可靠性系统工程及其发展a

赵廷弟北京航空航天大学可靠性与系统工程学院(可靠性工程研究所)报告提纲可靠性系统工程的目标工程及其管理的理论基础可靠性系统工程概论RMS综合设计可靠性系统工程管理可靠性系统工程发展11.9.132可靠性系统工程方法论可靠性系统工程311.9.13可靠性系统工程的目标装备的效能[系统工程原理]功能/性能+使能扩展：费用：费效比风险最小风险的最佳费效比效能工程11.9.134可靠性系统工程可靠性系统工程概论效能的度量美国武器系统效能咨询委员会（WSEIAC）提出的ADC法（A-Availability、D-Dependability、C-Capability）KPP---关键性能参数法CVN21航母11.9.135可靠性系统工程效能工程用户的终极目标费效、风险效能工程以效能为目标、以费用为约束效能概念使用效能系统效能[固有效能]功能、性能RMS、环境适应性11.9.136可靠性系统工程效能工程原理系统学、系统工程系统的整体特性效能工程内涵装备具有良好的效能装备研制的工程过程与效能11.9.137可靠性系统工程工程及其管理的理论基础11.9.138可靠性系统工程工程的理论基础系统科学开发过程是一个系统动态变化过程，系统运动；以人为主体，人、机、料、法、环协同的系统；开发的结果是一个“系统”；系统的特征整体性层次性相关性环境适应性11.9.139可靠性系统工程工程的理论基础事理学办事的道理“信息”是贯穿事理学全局的概念事务过程的客观规律工程开发的工程过程是典型的事理学的工程应用事务流程“信息”是技术状态管理的核心11.9.1310可靠性系统工程工程的理论基础系统工程系统工程是组织管理系统的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法，是一种对所有系统都具有普遍意义的科学方法。也可以说，就是组织管理系统的技术。关于“系统”的工程、应用系统学原理的工程系统工程的内涵理解工程需求与目标工程过程：工作与流程、WBS工程技术与工具[环境]11.9.1311可靠性系统工程工程的理论基础并行工程并行工程是对产品及其相关过程（包括制造过程和支持过程）进行并行一体化设计的一种系统化的工作模式。这种工作模式力图使开发者从一开始就考虑到产品全生命周期中的所有因素，包括质量、成本、进度和用户需求。以产品为核心综合、协调并行、考虑工程后期的工作11.9.1312可靠性系统工程工程的理论基础体现的核心思想用户需求牵引以产品为核心全系统、全特性和全寿命过程工程的本质理解产品[概念]---方案---设计[纸面]---原型---产品[交付用户]。不断变化的过程多特性多学科[技术]11.9.1313可靠性系统工程11.9.1314工程的理论基础设计RMS生产产品其他设计(方案)功能/性能RMS制造(工艺、工装、生产)产品其他工艺工装设计RMS生产产品其他工艺工装设计RMS生产产品其他工艺工装工程过程与质量管理(各阶段的关键点)可靠性系统工程发展可靠性系统工程发展可靠性系统工程RMS与功能/性能协同设计同步一体化：性能与RMTSS的综合、同步，解决两张皮的问题特性综合：可靠性、维修性、测试性、保障性及安全性的综合过程综合：设计、试验、验证、生产的综合数据综合：RMS与性能数据互联互用可靠性系统工程1511.9.13可靠性系统工程概论11.9.1316可靠性系统工程11.9.1317可靠性系统工程研究产品（全系统）全寿命过程中同故障作斗争的工程技术从产品的整体性及其同外界环境的辩证关系出发，用实验研究、现场调查、故障或维修活动分析等方法，研究产品寿命和可靠性与外界环境的相互关系研究产品故障的发生、发展及其预防和维修保障直至消灭的规律，它包括增进产品可靠性、延长其寿命和提高其效能的一系技术和管理活动可靠性系统工程11.9.1318可靠性系统工程总目标提高产品的可用性和任务成功性，减少维修人力和保障费用可靠性系统工程本质以故障为核心以系统学和系统工程为技术手段以