SJ 3222 89 彩色电视广播接收机可靠性增长与管理

 

 

中华人民共和国机械电子工业部部标准

    彩色电视广播接收机可靠性增长与管理         SJ 3222-89

l主题内容与适用范围

1.1．主题内容

    本标准为彩色电视广播接收机（以下简称彩电）的可靠性增长管理提供指南．

1.2适用范围

    本标准适用于彩电在新产品研制和产品改型（或称派生产品）中的可靠性增长管理．

2引用标准

    GB 3187《可靠性基本名词术语及定义》

    SJ  3221《彩色电视广播接收机可靠性管理》

    GB 10239《彩色电视广播接收机总技术条件》

    GB 9382《彩色电视接收机可靠性验证试验贝叶斯方法》

3术语和基本概念

3.1可靠性增长

    在一段时间内，由于改进产品的设计和制造过程从而提高了产品的可靠性，称为可

靠性增长．

3.2可靠性增长管理

    在给定的一段时间和经费的情况下．为使产品达到预期的可靠性前作的统一安排，

并通过对增长率的控制来调整这种安排的全部管理活动称为可靠性增长管理．

3.3薄弱环

    薄弱环是指产品中可能引起的一个或多个故障的任何缺陷．这种缺陷可能是已知

的，也可能是未知的．

3.4系统性薄弱环

    系统性薄弱环是指那些通过对设计、工艺、使用方式，有关文件或程序采取纠正措

施或消除不符合标准的元器件批等办法就能排除或降低系统性因素的薄弱环．

    注：①没有改进措施．只作修理和更换（或在软件中重复运转）很可能导致同类故障再现．

        ②各种软件（设计文件玻各种程序）薄弱环都是系统性薄弱环．

3.5偶然性薄弱环

    非系统性薄弱环都是偶然性薄弱环

    注：①在这种情况下．系统性薄弱环再现的可能性可以忽略不计．

    ②各种软件薄弱环不可能是偶然性薄弱环

3.6系统性故障     

    在本标准中．系统性故障是指出系统性薄弱环导致的故障．

3.7偶然性故障

    偶然性故障是指出偶然惟薄弱环导致的故障．

3.8 A类故障

    由于费用、时间、技术上的条件限制或其他原因，使管理上决定不采取改进措施的

那种系统性故障．

3.9 B类故障

    管理上决定要努力采取改进措施的那种系统性故障．

3.10关联故障

    是指对改进措施或在计算MTBF时必须计入的故障．

3.11非关联故障

    是指对改进措施或在计算MTBF时，对增长模型和估计应排除而不计入的故障．

    本标准除补充以上述语外，其它术语均符合引用标准的用语．

4基本概念

4.1薄弱环和故障

    直到故障揭示出薄弱环之前，薄弱环一般是未知的．然而薄弱环在可观察到的故障发生之前早已存在一产品中的薄弱环可能是由设计、原材料、外购件等的固有缺陷或是由于工艺过程处在不完全受控的情况下产生的．

4.2系统性薄弱环与系统性故障

    系统性薄弱环通常与设计和使用的软件有关，产生系统性薄弱环的主要因素有：

    a．对所使用的原材料、外购件的可靠性认识水足；

    b．对设计的新颖性，复杂性和关键件认识不足；

    c．约束条件控制过严，例如，不适当的开发计划和生产进度、财力过紧、对产品的性能要求过高等；

    d．制造工艺和人员技能；

    c. 不符合认定要求的外购件，

    系统性薄弱环可以存在于硬件之中，也可能存在于软件之中，一种系统性故障有重复再现的可能；

   4.3偶然性薄弱环与偶然性故障

  偶然性薄弱环与系统性薄弱环不同，它只存在于硬件之中，偶然性薄弱环的影响只限制在单个产品上，可以通过对人员的培训和加强质量控制来减少．老练一般可以淘汰产品中偶然性薄弱环的一定的比率，留下的的部分将会在产品的整个寿命期间发生随机性故障．任何大修。更换或改进都蕴藏着引入新的偶然性薄弱环的危险。

4.4一般要求

4.4.1性质

彩电在样机阶段不可避免地带有早期设计和制造中潜在的可靠性和性能缺陷。必须制订一个可靠性增长计划来排除减少潜在的缺陷，直至达到预期可接受的可靠性水平。

可靠性增长管理不能代替其他可靠性活动，它作为一种手段，对产品的可靠性活动进行一种审查。

4.4.2目的

    可靠性增长计划及其管理必须以获得良好的效益为目的，在开发一个新产品的过程中，如果只简单地依靠最后的验证工作（指各种鉴定）来确定设计或制作产品是否达到预期的可靠性要求，在很多情况下，已失去了提高现有可靠性的机会，在时间和经费上造成了损失，采用制订可靠性增长计划并进行管理的办法，为达到预定目标对所需经费通过管理实行再分配，并贯穿于产品的整个开发过程之中，使成本---效益达到最佳状态。

