【正文】 可 靠 性 設(shè) 計(jì) 準(zhǔn) 則編 撰 指 南劉 保 中二 零 零 八 年 九 月 十 八 日序我所的“質(zhì)量放心崗”創(chuàng)建活動(dòng)已經(jīng)初見(jiàn)成效，但“設(shè)計(jì)崗”由于自身的特點(diǎn)所限，建崗質(zhì)量暫時(shí)不如操作崗。設(shè)計(jì)崗的前期工作僅完成了崗位接口關(guān)系的描述，但建崗的重點(diǎn)不在“接口”，而在于崗位內(nèi)部的“基礎(chǔ)建設(shè)”。設(shè)計(jì)崗的基本使命是，將用戶(hù)對(duì)產(chǎn)品的要求（輸入）轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品的性能和可靠性（輸出）。因此，建崗的重點(diǎn)應(yīng)該是如何完成這個(gè)“轉(zhuǎn)化”。如果設(shè)計(jì)崗就此停步不前，不能夠繼續(xù)深入下去，這項(xiàng)活動(dòng)將會(huì)流于形式，很難收到預(yù)期的效果。為此建議，將編制“可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則”（以下簡(jiǎn)稱(chēng)為“準(zhǔn)則”）作為設(shè)計(jì)崗的評(píng)價(jià)與考核標(biāo)準(zhǔn)，并以“四星崗”為對(duì)象進(jìn)行試點(diǎn)。拿不出像樣的“準(zhǔn)則”來(lái)，就不能獲得四星崗的稱(chēng)號(hào)。一個(gè)企業(yè)要想保持長(zhǎng)盛不衰，即“可持續(xù)發(fā)展”，就必須具有扎實(shí)的基礎(chǔ)。建房子、買(mǎi)設(shè)備是打基礎(chǔ)（硬基礎(chǔ)）；“建章立制”也是打基礎(chǔ)（軟基礎(chǔ)），而且是更重要的基礎(chǔ)。創(chuàng)建“質(zhì)量放心崗”，就是一項(xiàng)軟基礎(chǔ)建設(shè)，也是我所的一項(xiàng)創(chuàng)舉。對(duì)設(shè)計(jì)崗而言， “可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則”屬于基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)，如果每個(gè)崗位都能拿出高水平的“準(zhǔn)則”來(lái)，并能夠認(rèn)真地貫徹執(zhí)行之，那么我所的設(shè)計(jì)水平將會(huì)整體躍上一個(gè)新臺(tái)階。設(shè)計(jì)圖紙和技術(shù)報(bào)告，同樣是“產(chǎn)品”，也應(yīng)該具有質(zhì)量指標(biāo)，而且能夠檢驗(yàn)，“可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則”就具有這樣的功能（有要求、可檢查）。為了規(guī)范設(shè)計(jì)崗的創(chuàng)建活動(dòng)、也為了使不同崗位編出來(lái)的“準(zhǔn)則”具有可比性，特起草了《可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則編撰指南》一文，供參考。目 錄序 2目 錄 3一. 什么是可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 5二. 為什么要推行可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 6三. 建立可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的步驟 8四. 準(zhǔn)則條款的分類(lèi)原則 10五. “附錄”部分的說(shuō)明 12六. 總結(jié) 13附錄 15準(zhǔn)則名稱(chēng)（封面） 151. 產(chǎn)品概述 152. 簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)準(zhǔn)則與“三化”原則 15`簡(jiǎn)化設(shè)計(jì) 15 通用化 16 組合化（模塊化） 16 系列化 17 小結(jié) 173. 電子元器件和機(jī)械零件的選用準(zhǔn)則 184. 降額設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 195. 容差設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 21 參數(shù)漂移與容差設(shè)計(jì) 21 短期穩(wěn)定性 21 長(zhǎng)期穩(wěn)定性 226. 熱設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 227. 抗力學(xué)環(huán)境設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 248. 電磁兼容設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 26 電磁兼容概述 26 傳導(dǎo)干擾的抑制措施 27 輻射干擾的抑制措施 279. 靜電防護(hù)準(zhǔn)則 2810. 非電子產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 3011. 軟件可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 33 技術(shù)層面 33 管理層面 34 小結(jié) 3612. 抗輻射（照）設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 37 核輻射環(huán)境 37 空間輻射環(huán)境 38 抗輻射（照）設(shè)計(jì) 3813. 余度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 4014. 