【文章內(nèi)容簡介】 依據(jù)，也稱故障判斷準(zhǔn)則。? 規(guī)定產(chǎn)品失效定義，必須對成功的產(chǎn)品性能進行定義，這些參數(shù)必須采用在驗證時可以測量的術(shù)語進行表示。? 對系統(tǒng)的每一種被測試的基本性能必須明確成功失敗的界限，這些界限必須要用明確的、不含糊的術(shù)語定義。故障判據(jù)分析? 為分配、預(yù)計、分析或估算產(chǎn)品的可靠性所建立的框圖和數(shù)學(xué)模型。? 可靠性模型有如下幾種形式：– 串聯(lián)模型：多臺設(shè)備同時工作，其中任意一臺設(shè)備工作失效，都使得整個系統(tǒng)失效的系統(tǒng)。– 并聯(lián)模型：多臺設(shè)備同時工作，其中一臺設(shè)備工作正常，即表示系統(tǒng)工作正常的系統(tǒng)。– 冗余（貯備）系統(tǒng)模型：一臺設(shè)備處于工作狀態(tài)，同時有一臺或多臺設(shè)備處于貯備狀態(tài)，用轉(zhuǎn)換開關(guān)檢測工作設(shè)備的失效、并能在工作設(shè)備發(fā)生失效瞬間，自動轉(zhuǎn)向備用設(shè)備的系統(tǒng)。– 表決系統(tǒng)模型：多臺設(shè)備同時工作，其中部分設(shè)備工作正常，即表示系統(tǒng)工作正常的系統(tǒng)?？煽啃阅Ｐ? 依據(jù) GJB 81390《 可靠性模型的建立和可靠性預(yù)計 》? （ 1）可靠性框圖：應(yīng)以產(chǎn)品功能框圖、原理圖、工程圖為依據(jù)且相互協(xié)調(diào)。建立可靠性模型? （ 2）可靠性數(shù)學(xué)模型? 本產(chǎn)品的所有組成單元中任一單元的故障都會導(dǎo)致整個系統(tǒng)失效，是典型的串聯(lián)系統(tǒng)，其數(shù)學(xué)模型為：? 失效率與 MTBF的關(guān)系為：? 由以上公式可以看出，要提高系統(tǒng)的可靠性，必須提高各單元的可靠性，降低其失效率? 為了把產(chǎn)品的可靠性定量要求按照給定的準(zhǔn)則分配給各組成部分而進行的工作。– 自上而下，由小到大，從整體到局部，逐步分解。? 產(chǎn)品復(fù)雜程度、技術(shù)成熟程度、產(chǎn)品使用環(huán)境、任務(wù)時間長短、產(chǎn)品重要程度成為可靠性分配的參考標(biāo)準(zhǔn)?？煽啃苑峙? 無約束可靠性分配法是系統(tǒng)以滿足規(guī)定的可靠性指標(biāo)為目的，除了可靠性指標(biāo)外，沒有約束條件。無約束可靠性分配法應(yīng)用較廣，包括等分配法、評分分配法、比例組合法和重要度分配法等。 ? 有約束條件下分配的可靠性指標(biāo)的必要條件是用一些數(shù)據(jù)或公式將約束條件與可靠性聯(lián)系起來。有約束條件的系統(tǒng)任務(wù)可靠性分配法，如拉格朗日乘數(shù)法、動態(tài)規(guī)劃法和直接尋找查法等。這些方法由于比較復(fù)雜，在實際應(yīng)用中使用較少?？煽啃苑峙浞椒? 評分分配法：通過對影響可靠性的幾種因素評分，并對評分值進行綜合分析以獲得各單元產(chǎn)品之間的可靠性相對比值，再根據(jù)相對比值給每個分系統(tǒng)或設(shè)備分配可靠性指標(biāo)的分配方法。? 影響可靠性的因素包括產(chǎn)品復(fù)雜程度、技術(shù)水平、工作時間、條件環(huán)境等，需要確定各種因素評分值的范圍，分值越高說明可靠性越差。