装备使能为目标系统性地与故障做斗争可靠性系统工程可靠性系统工程可靠性、安全性、维修性、测试性和保障性装备/产品的固有属性属于“使能”的范畴用户的角度安全可靠维修保障11.9.1319可靠性系统工程可靠性系统工程可靠性系统工程与传统专业的特点差异可靠性、维修性和保障性产品、装备的属性；技术综合的特性体现机械、电子技术手段11.9.1320可靠性系统工程可靠性系统工程装备的固有属性11.9.1321维修系统失效(不可靠)事故(不安全)诊断保障产品(系统)固有属性故障可靠性维修性保障性测试性安全性可靠性系统工程可靠性系统工程故障模式影响和危害性分析(FMECA)可靠性工程系统故障--故障影响--检测方式--严酷度分类--设计更改--危害度权衡研究系统安全工程安全性分析风险分析试验与评价故障分析试验规划维修性工程故障预计能力测试性/BIT设计测试性框架设计维修活动设计更改维修性分析维修保障工程维修规划和分析以可靠性为中心的维修分析(RCMA)修理级别分析(LORA)维修工作分析MTA)测试检查要求设计更改设计工程故障影响分析故障影响设计更改系统工程系统定义系统功能需纠正的设计问题人素工程更改要求人机接口分析RMS信息管理RMS信息系统FRACAS11.9.1322可靠性系统工程可靠性系统工程学科性质横断[传统—纵向]共性[个性]学科的范畴方法论机理复杂系统与简单器件/部件11.9.1323可靠性系统工程可靠性系统工程学科的层次基础理论系统科学、概率论、事理学传统学科技术基础系统工程、数理统计传统学科工程技术可靠性工程技术、维修性工程技术等11.9.1324可靠性系统工程可靠性系统工程可靠性系统工程目标产品/装备“使能”费用降低看看系统工程特点整体性综合性择优性11.9.1325可靠性系统工程可靠性系统工程可靠性工程可靠性、安全性(系统安全性工程)维修性工程与维修工程维修性产品固有的特性：反映产品是否好修维修：为保持/恢复产品可用状态所开展的活动维修的方式与级别，RCM：以可靠性为中心的维修测试与测试性：故障诊断11.9.1326可靠性系统工程可靠性系统工程综合保障/产品支援保障性：好保障、保障好维修设备与人员备件与维修网点(维修级别)用户资料与培训等11.9.1327可靠性系统工程11.9.1328可靠性系统工程使用保障：它主要用于维持产品功能所需要的保障即便产品不发生故障，无需进行故障维修，但为了维持产品功能，仍需要具有的保障分系统；维修保障：由于故障导致的维修及维修保障活动在产品研制中必须同时考虑产品的使用保障及维修保障。可靠性系统工程可靠性系统工程浴盆曲线典型的故障率模型，许多产品故障率呈此模型11.9.1329)(t使用寿命*早期故障偶然故障耗损故障AB规定的故障率维修后故障率下降t可靠性系统工程11.9.1330可靠性系统工程可靠性是根本、综合保障是手段无故障：无维修、保障(使用保障除外)RMS的所有工作均为“大保障/综合保障”服务；不可靠导致维修，维修需要保障维修性、保障性均是对可靠性的补充体现RMS专业的综合可靠性系统工程11.9.1331可靠性系统工程RMS指标要求的协调性以战备完好性、任务成功性为核心RMS指标分解、协调RMS工作的综合与协调可靠性系统工程11.9.1332可靠性工程可靠性工程概念[GJB450A]为达到产品的可靠性要求而进行的一套设计、研制、生产和试验工作：设计分析、试验、管理、信息；是可靠性系统工程的一个分支，是可靠性系统工程的核心，也是RSE的首要任务。产品的可靠性是设计、生产和管理出来的；可靠性系统工程可靠性工程质量与可靠性关系广义质量观，质量涵盖可靠性从狭义的质量观看，就是“符合性质量”可靠性毕竟与狭义的质量管理还是有很大区别的，质量出了问题，往往批次性很强11.9.1333可靠性系统工程可靠性工程质量与可靠性关系可靠性是更深层次的与设计、工艺相关的根本性问题。有些企业对于可靠性工程有一种错误观念，认为可靠性工程是质量部门的事情，而设计部门却很少人员参与。