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可靠性设计手册
1.简介
1.1 目的：本文档是开发新的军事系统的装备采集过程中适当的数学和工程实践的地址。从历史上看，这些系统需要应急技术，并提出了挑战，在坚持系统可靠性标准。因此，该指南旨在解决TE应用程序所带来的挑战技术用于了解在基础水平的可靠性问题，制定解决出现的忧虑，并验证方案设计的成熟。可靠性概念与M在这个指南中提出对象已经从公认的商业惯例和实际应用到军队，海军，空军和海军系统在相关的设计和再设计生命周期。
范围：本指南被写为经理和分析师的概述。它扩展geia-std-0009 DFR过程确定选题的范围和扩展了数学和发动机工程过程所需步骤确保稳健设计。虽然这本手册的目的是提供一个一般的理解所需的概念和原则，并作为一个轮廓，强大的设计，它并不意味着没有项目特定的剪裁。当与项目规范一起使用时，它应作为识别和规划适当的基础流程步骤，应该是设计过程，从而提高了系统的可靠性的系统中使用。
组织：虽然手册已组织的章节标题，它应该指出，许多设计实践涵盖适用于多个阶段的设计过程。六柱锰基设计与geia-std-0009的输入和输出是在附录A提供了审查。
一个典型的设计生命周期始于最初的需求定义、操作和环境负荷的系统，组件，组件，组件。最初提出的系统的设计奠定了通过方框图。这导致系统可靠性模型的建立探讨组件和组件的互联互通将允许考试复杂多层次系统固有的因果关系。
块图的利用也有助于在设计各种故障点的确定。通过自上而下的Fault Tree Ana检查这些故障点和关系裂解提供了一个系统级视图功能的潜在损失。此外，方框图方便构件失效模式分析系统的可靠性，采用失效模式和E影响危害性分析、故障模式及影响分析方法。
在设计过程的早期，高加速寿命试验（HALT）是用来揭露早期的原型和现有的组件，预计全工况范围内，在控制为环境。任何缺陷认定时停止测试使用的是物理故障检查（POF）的方法或是在概念设计的细化直接寻址。在这相，POF的计算机辅助设计（CAD）的做法，包括动态建模与仿真、有限元应力和热传递分析和构件的疲劳分析工具来预测的失效机理和进行可靠性评估的建议设计和任何后续的设计修订。
作为迭代设计过程的进展，早期的原型质量测试来验证设计的变化和假设，以及得出的结果从停止和POF分析。使用迭代过程中减少的DFR早期物理测试与传统测试将测试周期提供的好处，同时确保初步设计评审（PDR）的可靠性水平设计候选人等于或超过可靠性增长模型确定的最低水平。设计的候选‟的初始可靠性估计可以通过组合的方式做低电平测试与仿真。里程碑B要求通常满足在这一点上，和设计过程中移动到完整的系统原型阶段。
后里程碑B，完整的系统原型经验详尽的测试，捕捉硬件和软件可靠性指标。可靠性增长试验平行停止进行，ACC加速寿命试验和环境试验，为数学建模工程确认和反馈数据。从以前的POF和停止分析捕获的信息是杠杆在测试过程中，确保任何关注的领域得到适当的检测和跟踪。培训策略也调查的理解和有效性。
纠正措施确定，以减少在测试阶段出现的可靠性缺陷。这些动作通常是通过工程重新设计的机械部件，所以软件编码，或调整训练实践。在工程设计案例，POF机制协助原因分析并提供原型设计修改的洞察力。POF的工具设置是相同的，利用预先里程碑B和应用程序再次帮助减少测试固定测试循环。加速测试也可用于在这一点上快速验证纠正行为离子。随后的减少故障和强大的重新设计之间的时间是一个大的好处，增强迭代设计过程。设计测试所得，临时可靠性目标是DEM虽然试验结果证实，原型设计走向低速初始生产（LRIP）级成熟度。
作为小批量生产开始，高加速应力筛选（HASS）来确保生产线的可靠性。LRIP资产进入作战试验与评估（OTamp;E）验证，最终去标志符合操作可靠性要求。工程返工，软件编码，和训练实践的纠正措施的确定是通过海思O发现任何故障模式操作测试。POF和停止技术来加快任何潜在的故障和纠正措施之间的时间。他们也有助于减少长度和任何必要的复杂性必要的后续试验与评估。这减少了LRIP生产进入全速率生产和部署之间的时间。
2. 方框图和可靠性分配。