可靠性分配方法單 元名稱 復(fù) 雜 程度 技 術(shù) 水平 工作 時間 環(huán) 境條件 各 單 元 評 分?jǐn)?shù) 各 單 元 評 分系數(shù) 分配 給 各 單元失效率 （106/h）MTBF（ h）電 源發(fā) 射機接收機信號 處 理機換 能器水密 結(jié) 構(gòu)總計? 為了估計產(chǎn)品在給定工作條件下的可靠性而進行的工作。– 自下而上，從局部到整體。? 電子產(chǎn)品依據(jù) GJB/Z 299C2023《 電子設(shè)備可靠性預(yù)計手冊》 中提供的方法和數(shù)據(jù)進行可靠性預(yù)計。? 機械產(chǎn)品預(yù)計可參考：美國、英國、加拿大和澳大利亞等國出版的 《 機械設(shè)備可靠性預(yù)計手冊 》 和 《 非電子零部件可靠性數(shù)據(jù) 》 ?？煽啃灶A(yù)計? 電子產(chǎn)品可靠性預(yù)計方法較多，常用方法有：相似產(chǎn)品法、評分計數(shù)法、元器件計數(shù)法、應(yīng)力分析法、故障預(yù)計法等。? 機械產(chǎn)品可靠性預(yù)計方法包括修正系數(shù)法、相似產(chǎn)品法等。? 應(yīng)根據(jù)電子設(shè)備的實際情況選用國內(nèi)或國外元器件數(shù)據(jù)進行預(yù)計?？煽啃灶A(yù)計方法? 產(chǎn)品的失效率為各個單元的失效率之和，各單元的失效率為組成單元的各個節(jié)點的失效率之和，各節(jié)點的失效率為組成節(jié)點的各個元件、部件的失效率之和。序號 單 元名稱 單 元失效率（ 106/h） 數(shù)量 總 失效率（ 106/h）1 電 源2 發(fā) 射機3 接收機4 信號 處 理機5 換 能器6 水密 結(jié) 構(gòu)合 計? 可靠性預(yù)計的結(jié)果相對于可靠性分配時應(yīng)考慮留出 25%的余量，為在設(shè)計過程中增加新的功能單元留下余地。? 由于可靠性預(yù)計要求留 25%的余量，所以各單元的可靠性預(yù)計結(jié)果如果大于其可靠性分配值的 ，則證明各單元的可靠性預(yù)計結(jié)果滿足要求。? 若系統(tǒng)的可靠性預(yù)計結(jié)果大于可靠性定量要求的 ，則證明可靠性預(yù)計結(jié)果滿足要求?？煽啃灶A(yù)計結(jié)果分析? 依據(jù) GJB/Z 13912023《 故障模式、影響及危害性分析指南》? 分析產(chǎn)品中每一個可能的故障模式并確定其對產(chǎn)品的影響，同時考慮故障發(fā)生概率與故障危害程度的一種分析技術(shù)。? 分析應(yīng)用于 “ 六性 ” 設(shè)計的各個方面。? 工作內(nèi)容：– 定義約定層次– 故障模式分析– 故障原因分析– 故障影響及嚴(yán)酷度分析– 故障檢測方法分析– 危害性分析– 生成 FMECA表– 設(shè)計改進與補償措施分析故障模式、影響及危害性分析（ FMECA）? 約定層次：根據(jù) FMECA的需要，按產(chǎn)品功能關(guān)系或組成特點進行 FMECA的產(chǎn)品所在的功能層次或結(jié)構(gòu)層次。一般是從復(fù)雜到簡單依次進行劃分，相繼的約定層次表明了直至較簡單的組成部分的有順序的排列。? 初始約定層次：要進行 FMECA總的、完整的產(chǎn)品所在的約定層次中的最高層次。它是 FMECA最終影響的對象。? 最低約定層次：約定層次中最底層的產(chǎn)品所在的層次。它決定了 FMECA工作深入、細(xì)致的程度。定義約定層次? 按約定層次的定義，把初始約定層次定義為產(chǎn)品本身，中間的約定層次定義為現(xiàn)場維修的功能置換件，最低約定層次定義為返廠維修的功能置換件，同時也是可以完成基本功能的零部件。? 