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北京航空航天大学可靠性与系统工程学院可靠性系统工程——推进可靠性工作的整体解决方案康锐课程提纲背景概述概念内涵历程对比实施要素应用模式能力评价发展展望3中国制造2025规划•加强可靠性设计、试验与验证技术的研究与应用•推广先进的在线故障预测与诊断技术及后勤系统•国产关键产品可靠性指标达到国际先进水平2015年5月背景概述4中国工程院重大咨询项目——制造强国战略研究2013年1月至2014年12月•综合课题三：制造质量强国战略研究•综合卷、基础卷、技术卷、支撑卷、行业卷•技术卷：我国制造业可靠性工程的质量强国战略背景概述5一、引言二、我国制造业可靠性系统工程内涵三、国外制造业可靠性工程发展历程、特点及趋势四、我国制造业可靠性系统工程发展现状五、中外制造业可靠性工程发展对比六、制造强国与发展可靠性系统工程的关系七、我国制造业可靠性系统工程强国战略论证八、实施我国制造业可靠性系统工程战略的建议我国制造业可靠性工程的质量强国战略报告提纲背景概述6课程提纲背景概述概念内涵历程对比实施要素应用模式能力评价发展展望7浴盆曲线t)(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概念内涵故障规律8与产品故障相关的特性可靠性维修性测试性保障性安全性概念内涵环境适应性故障9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的规律，以及增进可靠性、延长寿命和提高效能的一系列技术与管理活动“”——杨为民（1935-2002），1994年提出RSE：ReliabilityCenteredSystemsEngineering可靠性系统工程概念内涵10可靠性系统工程研发阶段实用阶段分析设计评价评价分析设计故障相关特性故障相关系统故障故障相关系统售后服务系统维修保障系统BIT/ATE中央维护系统PHM系统概念内涵故障相关特性可靠性维修性测试性保障性安全性环境适应性11课程提纲背景概述概念内涵历程对比实施要素应用模式能力评价发展展望1219101920193019401950196019701980199020002010【保障性】【测试性】【维修性】工程专业综合系统工程管理并行工程管理【全面质量管理】【可靠性】发展历程历程对比【过程质量控制】【过程质量检验】【安全性】1319101920193019401950196019701980199020002010全系统全寿命管理【国外】可靠性维修性管理，追求最佳性能【国内】可靠性系统工程管理研制程序管理【国外】研制程序建立与改革【国内】研制程序建立与改革生产过程管理【国外】质量检验、过程控制【国内】测绘仿制的符合性检验、质量检验、过程控制国内外对比历程对比14课程提纲背景概述概念内涵历程对比实施要素应用模式能力评价发展展望15运用协调牵引约束指导监督RSE组织形式RSE指标需求RSE专业队伍RSE规范指南RSE工作流程RSE过程控制RSE技术集成RSE数据信息支撑实施要素可靠性系统工程实施要素16指标需求组织形式专业队伍规范指导流程约束过程监督信息综合技术集成个实施要素8实施要素可靠性系统工程实施要素17长寿命耐久性（总寿命、首次大修期）高可靠基本可靠性/任务可靠性快诊断故障诊断流程/中央维护系统能预测预测与健康管理系统（PHM）易维修维修可达/拆卸便利好保障保障资源全（设备、设施、人力人员、备件）保障效率高（综合测试设备、保障信息系统）要安全保障规模小（压缩保障资源品种、数量）指标需求Demand故障对策权衡实施要素全面需求组织形式Organization质量部门主导的可靠性组织结构~~质量部门工程部门所长/总经理电子设计•电路图分析、设计及组织应用•配线及电缆硬度•测试设备机械设计•结构分析与设计•材料选择和应用•功能布局及包装•接口需求研发与生产副总质量管理副总可靠性专业•可靠性需求、分析及元器件选择•设计及验证•设计评审•维修性需求、分析•设计及验证•设计评审维修性专业~~18项目C的RSE工程活动RSE资源C项目B的RSE工程活动RSE资源B项目A的RSE工程活动RSE资源A~~所长/总经理研发与工程副总..项目C主管项目B主管项目A主管项目主导的可靠性组织结构组织形式Organization项目A~~所长/总经理研发与工程副总..项目C项目B电子设计部门RSE专业部门项目管理机械设计部门经理层市场部合同和价格财务制造质量控制矩阵形式的可靠性组织结构组织形式Organization21专业队伍可靠性工程师总设计师/主任设计师可靠性维修性安全性测试性机械电气等生产保障性质量专业队伍Professionals实施要素国外可靠性工程师基本要求：从事设计工作20年，年龄40岁以上22系统确定，4所会签，主任设计师确认预计结果满足整机对系统的要求绘制基本可靠性框图系统技术方案判断各设备的工作时间，确定设备的运行比成品基本可靠性预计结果系统基本可靠性预计报告是综合产品组确认运行比建议改进措施归零表设备运行比清单总体所责任主体项目输入工作项目项目输出主任师，T1专家系统LRU清单典型任务剖面时间,以及寿命周期内某项典型任务的频数比系统基本可靠性预计综合产品组否军代表监控主任设计师确认改进建议表报质量部纳入监控流程分析，改进问题分类主任设计师确认什么部门、什么人？