概述.对于一个给定的系统，模型通常用来描述系统组件之间的关系，以确定整个系统的可靠性。一种普遍有用的方法这些关联关系模型是可靠性框图的利用（RBD）。RBD是以成功为导向的网络图的绘制和计算工具用于模型的具体功能使用一系列图像（块）的复杂系统。当用于建模系统时，系统内的每个组件都由一个块来表示，并且该块之间的连接用于每个组件正确地执行其预期的功能。从图1看出，如果两个端点之间存在连接（A，B）的图，据说该系统性能明其预定的功能或某些特定的故障模式不发生。一块被配置在适当的形式的危险率（瞬时故障率，故障之间的平均时间）RES（MTBF）、平均修复时间（MTTR），可靠性和系统可用性的计算。
可靠性框图
RBD可以采取不同的形式允许测试不同的项目配置和系统负载。RBD的基本形式包括放置在一系列组件并联，备用，load-s哈林或复杂。如图2所示，在一系列的RBD为代表的各块放置在一个直线序列。正如任何RBD，只要存在的端点之间的一个连接，该系统正在执行其预期的功能。
RBD在一系列配置
在串联配置中，如果任何单个组件发生故障，将导致端点被断开，系统无法执行其功能。因此，本系统的完成界面接受任务，每个组件必须任务期间成功。
在一个平行的结构组成如图3所表示的RBD。在这种配置中，只要至少有一个块运行，系统就执行其预期的功能。帕拉平行配置代表主动冗余系统的一个组成部分，如果没有备份已经到位。
RBD并行配置
虽然并行配置提供了主动冗余，但图4所示的配置提供了一个备用配置。在备用配置，组件具有冗余计算部分不积极连接，通过一个开关触发。原始组件的目的是维持生命的程度；然而，如果组件过早失效。，开关激活多余的组件来完成工作。备用配置的一个例子是两个发电机连接到电网只有一个发电机的有功负载。如果该发电机是失败的，其他发电机可以在其缺席激活。
RBD在备用配置
负载共享系统是一个组件被布置在一个平行的结构，但各部分系统的功能‟同样股。这方面的一个例子是一套完全相同的两个燃油泵PS每生产x / 2加仑每小时。如果要求是X加仑每小时需要，那么这两个泵将被要求不失败，以保持系统运行。在这个CA额外的组件充当共享系统的整体负载，而不是作为一个主动冗余。
RBD最后的一般形式是复数形式。在现实中，大多数系统将不是严格的平行或串联，但往往是两者的一些组合。图1前页显示系统EM是一个并联串联混合。这些系统可以分析通过打破系统的每个平行和串联模块，以确定故障的效果。
2.2可靠性分配： 系统以框图形式绘制后，建立子系统和组件的可靠性目标和指标。这是一种常见的在复杂系统的开发实践中，特别是当涉及不同的设计团队或分包商时。可靠性分配涉及为组件设置可靠性目标R子系统，以满足系统的可靠性目标，应发生在设计的初始阶段或之前的主要系统升级设计。最简单的方法
可靠性分配是将可靠性目标均匀地分配到各子系统或部件中。虽然均匀分配很容易计算，但通常不是最好的方法分配可靠性目标。“最佳”的可靠性分配将考虑到成本或相对困难，提高了不同的子系统或组件的可靠性。
一个系统的RBD模型可用于优化可靠性分配到不同的组件以满足可靠性指标时考虑配置成本。这允许设计团队将其可靠性工作集中到最便宜的选项中，以提高系统的整体可靠性以满足要求。配置分发的可靠性Y的子系统和各个组件的可靠性，为有利于优化组件的可靠性改进，符合国际最佳组合更关键的块或瓶颈预期目标和足够的分配成本。
可靠性分配通常从过去的经验开始，并首先在更高层次的子系统，而不是较低的水平，如来自不同供应商的组件。这一水平细节在设计的第一阶段更为合适。这不是有效的制定了详细的设计，然后不得不重新设计和重新分配的可靠性如果初始分配不可以实现的.的组件之间的可靠性值的分配可以根据的复杂性，临界性，估计达到的可靠性，或无论因素的工程队每形成分析认为重要。
许多好处存在RBD分析。它允许在分配的成本和设计效益的最大化，它提供了一个现实的视图子系统的性能，以满足系统的目标；它显示了最具成本效益的设计改进领域，并避免把设计工作的子系统，可能不会获得任何额外的可靠性改进。RBD的分析是一个埃森DFR TiAl的一部分，应在各系统的早期设计。
3.故障树分析
3.1概述：故障树分析（FTA）是一种逻辑的，自上向下的方法，旨在分析启动故障和事件的影响，在一个复杂的系统。它利用框图的方式显示状态系统的组成部分的状态。因此，自贸区是定义一个特定的不良事件的系统方法（通常一个任务失败）和确定所有的可能性的原因可能导致事件的发生。开发任务通常分配给工程师，对系统和子系统级组件的互操作性有一个很好的理解。
