品可靠性增长管理阶段的划分

产品可靠性增长管理一般可以分为以下几个阶段，根据不同型号研制的具体情况，可靠性增长管理阶段也可以重新进行组合划分，如也可将工程研制阶段与设计定型阶段组合成一个增长管理阶段。

（1）方案阶段

如果有足够的外部经验作为信息源，则增长管理起点可从方案阶段开始。在方案阶段要制定可靠性增长管理计划，包括确定产品可靠性增长目标、经费、进度、需要收集的试验信息、准备可靠性增长所必需的资源等。

（2）工程研制阶段

如果只能从试验中获取信息源，则增长管理起点一般从工程研制阶段的早期开始。工程研制阶段是实施可靠性增长管理工作最重要的阶段，在该阶段尽早开展可靠性增长管理工作，将获得最高的效费比。因此，应按可靠性增长计划全面开展可靠性增长工作，进行试验信息收集，试验情况跟踪与评估，及对增长进行控制等工作。

（3）设计定型阶段

设计定型阶段是可靠性增长管理工作的持续阶段。在该阶段将会更充分地暴露出型号研制中的深层次的可靠性问题，需要及时予以解决。同时，对可靠性增长工作进行监督，并给出可靠性增长结果是否达到阶段目标的结论，以此作为设计定型工作的重要依据。

（4）生产定型阶段

生产定型阶段的可靠性增长管理工作，将重点解决批生产过程中造成产品可靠性不稳定的问题。生产定型阶段也是产品在部队的试用阶段，应对生产和使用的故障信息和改进情况进行收集，对产品可靠性进行跟踪、监控，到生产定型时，给出产品的可靠性增长的评估意见。

7.4.2.2 可靠性增长方式

可靠性增长是通过逐步改正产品设计和制造中的缺陷，不断提高产品可靠性的过程。型号研制过程中一般有下列三种增长方式，其中前两种增长方式对所有产品均普遍适用，是否开展可靠性增长试验来实现可靠性增长应根据产品的需要来确定，具体内容请见第四篇第3章。

（1）在型号研制过程中开展一系列的可靠性设计、分析工作，如通过FMEA、可靠性预计、设计评审等，对影响产品可靠性的薄弱环节及时采取改进设计措施，使产品可靠性获得提高。

（2）进行一系列的研制试验，包括功能试验、性能试验、环境试验、系统原理试验、系统综合试验、寿命试验和可靠性研制试验等，对各项试验中暴露的

故障进行分析，采取纠正措施进行故障归零，实现产品的可靠性增长。

（3）对某些关键或重要产品需专门进行可靠性增长试验。

7.4.2.3 增长模型和增长曲线

可靠性增长计划，是实施可靠性增长管理的重要依据。为了制订可靠性计划，通常需要根据产品的特性、有关的可靠性数据和可靠性要求等，选择可靠性增长模型和可靠性增长曲线。

产品可靠性增长模型是用于反映产品可靠性增长规律，可用来制定产品可靠性增长的理想曲线。GJB/Z 77《可靠性增长管理手册》及有关资料中介绍了许多增长模型，但一般常用的模型是杜安模型（Duane）和AMSAA模型。杜安模型（Duane）和AMSAA模型将在第四篇第3章中详细介绍。在可靠性增长管理中，杜安模型用于制定增长曲线，对可靠性增长情况进行跟踪和评估，杜安模型比较简单，但其主要不足是模型中未考虑随机现象，对最终结果不能提供依据数理统计的评估。AMSAA模型建立在严格的随机过程理论基础上，采用统计分析方法评估产品可靠性增长的最终结果。

在可靠性增长管理过程中，需要绘制以下三条可靠性增长曲线：

（1）理想的可靠性增长曲线，它是根据所选增长模型结合有关可靠性信息而绘制的，以理想增长曲线为基准，确定计划曲线中各阶段的增长目标值；

（2）计划的可靠性增长曲线，它是根据理想增长曲线的总体轮廓线绘制的；

（3）跟踪曲线，在计划增长曲线图上，积累了足够的故障数据点后，把这些点用目视法拟合成一条直线，随着数据点增多，不断地更新跟踪曲线。

关于绘制理想的增长曲线、计划的增长曲线和跟踪曲线有关详细要求请见GJB/Z 77《可靠性增长管理手册》。

7.4.3 可靠性增长的跟踪和控制

应及时跟踪产品的可靠性增长过程，收集增长过程中故障信息，根据选定的模型对产品的可靠性水平和趋势作出评估。可靠性增长的跟踪和控制应该按计划曲线所制定的阶段，分阶段实施。不同的试验段可以根据产品的特点与试验特点采用不同的纠正方式，一般有以下三种不同的纠正方式：

第一种是即时纠正。产品故障的设计纠正措施在本试验段内实施，纠正的有效性也在本试验段内得到验证。该段内增长曲线近似不断递增的平滑曲线（见图

2.7-1(a)）。

第二种是延缓纠正。产品故障的设计纠正措施在本试验段结束后下一试验段开始之前集中的采取纠正措施。该段内增长曲线是水平的，而会在两个试验段间产生一个“跳跃”（2.7-1（b ））。