什么时候？做什么工作？用什么方法/工具？向谁要什么输入？得到什么输出？输出给谁用？流程约束Constraint实施要素23故障相关技术与管理活动综合流程1.用户需求2.综合产品研制3.设计制造“包”3.维修&保障“包”4.用户产品综合研讨厅可靠性专业队伍功能设计队伍实施要素24可靠性工程可靠性模型可靠性分配可靠性预计故障树分析试验方案制定可靠性指标评估维修性工程维修可达性设计拆装便利性设计维修性分配维修性预计维修性试验评价测试性工程故障检测能力设计故障隔离能力设计故障预测能力设计剩余寿命评估设计IDS或PHMS设计维修保障工程RCMA/LORA备件需求分析维修设备需求维修设施需求维修人力需求维修手册设计安全性工程故障安全分析使用安全设计维修安全设计安全可靠度设计故障风险评价装备设计改进装备设计改进装备设计改进IDS或PHMS改进维修系统改进装备设计改进装备设计改进使用/维修限制故障模式，影响和危害性分析（FMECA)故障模式故障机理故障后果故障模式发生概率产品故障发生概率严酷度分类危害度//////基于FMECA的RSE过程实施要素25应用技术性能指标(TPM)可用度(%)寿命周期费用($)每小时维修工时(MLH/OH)平均无故障时间(MTBF)重量(磅)程序里程碑方案设计评审系统设计评审设备/软件设计评审100908070550K500K450K400K302520155004754504003,0002,5002,0001,500…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………设计目标范围项目增长………………………………………横向监控01纵向监控02监控方法04工作项目之间的内在逻辑关系整个供应链的要求监控监控主体03政府/企业；企业/供应商；用户/产品定性检查单/定量跟踪线条过程监控Monitor实施要素26规范体系Standard装备系统装备分系统设备软件元器件/零部件安全性保障性可靠性测试性维修性特性过程对象某设备可靠性设计准则实施要素27•要求类规范：如何论证提出使用特性与PHM系统要求•指导类规范：如何开展可靠性系统工程工作•验证类规范：如何验证和确认各项要求均已实现三类规范实施要素28可靠性技术可靠性分配可靠性建模可靠性预计FMECA故障树分析事件树分析可靠性设计准则零部件可靠性管理裕量设计容错设计EMC分析潜在通路分析热力学分析振动分析故障物理分析耐久性分析维修性技术维修性分配维修性建模维修性预计维修性验证与确认维修性设计准则保障性技术RCMALORAOM&TA备件预测IETM综合技术可用性建模与仿真PHM系统设计与验证可靠性技术（续）可靠性增长试验可靠性强化试验环境应力筛选试验寿命试验加速寿命试验加速退化试验可靠性鉴定试验可靠性验收试验可靠性评估测试性技术故障诊断设计故障预测设计技术集成实施要素29大数据使用数据故障数据事故数据费用数据试验数据外包数据材料数据零件数据工艺数据数据信息实施要素30课程提纲背景概述概念内涵历程对比实施要素应用模式能力评价发展展望31应用模式故障归零模式某汽车制造厂某型离合器故障百分比——里程图信息统计32故障归零模式信息统计33应用模式故障归零模式故障报告分析与纠正措施系统（FRACAS）故障出现产品试验将纠正措施用于研制设备故障报告故障核实故障隔离更换有怀疑的产品验证有怀疑的产品数据收集确定纠正措施确定根本原因故障分析故障审查组织将纠正措施用于产品确定纠正措施的有效性是否34考核把关模式可靠性摸底试验：模拟产品实际使用的环境应力和工作应力进行试验，在规定时间无故障通过，定性考核。可靠性强化试验：逐步增大产品环境应力和工作应力进行破坏试验，故障分析与纠正后再次试验通过，定性考核。可靠性鉴定试验：模拟产品实际使用中的环境应力和工作应力条件下进行的统计试验，可以给出定量的可靠性指标。足够多的样本和足够长的试验时间。定量考核。可靠性验收试验：按规定的批量大小和抽样原则从各生产批次中抽取产品在与可靠性鉴定试验相同的试验条件下进行的统计试验，可以给出定量的可靠性指标。定量考核。试验类别35考核把关模式010020030040050060070080090010001100试验时间（h）故障数（个）20406080100可靠性试验中产品发生故障时间与总试验时间1998-2008数据统计图故障数（个）0～100h100～200h200～300h300～400h400～500h500～600h600～700h700～800h800～900h900～1000h1000～1100h可靠性摸底试验原理36考核把关模式破坏极限上限工作极限上限设计极限上限技术规范极限上限技术规范极限下限设计极限下限工作极限下