3.2 故障树的发展：故障树的开发过程中的初始设计阶段的系统采集过程。在故障树的顶层事件通常任务基本功能（MEF）的系统透射电子显微镜，在系统中应该‟定义
失败的定义/评分标准（FD / SC）。如果一个组件失效导致的损失的一个重要任务的功能，那么，失败会被归类为一个操作任务失败再（OMF），系统中止（SA）失败，或失败，数对系统的可靠性要求其他相关术语。
3.2.1顶层：故障树是建立自上而下和使用图形模型的途径在MEF可以导致一个可预见的、不良的故障。举例来说，图5显示了四米EFS在巅峰水平的样品池系统。这个系统必须有能力移动，射击，保护，和沟通在FD /科学规定的MEF是由于一个未受损的水平重新在系统上，然后系统处于下降状态，不能执行其使命。在故障树的思想是打破了与每一个深入到所有失败的原因组件和子组件被捕获。
典型故障树的建立
3.2.2 建模活动：图5的路径互连使用标准逻辑符号（即，或，等）的事件和条件。在故障树图的基本结构是事件和门，在那里该事件的组件可能会失败的方式，和门的和/或条件。继续建立了故障树在图5所示的示例开始，必须再找下一个最低的事件会引起MEF迷失。例如，移动的MEF的损失可以BE归因于事件，如：（1）发动机功率损失，（2）正向驱动损失，
- 被跟踪，（4）断悬挂，等等，如果发生这些事件的任何一个，MEF将会消失，因此这种失效模式连接到一个或非门此举MEF。图6阐述了移动MEF进入下一个最低水平的击穿。
故障树图的子级开发
3.2.3底层：在故障树的下一步建设是打破和描述故障原因事件描述3.2.2（损失发动机功率，等）。这个过程是在重复FA史昂直到底层块代表实际的故障部件或操作条件造成的最终任务失败。
3.3指定分配：一旦故障树发展到可能的最大细节，可靠性分配被分配到最低级别的组件。在组件级别的配置可以由Num决定方法误差。一种方法是使用从组件获取的数据，而在其他类似的系统上使用它。另一种方法是使用供应商数据。这些拨款，反过来，得到卷起到下一级，以确定后续层次的分配。继续这个卷的分配最终导致系统级的可靠性分配。
3.4效益：有一个复杂系统的故障树的开发和分析的许多好处，在以下四个子部分讨论。
3.4.1 设计问题 故障树分析的一个好处是能够识别可能的系统可靠性问题时的初始设计。通过检查故障树和组件之间的相互作用，工程师通常可以识别潜在的故障模式，可能会影响可靠性。因此，设计变化可能早在提出解决初始系统可靠性问题TY。
3.4.2 根本原因分析 ：另一个好处是，故障树可以用来帮助识别在测试过程中观察到的故障的根本原因。例如，如果引擎未能启动系统，工程师M是利用故障树找到基于是失败时或者获得实际零件本身数据捕获失败的根本原因。
3.4.3 证明与分配 ：故障树分析还提供了一个组件的可靠性的组件的分配的可靠性进行比较的能力。如果有一个构件的可靠性不足T，然后它可以被看作是一个潜在的候选重新设计，以提高组件的可靠性水平，使组件满足先前分配的水平。
3.4.4 权衡取舍：利用故障树还提供了工程师的能力，研究典型的工程权衡的影响。例如，如果时间，金钱和资源约束，那么只有重新设计这将提供最大的可靠性改进将被认为是一个系统。进行故障树分析允许工程师看到的定量影响组件重新设计将有系统整体可靠性。
- 可靠性增长试验。
4.1概述 ：这是基本上不太昂贵的发现，识别和应用修复的故障模式，发现在系统开发生命周期的早期阶段，而不是后来。由于复杂性失效模式，他们通常只能通过多种手段发现：正常的设计与开发；测试一个非正式的组合，分析和应用补丁；或通过一个正式的宗教成长能力测试（RGT）程序。RGT旨在有目的地表面多失效模式，尽可能通过严格的测试，分析失效模式产生的根源和应用工程师eered修复或纠正措施。绿茶的主要目标是通过堆焊失效模式，迭代过程中提高可靠性分析，实施纠正措施（修复），和测试改进的bdquo;‟配置验证修正和继续增长的堆焊剩余的失效模式的过程。
可靠性增长过程的概述如图7所示。经过系统的原型已经开发和初步设计已经成熟，该系统已准备好资料。RGT测试系统使用操作模式概述/任务剖面（OMS / MP）的体系为指导。OMS / MP包含有关预期使用信息（时间），该系统所需的能力，和SP规定了系统需要完成什么任务。在进行试验，这是测试一个基于平均OMS / MP系统平
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