第三种是部分即时和延缓纠正。产品故障的设计纠正措施在本试验段，一部分采取即时纠正，一部分采取延缓纠正。该段内增长曲线为递增的平滑曲线，而在两个试验段间也会有一个“跳跃”（见图2.7-1（c ））。

t

t t

Θ(t)Θ(t)Θ(t)

(a)(b)

(c)图3.6-1 三种纠正方式的增长曲线增长过程对产品做跟踪的评估与各试验段的纠正方式有关。

1）即时纠正的评估

即时纠正方式试验段评估分为试验段内评估和试验段结束的评估。试验段内的跟踪常用画曲线的图估方法来评估，试验段结束的评估既可用评估法也可用统计分析法。如符合AMSAA 模型，可进行AMSAA 统计分析评估。

2）延缓纠正试验段的评估

这种纠正方式是产品在试验段内出现故障只作记录不作纠正，因此产品可靠性是维持在同一水平上，只有当试验结束时采取了有效纠正措施后才会产生一个可靠性的“跳跃”。评估可采用AMSAA 统计分析法。

3）含延缓纠正试验段的评估

这种纠正方式的评估分两部分进行，在试验段结束前可用即时纠正方式中的方法进行评估，而试验段结束，对延缓纠正的故障进行纠正，使产品可靠性“跳跃”，这时可再采用延缓纠正方式中的方法进行评估。跟踪评估的方法详细介绍图2.7-1

请见GJB/Z 77《可靠性增长管理手册》。

可靠性增长过程的控制是通过计划增长曲线与跟踪曲线的对比分析来实现的。当实际增长率低于计划增长率时，可通过提高纠正比、提高纠正有效性系数等来提高增长率。纠正比是指B类故障率与产品初始故障率之比，其中B类故障是指能经济地降低其故障率的那些系统性故障。纠正有效性系数是指某个或某类故障在纠正后其故障率被减少的部分与纠正前的故障率之比，它表征纠正措施的有效程度。

7.5 工作程序及实施要求

型号可靠性增长管理应将整个研制过程作为一个整体来规划可靠性增长，一般按以下程序开展增长工作：

1）确定可靠性增长目标

内容见本章7.4.1节。

2）确定可靠性增长起始点

分析型号可靠性工作及这些工作对型号初始可靠性水平的贡献，参考类似产品的可靠性水平，确定起始点的可靠性值和起始时间。

3）绘制理想的可靠性增长曲线

选定增长模型，一般可采用杜安模型，根据增长总目标、起始值考虑增长阶段的划分及阶段目标值，绘制理想的可靠性增长曲线。

4）确定可用于可靠性增长的资源

根据可靠性增长所采用的增长方式、所需的时间，确定可用于可靠性增长的资源，并与型号研制协调一致，进行规划和管理。

5）制定计划的可靠性增长曲线

根据理想的可靠性增长曲线，和规划各阶段可用的资源等制定计划的可靠性增长曲线。计划的可靠性增长各阶段的增长率一般应控制在0.3～0.6之间。

6）可靠性增长的控制

在型号的可靠性增长过程中，按各个增长阶段的增长过程进行跟踪，并采用本章7.4.3节所述的纠正方式，增长跟踪的方法与内容应根据纠正方式而确定，具体方法详见GJB/Z 77中5.4节。可靠性增长过程的控制是将跟踪结果与计划的增长曲线相比较，分析增长趋势和增长率。当分析结果不能达到阶段可靠性要

求时，应加大故障纠正的力度。

7）可靠性增长的最终评定

（1）用杜安模型进行最终评定，计算出该阶段产品达到的MTBF（瞬时）的估计值；

（2）进行拟合优度检验，判断增长是否不拒绝AMSAA模型，当拟合优度检验不拒绝AMSAA模型时，则参数点估计有效；

（3）若符合AMSAA模型，则可进行参数点估计和区间估计。

（4）估计产品在增长阶段结束时的瞬时MTBF的验证值。

7.6 实施要点

（1）可靠性增长管理，包括在规划过程中确定必须达到的可靠性阶段目标值，和为达到这些目标所需的资源及其合理分配；

（2）可靠性增长管理不能代替各项可靠性工作项目，但可以作为一种手段，利用可靠性增长管理对所有的可靠性工作项目进行全面审查；

（3）负责型号可靠性增长管理的人员应该掌握型号中的可靠性问题，分析可靠性的关键点，以便对型号可靠性增长做出较好的规划；

（4）可靠性增长管理的核心，是要将产品研制过程中的各项有关试验统一纳入到“试验、分析与改正”的管理轨道；

（5）计划增长曲线是进行可靠性增长管理的依据。在增长管理过程中，应采取一切措施努力实现计划所规定的目标，但当遇到某些严重问题时，需考虑计划的可行性与正确性，对计划的增长曲线进行必要的调整；

（6）计划的增长曲线一般以日历时间函数来描述。但为便于管理，可按试验时间的函数关系来描述，也就是说，需确定日历时间与试验时间之间的对应关系；

（7）应尽可能获取型号研制中实际的可靠性数据来确定起始点；

（8）应对发生的故障严格按FRACAS的管理办法，进行故障归零，以实现型号的可靠性增长；

（9）由于可靠性增长管理各试验段的产品可能会处于不同的环境状况，因此在产品的可靠性增长跟踪过程中，应根据不同环境的严酷程度，对所有的试验数据进行统一的折算。