本文通过对产品通用质量特性（环境适应性、可靠性、测试性、维修性、保障性、安全性）的研究，提出了如何对质量特性进行指标论证，如何将通用质量特性设计到产品中去，如何评估产品的通用质量特性，以及如何搞好和提高产品的通用质量特性。

 

上期先介绍“指标论证”相关内容，本期介绍产品通用质量特性的设计、试验与评估。

 

产品通用质量特性的设计

 

产品的通用质量特性与产品的其它特性一样首先是设计进去的，设计奠定产品的固有通用质量特性。设计是提高产品通用质量特性的根本途径，它可以发现隐患与薄弱环节，并采取设计预防和设计改进措施，以便有效地消除隐患和薄弱环节。

 

01、环境适应性设计

 

环境适应性设计就是通过增强产品自身耐环境应力的能力和减缓各种环境应力对产品的影响使其达到研制总要求、合同、协议书中的各项环境适应性指标。

 

环境适应性设计措施很多，主要有：热设计、抗振缓冲设计、三防设计等。在具体设计时要注意尽量采用成熟的环境适应性设计技术、进行适当的余量设计、采用防止瞬态过应力作用的措施、选用耐环境能力强的结构、材料、元器件和工艺等；

 

02、可靠性设计

 

1）定量设计

 

可靠性预计与分配

 

2）定性设计

 

热设计        降额设计     冗余设计                 参数设计

 

优化设计     简化设计     瞬态电路设计          容差设计

 

系统设计     健壮设计    软件可靠性设计       潜在通路抑制设计 

 

03、维修性设计

 

设计指标：例如：平均修复时间（MTTR）：≯ 30min。

 

平均预防性修复时间:MPMT≤3min （起飞前）。

 

1）定量设计

 

①修性建模，维修性模型与产品功能、原理、工程图等相协调。

 

②维修性预计分配，采用故障率分配法进行维修性分配。

 

2）定性设计

 

①采用单元体结构设计及标准的快卸机箱，便于外场快速拆装。

 

②故障频率高、预防性维修频繁的设备均具有良好的可达性。

 

③产品的维护点便于观察、接近、操作及维护。

 

④所用电缆接头形状、大小、插针数量等“错位装不上”的措施。

 

⑤产品上设置相应的标记及安装注意事项等，且标记明确、醒目。

 

04、测试性设计

 

1）设计指标，例如：

 

①故障检测率（FDR）：不小于 90%。

 

②故障隔离率（FIR）：

 

    隔离到 1 个 LRU 不小于 90%，

 

    隔离到 2 个 LRU 不小于 95%，

 

    隔离到 3 个 LRU 不小于 98%。

 

③虚警率（FAR）：不大于 5%。

 

2）定量设计

 

①建立测试性模型（给出框图），与产品功能、原理、故障模式等相协调。

 

②装备测试性预计与分配

 

3）定性设计

 

将产品的测试性定量要求逐层分配到规定的产品层次，明确各层次产品的定量要求。       

 

依据产品测试性设计需求等，确定每种机内自检测方式条件下的测试性定量要求。

 

05、保障性设计

 

设计指标：例如：备件利用率：不小于 95%。

 

设计时，优化备件品种和数量，尽量通用化、系列化、组合化，提高利用率，满足指标要求。

 

06、安全性

 

设计指标：例如：事故率 PA：不大于 10−6。

 

设计时：要进行故障危险分析、功能危险分析、故障树分析、区域安全性分析等，尽量减少危险品要求与危险品隔离要求；满足指标要求。

 

产品通用质量特性的试验与评估

 

试验与评估是产品研制过程中完善设计、暴露生产工艺缺陷、评价考核产品各项性能是否符合合同要求是必不可少的手段。经验证明，即使使用了各种可以提高产品质量的设计技术进行了精心设计的产品，也不可能没有缺陷，而且这些设计缺陷仅靠对图面的检查、原理的演示、技术评审，通常也只能检查出30%左右，约有70%的设计缺陷需通过研制过程中的各种试验、检测、现场使用等才能找出。然后组织技术攻关，摸清机理，通过改进-试验-再改进-再试验来进行综合评估。

 

01、环境适应性

 

1）实验室考核

 

通过实验室试验、基地试验等测试产品是否达到和通过所规定的环境适应性要求。

 

2）使用评估

 

例如对某信息系统的评估报告，是从以下几方面进行的：

 

①设计输入满足了研制总要求中对环境适应的规定规定；

 

②试验考核证实达到了研制总要求中的环境适应性要求；

 

③基地试验和使用试验证明可以满足实际使用要求；

 

④现场实测验证实际所经受到的振动冲击等各项环境应力低于试验考核的要求。

 