潛在通路分析及預(yù)防 42 潛在通路的特點(diǎn) 42 潛在通路分析與“網(wǎng)絡(luò)樹(shù)”圖 44可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則編撰指南一. 什么是可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則（以下簡(jiǎn)稱(chēng)為“準(zhǔn)則”），其內(nèi)涵較為豐富，很難用一兩句話(huà)為其下一個(gè)準(zhǔn)確的定義。不過(guò)，可從以下四個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行認(rèn)識(shí)，以建立起初步的概念：① 可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是把設(shè)計(jì)人員在長(zhǎng)期工程實(shí)踐中積累的成功經(jīng)驗(yàn)和失敗的教訓(xùn)加以總結(jié)和提煉，使其條理化、系統(tǒng)化，并在此基礎(chǔ)上形成的條款性文件。② 可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是一個(gè)具有強(qiáng)制性的執(zhí)行文件，其中的條款都是在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)必須逐條落實(shí)的可靠性定性要求。凡具有產(chǎn)品代號(hào)（即型號(hào)）的獨(dú)立產(chǎn)品，均應(yīng)建立各自的可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，即該產(chǎn)品的“專(zhuān)用準(zhǔn)則”，稱(chēng)為《產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)制準(zhǔn)則》。由于設(shè)計(jì)者對(duì)該產(chǎn)品最為了解，所以，產(chǎn)品由誰(shuí)設(shè)計(jì)，準(zhǔn)則歸誰(shuí)撰寫(xiě)。因此，它又是一份由設(shè)計(jì)師撰寫(xiě)的設(shè)計(jì)文件。③ 當(dāng)設(shè)計(jì)工作完成后，再由管理者找來(lái)相關(guān)的專(zhuān)家，依據(jù)設(shè)計(jì)師撰寫(xiě)的準(zhǔn)則，逐條地檢查其在設(shè)計(jì)過(guò)程中的落實(shí)情況。因此，可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則還是一份可檢查的法規(guī)性文件。④ 可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則并不是一個(gè)“一成不變”的靜態(tài)文件，而是在產(chǎn)品的研制過(guò)程中不斷地得到補(bǔ)充、修訂的“動(dòng)態(tài)”文件。綜上所述，可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是在經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的基礎(chǔ)上形成的條款性文件，用來(lái)指導(dǎo)可靠性定性設(shè)計(jì)；而且，還是一份可執(zhí)行、能檢查的法規(guī)性文件，并在執(zhí)行過(guò)程中不斷地得到補(bǔ)充的“動(dòng)態(tài)”文件。二. 為什么要推行可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是一個(gè)基礎(chǔ)性的質(zhì)量管理文件，建立并貫徹可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的“直接目的”是提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，而“最終目的”是提高產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，它具有如下現(xiàn)實(shí)的和長(zhǎng)遠(yuǎn)的意義：⑴ 規(guī)范設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)行為：可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則可以為可靠性的定性設(shè)計(jì)提供一個(gè)具體的、可操作的“指南”，使得設(shè)計(jì)人員有章可循。因此，準(zhǔn)則可用來(lái)規(guī)范設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)行為。⑵ 避免低級(jí)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的發(fā)生：產(chǎn)品的固有可靠性是產(chǎn)品的一種固有的內(nèi)在屬性，是靠設(shè)計(jì)賦予的、是靠制造和管理來(lái)保證的，但起決定性作用的還是設(shè)計(jì)過(guò)程。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，如果能夠認(rèn)真地執(zhí)行準(zhǔn)則，就可避免一些不該發(fā)生的疏忽或者錯(cuò)誤（低級(jí)錯(cuò)誤），從而提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，真正把“可靠性是設(shè)計(jì)出來(lái)的”這句話(huà)落到實(shí)處。因此，在設(shè)計(jì)過(guò)程中落實(shí)準(zhǔn)則是提高產(chǎn)品固有可靠性的重要手段。⑶ 用來(lái)檢查設(shè)計(jì)質(zhì)量的好壞：產(chǎn)品的可靠性和性能都是產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)。