故障模式分析：找出產(chǎn)品所有可能出現(xiàn)的故障模式。? 故障原因分析：找出每個故障模式產(chǎn)生的原因，進而采取針對性的有效改進措施，防止或減少故障模式發(fā)生的可能性。? 故障影響及嚴(yán)酷度分析：找出產(chǎn)品的每個可能的故障模式所產(chǎn)生的影響，并對其嚴(yán)重程度進行分析。– 故障模式的影響分為三級：局部影響、高一層次影響和最終影響。嚴(yán)酷度類別 嚴(yán)重程度定義Ⅰ 類 (災(zāi)難的 ) 引起人員死亡或產(chǎn)品毀壞、重大環(huán)境損害Ⅱ 類 (致命的 ) 引起人員的嚴(yán)重傷害或重大經(jīng)濟損失或?qū)е氯蝿?wù)失敗、產(chǎn)品嚴(yán)重?fù)p壞及嚴(yán)重環(huán)境損害Ⅲ 類 (中等的 ) 引起人員的中等程度傷害或中等程度的經(jīng)濟損失或?qū)е氯蝿?wù)延誤或降級、產(chǎn)品中等程度的損壞及中等程度環(huán)境損害Ⅳ 類 (輕度的 ) 不足以導(dǎo)致人員傷害或輕度的經(jīng)濟損失或產(chǎn)品輕度的損壞及環(huán)境損害，但它會導(dǎo)致非計劃性維護或修理? 故障檢測方法分析：為產(chǎn)品的維修性與測試性設(shè)計、以及維修工作分析等提供依據(jù)。? 危害性分析：對產(chǎn)品每一個故障模式的嚴(yán)重程度及其發(fā)生的概率所產(chǎn)生的綜合影響進行分類，以全面評價產(chǎn)品中所有可能出現(xiàn)的故障模式的影響。故障模式概率等級 個體 總體A （頻繁） 頻繁發(fā)生 連續(xù)發(fā)生B （很可能） 在壽命期內(nèi)會出現(xiàn)若干次 經(jīng)常發(fā)生C （有時） 在壽命期內(nèi)可能有時發(fā)生 發(fā)生若干次D （極少） 在壽命期內(nèi)不易發(fā)生，但有可能 不易發(fā)生但有理由預(yù)期可能發(fā)生E （不可能） 很不容易發(fā)生以至于可以認(rèn)為不會發(fā)生 不易發(fā)生，但有可能發(fā)生序號單 元名稱 功能工作模式故障模式 故障原因 局部影響最 終影響 故障 檢測嚴(yán)酷度故障模式概率等 級1 電 源 為 所有部件供電供 電電壓 不足電 源 電壓 不足聲 納 工作不正常聲 納 性能下降 性能 測 量 Ⅳ D2 無 電壓輸 出 電 源失效 聲 納 不工作 聲 納 不工作 性能 測 量 Ⅲ D3 發(fā) 射機 產(chǎn) 生 發(fā)射功率信號發(fā) 射信號 無 輸 出元件失效 無 發(fā) 射信號產(chǎn) 生 發(fā) 射機不工作 性能 測 量 Ⅲ D4 工 藝 缺陷 無 發(fā) 射信號產(chǎn) 生 發(fā) 射機不工作 性能 測 量 Ⅲ D5 接收機 將 換 能器接收信號放大 調(diào) 理接收信號無接收信號元件失效 通道數(shù)據(jù) 錯誤 接收機不工作 性能 測 量 Ⅲ D6 工 藝 缺陷 通道數(shù)據(jù) 錯誤 接收機不工作 性能 測 量 Ⅲ D7 信號處 理機信號 處理信號處 理數(shù)據(jù) 錯誤 或無數(shù)據(jù)元件失效 數(shù)據(jù) 錯誤 或無數(shù)據(jù) 聲 納 不工作 性能 測 量 Ⅲ D8 工 藝 缺陷 數(shù)據(jù) 錯誤 或無數(shù)據(jù) 聲 納 不工作 性能 測 量 Ⅲ D9 換 能器 電 聲 轉(zhuǎn)換 電 聲能量轉(zhuǎn)換基元不工作元件老化意外事故 基元不工作基 陣 性能下降外 觀檢測 性能 測 量 Ⅳ D10 滲漏 工 藝 缺陷意外事故 基 陣 性能下降 換 能器不工作 外 觀檢測 性能 測 量 Ⅲ D11 水密結(jié) 構(gòu) 密封 水密支 撐 滲漏 工 藝 缺陷意外事故 電 路 損 壞 電 子 艙不工作 外 觀檢測 Ⅲ E? 