结论：该产品的环境适应性水平完全能满足实际使用要求。

 

02、可靠性

 

可靠性试验与评估是要给出定量数值的。

 

1）实验室考核

 

对军用装备依据GJB 899A进行，对民品依据GB/T 5080进行。二者的主要区别，军品给出的是MTBF的最低可接受值θ1（MTBF检验下限值θL）和规定值θ0（MTBF检验上限值θU），民品给出的是可接受的MTBF值m0和不可接受的MTBF值m1。如果将二者对比，则军品的θ0（可靠性试验报告给出的θL）相当于民品的m0；军品的θ1（可靠性试验报告给出的θL）相当于民品的不可接受的MTBF值m1。如果该产品是军民融合产品，从民用角度出发给出的指标就是m0，从军用角度出发要的是θ1。二者相差主要是鉴别比上。

 

2）评估

 

在研制阶段，对各项可靠性试验结果进行评估，以验证试验的有效性；在定性阶段，根据可靠性鉴定段试验的结果评估其可靠性水平是否达到设计要求；在使用阶段，收集现场使用数据，分析评估其能否达到使用要求，及改进提高的要求和措施。

 

03、测试性评估

 

1）定性评估，评估方式和内容（可同时采用仿真评估和试验测试评估）：

 

①故障检测率和故障隔离率的分配；

 

②故障检测率的分配模型；

 

③故障检测率、故障隔率和虚警率离的预计；

 

④机内检测（BIT）设计；

 

⑤外场更换单元（LRU）的失效模式与BIT检测响应评估；

 

⑥ 装备所有LRU必须进行失效模式分析，列出可能发生的各种失效模式，并对每种失效模式的发生频数比作出评估。

 

2）定量评估，评估报告与结论：

 

点估计值

 

①故障检测率

②故障隔离率     

③虚警率

 

经评估：×××装备故障检测率评估值为 96.3%，满足指标要求。其中：

 

①隔离到 1 个 LRU 的故障隔离率评估值为92.8%，

 

②隔离到 2 个 LRU 的故障隔离率评估值为96.8%，

 

③隔离到 3 个 LRU 的故障隔离率评估值为98.7%，

 

④评估期间发生××次虚警。在测试性试验虚警率评估值为 1.1%，满足指标要求。

 

04、维修性评估

 

预防性维修，评估应覆盖维修效能，维修工作的技术内容，资源的充分性，运行、安全和环境程序。修复性维修的全面评估要给出与工作条件、供应商问题和质量问题有关的重复失效和趋势。

 

1）维修性定性评价

 

①维修通道宽敞，具备良好的可达性；

 

②采取错位装不上设计，具有完善的防差错措施及识别标记；

 

③同型号产品可直接互换，具有良好的互换性；

 

④ 具备自检测能力，可以检测到设备的 LRU 级别。

 

2）维修性定量评估

 

维修性样本量需大于等于30。平均修复时间的点估计值计算如下：

 

 

05、保障性评估

 

经评估，×××装备，备件利用率评估值为 98%，满足指标要求。安全性评估是装备试验和交付前，对装备安全性和风险水平的综合评估，同时考核装备是否与规定的要求相符。

经评估，×××装备，备件利用率评估值为 98%，满足指标要求。

 

06、安全性评估

 

1)定性评估：

 

主要指安全性评估和符合性评估。

 

2)定量评估:

 

① FTA方法：以一不希望发生的故障事件作为分析目标:

经评估，×××装备事故率评估值为 0，满足指标要求。

 

②PRA方法：概率（指数）评估，即划分出可能发生危险的等级。

 

结  论

 

产品的通用质量特性是决定产品能否生存的重要特性，但要真正解决好，还需做到：

 

（1）应建立民品通用质量特性的标准体系

 

当前军品的通用质量特性已有许多标准，形成了标准体系，但民品方面除产品规范外，还应有相应的通用质量标准与之配套，靠一系列标准来规范。一个行业要发展，，首先规划和建设好标准体系，抓好规范标准的制定也是当前的一项重要工作，可以说愈早愈好。

 

（2）应将民品通用质量列入民品的顶层设计中

 

通用质量特性工作覆盖产品全寿命过程。应将其列入顶层设计的内容中，即在方案论证阶段就应提出和对其进行论证，然后在设计中落实，在研制生产中实现，在使用中发挥和体现、保持和提高。

 

（3）通用质量特性需列入检测机构的检测内容

 

对通用质量特性的检测，例如：环境适应性、可靠性、电磁兼容性均已进入了检测机构的检测能力表中了。但对维修性、测试性、保障性、安全性，目前用户找到检测单位，他们面临着也不知如何检测，能不能检测，能不能出报告等问题，这也是一个迫切需要解决的问题。