一般來(lái)說(shuō)，性能指標(biāo)可以用儀器儀表進(jìn)行檢測(cè)，但可靠性指標(biāo)的確認(rèn)要困難得多，貫徹可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則可以部分地解決這個(gè)問(wèn)題。在設(shè)計(jì)工作完成后，質(zhì)量部門(mén)要組織第三方專(zhuān)家依據(jù)準(zhǔn)則的條款，逐條檢查準(zhǔn)則的落實(shí)情況，并提交“可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則符合性檢查報(bào)告”。雖然不能定量地確認(rèn)產(chǎn)品的可靠性是否達(dá)標(biāo)，但能夠定性地知道所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的可靠性是高、還是低。⑷ 為設(shè)計(jì)評(píng)審提供依據(jù)：在產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)審時(shí)，要將“準(zhǔn)則符合性檢查報(bào)告”提交評(píng)委會(huì)進(jìn)行審查。不僅是對(duì)設(shè)計(jì)質(zhì)量的進(jìn)一步的確認(rèn)，而且也是對(duì)檢查組工作質(zhì)量的認(rèn)可，避免檢查工作走過(guò)場(chǎng)，流于形式。⑸ 促進(jìn)可靠性持續(xù)增長(zhǎng)：一種產(chǎn)品的設(shè)計(jì)通過(guò)了“準(zhǔn)則符合性檢查”和設(shè)計(jì)評(píng)審，并不標(biāo)志著該項(xiàng)工作的終結(jié)。隨著產(chǎn)品研制進(jìn)程的深入、關(guān)鍵技術(shù)的突破、以及故障歸零措施的落實(shí)等，都可能導(dǎo)致設(shè)計(jì)的更改。在設(shè)計(jì)更改過(guò)程中，往往會(huì)采用新技術(shù)、新工藝、新材料、新型元器件等，所有這些改進(jìn)措施都應(yīng)該補(bǔ)充到原先的準(zhǔn)則中去。該過(guò)程一直要進(jìn)行到產(chǎn)品壽命期的終結(jié)。因此，準(zhǔn)則的補(bǔ)充與修訂過(guò)程，也是產(chǎn)品可靠性增長(zhǎng)的過(guò)程。⑹ 利于知識(shí)的傳承：科技人員（不單純限于設(shè)計(jì)人員）在長(zhǎng)期的工程實(shí)踐中，有很多經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)、心得體會(huì)，都散落在個(gè)人的記事本上或腦子里。這些無(wú)形的東西，其實(shí)是企業(yè)的一部分非常有價(jià)值的、極其寶貴的知識(shí)財(cái)富。如果無(wú)人問(wèn)津、任其流失，實(shí)在可惜。通過(guò)建立可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，可將這些分散的、無(wú)形的知識(shí)財(cái)富收集起來(lái)，并加以歸納、提升，使其成為準(zhǔn)則，不僅能夠指導(dǎo)當(dāng)前的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，而且有利于知識(shí)的傳承和新人的培養(yǎng)。既然知識(shí)得以傳承，新人得到培養(yǎng)，那么，企業(yè)的“可持續(xù)發(fā)展”也就在情理之中了。三. 建立可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的步驟第一步，準(zhǔn)則命名：可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是針對(duì)某個(gè)具體的產(chǎn)品而言的（專(zhuān)用準(zhǔn)則），不同的產(chǎn)品具有不同的特性，其可靠性要求也不完全相同。一般來(lái)說(shuō)，凡具有產(chǎn)品代號(hào)（即型號(hào)）的獨(dú)立產(chǎn)品，在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)之前，均應(yīng)編撰各自的可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，作為該產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)必須貫徹的輸入文件。為了便于區(qū)分，也是為了方便管理，首先要賦予準(zhǔn)則一個(gè)合適的名稱(chēng)，即《產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則》。實(shí)際上，“準(zhǔn)則名稱(chēng)”也為準(zhǔn)則的編撰工作劃定了一個(gè)大致的范圍。這里所說(shuō)的產(chǎn)品，可以是慣導(dǎo)系統(tǒng)、陀螺、加速度計(jì)，也可以是計(jì)算機(jī)、或者具有獨(dú)立功能的電路板，等等。總之，凡是具有獨(dú)立代號(hào)、能夠進(jìn)行單獨(dú)驗(yàn)收的產(chǎn)品，均應(yīng)建立各自的可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。第二步，了解產(chǎn)品：在著手編撰可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則之前，要充分地了解“對(duì)象產(chǎn)品”的任務(wù)使命、功能特性、工作原理、配套關(guān)系，以及任務(wù)書(shū)或者訂貨合同中規(guī)定的環(huán)境要求和可靠性要求（定量的和定性的）。不了解自己的產(chǎn)品，就很難制訂出有效的、可執(zhí)行的準(zhǔn)則來(lái)。