設(shè)計改進與補償措施分析：針對每個故障模式的影響在設(shè)計與使用方面采取了哪些措施，以消除或減輕故障影響，進而提高產(chǎn)品的可靠性。 ? “ 六性 ” 設(shè)計從不同的角度，對 FMECA分析的結(jié)果采取設(shè)計改進與補償措施。? 針對故障模式進行可靠性設(shè)計：– 采購符合可靠性要求的電源。– 采購符合設(shè)計要求等級的元器件，必要時進行二次篩選試驗。– 進行環(huán)境應(yīng)力篩選試驗，檢驗電路焊接工藝。– 換能器晶片采取涂高強度絕緣漆措施，提高絕緣強度；基元經(jīng)測試精選組陣，保證基陣陣元相幅特性一致性。– 進行靜水壓力試驗。– 采取運輸、貯存裝箱保護，在使用維護說明書中明確保護措施等方案，減少意外事故的發(fā)生。? （ 1）采用成熟的技術(shù)和工藝– 充分繼承已經(jīng)經(jīng)過考驗、驗證的技術(shù)設(shè)計方案。– 新增的幾項技術(shù)都有技術(shù)基礎(chǔ)，并且在設(shè)計上都留有余量，以保證可靠性。? （ 2）簡化設(shè)計– 優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)件。– 盡可能地減少元器件、零部件的種類、數(shù)量。– 采用模塊化設(shè)計。? （ 3）降額設(shè)計：依據(jù) GJB/Z 3593《 元器件降額準(zhǔn)則 》– 元器件使用中承受的應(yīng)力低于其額定值，以達到延緩其參數(shù)退化，提高使用可靠性的目的。– 明確進行降額設(shè)計的元器件類別、降額參數(shù)和降額等級。制定可靠性設(shè)計準(zhǔn)則? （ 4）容錯、冗余設(shè)計– 通過設(shè)計，避免因單點故障導(dǎo)致的任務(wù)中斷和人員損傷，或使設(shè)計對故障的原因不敏感（即健壯設(shè)計）或采用容錯設(shè)計技術(shù)。? （ 5）電路容差設(shè)計– 關(guān)鍵電路的設(shè)計，應(yīng)設(shè)法使由于器件退化而性能變化時，仍能在允許的公差范圍之內(nèi)，滿足所需的最低性能要求。? （ 6）防瞬態(tài)過應(yīng)力設(shè)計– 通過設(shè)計，防止瞬態(tài)電壓、電流等超過額定值，以確保電路穩(wěn)定、可靠。? （ 7）熱設(shè)計：依據(jù) GJB/Z 2792《 電子設(shè)備可靠性熱設(shè)計手冊 》– 對熱敏感的產(chǎn)品實施熱分析，通過分析來核實并確保不會有元器件會暴露在超過線路應(yīng)力分析和最壞情況分析所確定的溫度環(huán)境中。制定可靠性設(shè)計準(zhǔn)則? （ 8）環(huán)境防護設(shè)計– 溫度防護設(shè)計。– 三防設(shè)計。– 沖擊和振動防護設(shè)計。– 電磁兼容性設(shè)計。– 耐壓設(shè)計。? （ 9）人的因素設(shè)計– 防止調(diào)試測試中的人為錯誤。– 防止使用中的人為錯誤。– 防止維修、拆裝中的人為錯誤。制定可靠性設(shè)計準(zhǔn)則? （ 10）軟件可靠性設(shè)計： 依據(jù) GJB/Z 10297《 軟件可靠性和安全性設(shè)計準(zhǔn)則 》– 軟件需求分析– 軟件危險分析：依據(jù) GJB 90090《 系統(tǒng)安全性通用大綱 》– 安全關(guān)鍵功能的設(shè)計– 冗余設(shè)計：軟件冗余設(shè)計；信息冗余設(shè)計。– 接口設(shè)計：內(nèi)外部接口設(shè)計，人