4.5

    通过改进程序可以排除系统性薄弱环，排除系统性薄弱环能提高该型号产品的可靠性。

    老炼过程中的修理只能提高单批产品的可能性。

    可靠性增长一般仅仅是与降低系统性薄弱环的影响有关．对系统性和偶然性薄弱环从开始到排除，事件发展的顺序可用图l表示，

 

图1  增长与老炼过程的比较

4.6可靠性增长的基本过程

    可靠性增长是一个反复设计改进的结果，当设计完成时对产品进行研究，分析弄清在产品中实际存在和可能潜在的故障原因，而后把进一步设计工作集中在那些有问题的方面．设计工作可以是产品设计，也可以是生产过程的设计．

    增长过程的基本组成部分是：

    a．找出故障原因；

    b．反馈所发现的问题；

    c．采取纠正措施：

    在设计改进之后需对设计改进加以验证．

5 可靠性增长与管理内窖

    应建立管理增长计划的程序，并应在试验活动和纠正措施之间建立联络线．

5.1管理程序

    管理程序框图见图2．

    a．准备期的增长计划工作，见5.2条；

    b．在试验和设计活动之间建立起正式或非正式的联络关系，见5.3条；

    c．试验活动中详细要求，见5.4条：

    d．故障分类，见5.5条；

    e．纠正措施，见5.6条（可靠性改进程序）：

    f．数学模型见5.7条；

    g. 增长报告的基本内容是由经常性的详细记录组成，见第6章．

    图2可靠性增长过程的管理程序框图

5.2可靠性增长计划

    一个合理的可靠性增长计划，不是要去消除所有的薄弱环，而是应泫在时间进度、

经费和技术方面作出切合实际的安排．

  可靠性增长计划应明确以下内容

    a．对产品的可靠性要求和待测参数的要求及能接受的试验时间和样品数量；    

    b．试验所需的设备；

    c．试验用环境条件；

    d．试验中所需的备件；

    e．预期的试验持续时间和进度安排；

    f．对准备、试验、联络、修理、分析、调查和改进等过程中人力的安排．

5.3建立信息网

    为了消除系统性薄弱环．工程师通常要制订改进措施以及编制有关文件，为此可靠

性工程师必须与能获得各种失效情报来源的所有人员保持经常联系；与负责排除系统性

薄弱环的人员保持密切联系．

5.3.1故障情报的主要来源有

  a．元器件的认定试验和分析试验；

  b．可靠性筛选试验：

  c．各种鉴定试验；

  d．可靠性生产验收试验；

  e．使用维修数据：

  f．使用跟踪试验：

  g．可靠性改进试验．

  就以上各种试验的目的来说．可靠性改进试验是重要的情报来源，鉴于试验本身是

致力于改进．所以试验中对环境有特殊的要求和严格控制．并且要尽可能完善地做好数

据的收集工作．在进行故障分类时，其它情报和数据来源可以提供有用的背景情况．

5.3.2跟踪活动的职责范围：

  a．产品设计和研制；

  b．元器件管理：

  c．元器件供应；

  d．规范制订；

  e．生产计划；

  f．制造；

  g．质量监督；

  h．维修服务；

  i．销售网点和用户，

  基本联络关系见图3．

 

    图3  可靠性工程师的职能及其相互联络关系图

5.4可靠性改进试验

    在其它试验中不能获得所需的可靠性情报和数据的情况，应安排专门的试验获取所需的数据．

5.4.1受试样品数量

  增加受试样品数，会使试验样本更具有代表性．在一定的时间里产生一个有统计意义的故障总数，需要较多的样品，根据研制工作实际情况确定受试样品数量．

5.4.2试验应力

    因为试验的目的是激发故障和验证改进措施的有效性，试验应力应在设计规范允许的极限条件（包括：温度，振动、电应力等，可组成综合应力，或进行单应力试验）但不应引入正常使用中不会出现的失效机理．

5.4.3试验持续时间

    试验所需的持续时间可根据以往的经验和（或）借助于可靠性增长模型来预测，试验

所需的总日历时间是以下各种时间的总和．

    a．要求的总工作时间转换为日历时间：

    b．总的不能工作时间（预期对失效进行修理的时间）转换为日历时间：

    c．预期对系统性薄弱环进行改进所需的时间；

    d．允许发生偶然事故的日历时间。

5.5故障分类

5.5.1工程师根据调查分析获得的信息，用工程判断的方法完成以下两步：

    第一步：把试验中的故障分为关联故障和非关联故障：

    第二步：把关联故障再细分为系统性故障和偶然性故障．

    完成第二步的目的是：

    a．为了确定是否需要采取纠正措施；

    b．为了适应增长模型的需要，

5.5.2系统性和偶然性故障分类的基本尺寸度为：

    a. 系统性故障系统性故障是指对故障现象经过物理分析、环境和设计分析后，在相同的条件下．这种故障型式将再现的故障，这一点可以通过足够长的试验时间之后，由真实的再现故障加以证实．

    b．偶然性故障偶然性故障不会有相同故障反复出现，试验中必须利用新发生的故障对分类进行复审，这样可以为重新分类提供新的证据，这将有助于对B类系统故障采取纠正措施．

5.6  可靠性改进程序

    图4表示故障诊断，修理或更换．分类和进一步调查（若适用的话）以及采取纠正措

施的顺序．

    为了把可靠性改进过程中的试验中断时间减到最少，在进行到只要发生一个故障，也就是说只要足以允许进行诊断、修理或更换就暂停试验．同时，应尽可能与试验平行地进行系统性故障的调查分析和改进设计的工作，当然，这样做的结果．若薄弱环还继续存在，就会有重复出现同类故障的风险．