第三步，收集素材：在充分了解產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，開(kāi)始收集準(zhǔn)則的相關(guān)素材。素材的來(lái)源，有以下渠道：① 訂貨方的可靠性定性要求（合同中規(guī)定的有關(guān)條款）；② 本單位以往的設(shè)計(jì)、制造，以及故障歸零等，積累的經(jīng)驗(yàn)；③ 同類(lèi)型產(chǎn)品（本單位的或兄弟單位的相似產(chǎn)品）的可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則中適用于本產(chǎn)品的條款；④ 國(guó)內(nèi)外的可靠性相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)中適用于本產(chǎn)品的內(nèi)容和條款。能夠直接引用的情況往往并不多，需要在理解“精神實(shí)質(zhì)”的基礎(chǔ)上結(jié)合本產(chǎn)品的具體特點(diǎn)加以改造，使之成為本產(chǎn)品的條款。第四步，初稿編撰：把從不同渠道收集來(lái)的素材進(jìn)行匯總、分析、歸類(lèi)，形成本產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的初稿。初稿的編撰沒(méi)有固定的格式，雖無(wú)一定之規(guī)，但也不能把所有的條款雜亂無(wú)章地堆積在一起，既無(wú)法查閱，更無(wú)法應(yīng)用。因此，所謂編撰，就是按照一定的規(guī)則對(duì)這些條款進(jìn)行分類(lèi)，以便于查閱和使用。至于如何進(jìn)行分類(lèi)，可參考第四章“準(zhǔn)則條款的分類(lèi)原則”。第五步，初稿評(píng)審：在設(shè)計(jì)師完成了準(zhǔn)則初稿的編撰之后，由質(zhì)量管理部門(mén)組織相關(guān)專(zhuān)家對(duì)初稿進(jìn)行評(píng)審。評(píng)審組的成員應(yīng)包括，有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)人員和工藝人員、可靠性專(zhuān)業(yè)人員、質(zhì)量管理和型號(hào)管理人員等。評(píng)審的形式是，對(duì)準(zhǔn)則初稿進(jìn)行逐條審查。審查的要點(diǎn)是，每個(gè)條款的有效性、可行性和可檢查性。在進(jìn)行審查的同時(shí)，與會(huì)專(zhuān)家還可以對(duì)被審查的條款提出具體的修改意見(jiàn)，也可以添加新的條款。⑴ 有效性：確認(rèn)每個(gè)條款是否真的能夠提高產(chǎn)品的可靠性。如果確能提高產(chǎn)品的可靠性，則保留；如果不能提高產(chǎn)品的可靠性，或者效果甚微，則不保留。不要拼湊數(shù)量，要注重實(shí)效。⑵ 可行性：確認(rèn)每個(gè)條款在技術(shù)上是否能實(shí)現(xiàn)，而且在成本上是否可接受?？煽啃允窃O(shè)計(jì)出來(lái)的，“低成本”同樣也是設(shè)計(jì)出來(lái)的。不同的設(shè)計(jì)方案對(duì)應(yīng)著不同的成本，一旦方案確定之后，一個(gè)固有的成本也就跟著產(chǎn)生了，無(wú)論管理者的水平多么高，實(shí)際發(fā)生的成本都不可能低于該固有成本。通常情況下，可靠性與低成本之間是有矛盾的，設(shè)計(jì)師的職責(zé)就是在二者之間尋找“平衡點(diǎn)”。⑶ 可檢查性：確認(rèn)對(duì)每個(gè)條款的“檢查”是否簡(jiǎn)單易行。一般來(lái)說(shuō)，通過(guò)查看設(shè)計(jì)圖紙和技術(shù)文件，就能知曉其執(zhí)行情況的好壞，而不需要借助儀器儀表。第六步，正式發(fā)布：準(zhǔn)則初稿通過(guò)評(píng)審后，根據(jù)評(píng)審會(huì)上提出的意見(jiàn)對(duì)初稿進(jìn)行修改和補(bǔ)充，并形成正式稿。然后按照規(guī)定的審批程序簽署完整，并由總師和行政領(lǐng)導(dǎo)共同批準(zhǔn)，正式發(fā)布實(shí)施。第七步，實(shí)施與補(bǔ)充：準(zhǔn)則正式發(fā)布實(shí)施后，在執(zhí)行的過(guò)程中可能還會(huì)遇到一些事先沒(méi)有想到的新情況、新問(wèn)題，需要進(jìn)行修訂和補(bǔ)充。例如，設(shè)計(jì)方案的變更、故障歸零措施的落實(shí)、新材料和新技術(shù)的采用，等等?？傊?，隨著技術(shù)的進(jìn)步、經(jīng)驗(yàn)的積累、認(rèn)識(shí)的深化，可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則也在不斷地得到補(bǔ)充和提升。這個(gè)過(guò)程將一直繼續(xù)下去，直到該產(chǎn)品的全壽命周期的終結(jié)。四. 準(zhǔn)則條款的分類(lèi)原則可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的編撰，就是對(duì)分散的、各自獨(dú)立的條款進(jìn)行分類(lèi)，并形成一份可供查閱的條款性文件。分類(lèi)的方法有很多，但無(wú)論采用何種方法，都必須遵循一條基本的原則：要緊密地與產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程相結(jié)合，以便于查閱和應(yīng)用。貫徹并落實(shí)準(zhǔn)則的條款，屬于可靠性定性設(shè)計(jì)的范疇。工程上之所以將設(shè)計(jì)劃分為性能設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)（定量的和定性的）、甚至還有“成本設(shè)計(jì)”等，僅僅是為了表述上的方便而已。在實(shí)際操作時(shí)，不可能將它們截然分開(kāi)而分步實(shí)施，更不能片面地追求某一單項(xiàng)指標(biāo)。產(chǎn)品的