产品的可靠性是在设计阶段就已经决定了在用户使用过程中，均是“可靠性”问题11.9.1334可靠性系统工程11.9.1335可靠性工程可靠性工程范畴系统/产品的可靠性要求或目标可靠性的设计分析建模、预计、FMEA、FTA风险分析等可靠性试验与评价环境应力筛选(ESS)可靠性增长试验等可靠性验证试验等可靠性信息可靠性管理可靠性的理论基础宏观：系统学与概率与统计学；微观：其他学科所属的范畴：工程系列(与QM的区别)可靠性系统工程11.9.1336可靠性工程可靠性工程特点全寿命(寿命剖面与任务剖面)综合性需求分析、设计、管理、试验、制造与使用围绕“故障”并行工程综合协调并行过程可靠性系统工程11.9.1337可靠性工程工作流程可靠性要求可靠性信息生产及质量控制可靠性试验与验证可靠性设计分析装备使用可靠性管理工艺可靠性设计分析作战需求分析可靠性工程工作流程可靠性系统工程系统安全性工程系统安全性工程对象：针对复杂系统[武器系统]内涵基于系统学、系统工程解决复杂系统的安全性问题主要针对“固有安全性”考虑的因素：人-机-环赋予复杂武器系统高水平的安全特性11.9.1338可靠性系统工程系统安全性工程系统安全性工程体系[GJB900、GJB99]系统安全性工程过程工程工作[PHA、SSA]技术手段FMEA、FTA技术体系预防体系保障体系救援体系11.9.1339可靠性系统工程系统安全性工程系统安全性工程过程需求分析与要求论证系统安全性设计分析安全性的试验与评价使用安全保障与改进安全性特性分类故障安全特性安全[能量]耦合安全11.9.1340可靠性系统工程可靠性系统工程41维修性工程维修产品或系统在使用过程中，维修人员为保持或恢复产品的可使用状态所采取的活动，如技术保养、修理、改进、翻修等。维修性产品由规定技术水平的人员，用规定的程序和资源，在各规定的维修级别下进行维修时，保持或恢复其规定状态在时间和资源上相对的便捷和经济。11.9.13可靠性系统工程42维修性工程维修类型修复性维修（correctivemaintenance，CM)预防性维修（preventivemaintenance，PM)维修级别基层级中继级基地级11.9.13可靠性系统工程43维修性工程维修级别基层级中继级基地级11.9.13可靠性系统工程44维修性工程维修方案产品采用的维修级别、维修策略、各维修级别的主要工作等的描述维修级别基本维修策略各维修级别要完成的维修任务*主要的维修保障要求11.9.13可靠性系统工程45维修性工程维修性工作项目维修性要求维修性管理维修性设计与分析数据收集与分析维修性试验与评价11.9.13可靠性系统工程46维修性工程产品维修性工作要求论证与确定工作的监督与控制设计与分析试验与评定初始的维修性要求完整的维修性要求使用阶段的维修性工作制定维修性工作计划对转承方和供应方的监督与控制维修性工作评审建立数据收集分析和纠正措施系统维修性和测试性验证建立维修性模型维修性分配维修性预计故障模式及影响分析|维修性信息维修性分析维修性设计准则为详细维修计划和支援分析准备输入维修性核查维修性评价生产阶段的维修性工作维修性管理11.9.13可靠性系统工程47综合保障保障是实现和保持产品功能的基本保证产品/系统使用使用功能保障系统保障功能接口保障任务使用保障维修保障11.9.13可靠性系统工程48综合保障保障性—反映系统与保障能力的设计特性系统（即产品）的设计特性和计划的保障资源能满足平时和战时使用要求的能力设计特性是指与保障有关的设计特性，以及保障资源要求产品所具有的设计特性产品具有可保障（武器）的特性和能保障（保障系统）的特性才是具有完整保障性的产品11.9.13可靠性系统工程49综合保障综合保障（IntegratedLogisticsSupport,ILS)在产品的寿命期内，为提高系统可用性，降低寿命周期费用，综合考虑产品的保障问题，确定保障性要求，进行保障性设计，规划并研制保障资源，及时提供产品所需保障的一系列管理和技术活动。11.9.13可靠性系