    B类系统性故障应当采取改进措施，并尽可能早地选择适宜的时机对被试产品进行改进．如果把改进程序分解成不同的时间阶段，尤其把改进难度大（如结构改进）的部分推迟到每个阶段结束时进行，就可能收到更好的效果．

    改进措施的有效性要到下一个试验周期才能得到证实，这是由于一个特定薄弱环多次发生故障的时问总是长予第一次发生故障的时间，这样不仅表明，特定薄弱环对产品的作用是否已经被成功地降低或排除，同时还表明是否引入了新的系统性薄弱环．生产车间中或新用元器件中的任何失误，都会带进新的偶然性薄弱环，为了暴露这些新的薄弱环，也就需要有一定的工作周期（类似于可靠性筛选）．

 

 

    图4可靠性改进流程图

5.7数学横型

    可靠性增长模型是一个数学函数，它能完成增长程序中的定量估计．附录A推荐一种常用的可靠性增长模型，该模型可用于跟踪试验阶段内的可靠性增长，这一方法假设在一个试验阶段内，可靠性增长可以模型化，而且以试验阶段内的故障和试验时间为基础，累积故障串在双边对数纸上呈线性函数．

6 编制报告和文件

6.l试验计划

    在研制阶段制定增长试验计划，计划中应详细叙述构成可靠性改进程序的全部工作以及使用的环境条件和所用的试验设备，这些工作包括对试验的准备，安排、试验、监测，论证和对故障采取的程序．

6.2试验规范

    用以仔细地定列地监测产品的性能参数或故障情况．

6.3试验记录

  记录试验结果、故障和其他有意义的事件．

6.4故障报告格式

    为记录和报告全部故障（包括关联故障和非关联故障）而采用的一种格式．制造厂最好对所有故障数据的来源设计一种标准的格式．以便使其基本数据容易输入数据库．

6.5故障分析报告

  故障分析报告应对故障进行调查研究和分析，并提出改进措施和建议．

6.6中间报告

    如有必要，可用图表来说明实际的增长情况．

6.7最后报告

    说明试验过程，并介绍所有的基本结果、措施和结论，包括应甩数学模型进行的可靠性估计．

    注：上述6．4和6.5两种文件应有统一的编号体系，以便能够记录每个故障（包括每一个相关产品和计划的或感兴趣的产品）并进行分析，

    附录A

数学模型及其使用方法和步骤

    该模型可以直接使用原始数据（故障数／时间），不要求区分系统故障和偶然性故障，其表达式如下：

    X= aT^b    0<b<1              (1)

    式中：X是到试验时间T时被观察到的累积相关故障数；

    a和b是模型参数，其中a是初始可靠性的函数，b是增长率．

    产品的瞬时故障强度为

    Z= = abT^b-1    T>0        (2)

    产品的瞬时平均无故障时间为

    O=1/Z                      (3)

A1  定时截尾的参数估计

    a=n／K·T_b                  (4)

    b=             （5）

    式中，：K：参加试验的彩电台数；

    n：停止试验之前全部试验样品故障次数总和；

    n_i：第i 台彩电在停止试验之前故障次数的总和；

    t_ij：第i台彩电发生第j次故障的时间；

    T：定时截尾时间．

A2使用步骤

    a. 排除非关联故障，参见5.6条．

    b．对每台彩电的关联故障，按时间顺序排列．

    c．求和：

       S=         （6）

    d．对参数b作估计，根据(5)和（6）式：

       b=n／s

    e．对参数a作估汁，根据(4)式：

       a=n／K·T^b

    f．估计任意时刻T的失效率五和平均无故障时间λ，根据(2)，(3)式

    z（T）=abT^b-1．

    θ（T）=l／z

    例：投入二台彩电试制样机作可靠性增长-试验截尾时间T= 1000小时，排除非关联故障（包括早期失效）后，第一台样机相继发生6个故障，第二台样机相继发生4个故障，故障时间分别为：

    1°  35 94 170 250 415 600

    2°    60  178  375  725

    因此K=2，T=1000．n_l=6，n₂=4，n=lO

    b=0.6208

    a=0.0686

    Z=0.0031

    θ=322（小时）

附加说明．

本标准由机械电子工业部电子标准化研究所负责起草，

 

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