張民民 劉海峰

摘 要：通過可靠性分析，找出產(chǎn)品的薄弱環(huán)節(jié)，在開發(fā)階段盡早預測或發(fā)現(xiàn)使用過程可能發(fā)生的各種潛在故障，從而采取有效的預防措施，以提高產(chǎn)品固有可靠性和使用階段產(chǎn)品合格水平的保持能力。通過可用性分析，將客戶要求固化到產(chǎn)品的設計階段中，實現(xiàn)滿足客戶需求的產(chǎn)品功能特性。通過可維護性分析，實現(xiàn)快速排除故障，縮短維護時間。通過安全性分析，及時將安全隱患用適當?shù)姆椒ㄏ?，保證產(chǎn)品的安全使用。

跨接電纜作為電連接器產(chǎn)品的延伸，生產(chǎn)裝配涉及的工藝過程增加，在產(chǎn)品設計開發(fā)初期開始，通過對RAMS進行總體策劃、指標預計分解及制定預防控制措施，可有效減少跨接電纜在客戶處產(chǎn)生質量問題，也可有效減少公司內(nèi)部質量問題，降低質量成本。

本文通過建立可靠性模型，進行可靠性指標預計，測定產(chǎn)品可否達到客戶的預期要求;通過相關標準建立項目安全評價標準，并進行危險評價;通過FMEA分析，找出項目薄弱點，制定、跟蹤控制措施。

關鍵詞：跨接電纜;RAMS;可靠性、安全性;FMEA;可維護性;LCC

前 言

跨接電纜項目作為公司年度重點項目，其設計、開發(fā)過程運用可靠性方法及工具進行設計研究、管理。通過可靠性分析，找出產(chǎn)品的薄弱環(huán)節(jié)，在開發(fā)階段盡早預測或發(fā)現(xiàn)使用過程可能發(fā)生的各種潛在故障，從而采取有效的預防措施，以提高產(chǎn)品固有可靠性和使用階段產(chǎn)品合格水平的保持能力。通過可用性分析，將客戶要求固化到產(chǎn)品的設計階段中，實現(xiàn)滿足客戶需求的產(chǎn)品功能特性。通過可維護性分析，實現(xiàn)快速排除故障，縮短維護時間。通過安全性分析，及時將安全隱患用適當?shù)姆椒ㄏ?，保證產(chǎn)品的安全使用。

一、RAMS適用范圍

本報告適用于跨接電纜生命周期全過程，在產(chǎn)品設計、開發(fā)各階段同步實施RAMS，并落實到產(chǎn)品的設計、工藝、供方管理、制造和使用維護中去。

二、電連接器可靠性總體要求

從產(chǎn)品設計開發(fā)階段、工藝階段、制造階段、對供方的要求、以及對系統(tǒng)可靠性管理的要求五個方面均要進行。

三、總體實施系統(tǒng)可靠性

（一）產(chǎn)品設計開發(fā)階段可靠性實施

（1）可靠性建模

可靠性模型是對系統(tǒng)及其組成單元之間的可靠性/故障邏輯關系的描述?？煽啃阅Ｐ桶煽啃钥驁D及其相應的數(shù)學模型。

根據(jù)此電纜的原理及各組成單元之間的故障邏輯關系，建立了可靠性框圖，如下圖所示：

由以上可靠性框圖可以看出，跨接電纜為串聯(lián)模型，該類模型是最常用且最簡單的模型。系統(tǒng)的組成單元中的任一單元的故障都會導致整個系統(tǒng)的故障。

由于每個單元的工作時間與系統(tǒng)工作時間相同各單元的壽命分布均為指數(shù)分布，系統(tǒng)的壽命也服從指數(shù)分布，系統(tǒng)的故障率：系統(tǒng)的平均故障間隔時間為。

（2）可靠性預計

可靠性預計可以采用多種方法進行分析，根據(jù)此產(chǎn)品特點及階段（詳細設計階段），采用應力分析法進行可靠性預計。

（3）應力分析法

應力分析法用于電子產(chǎn)品詳細設計階段的單元故障預計。在預計單元內(nèi)電子元器件工作故障率時，應用元器件的質量等級、應力水平、環(huán)境條件等因素對基本故障率進行修正。本分析按照GJB/Z299C-2000《電子設備可靠性預計手冊》中相應參數(shù)進行預計。

（8）結論

跨接電纜平均故障間隔時間的設計指標為：3×105h，預計值為80.25×105h和8.09×105h，遠大于設計值。

（二）安全性分析

（1）安全性評價標準 （符合EN 50126）③

危險嚴重度等級的規(guī)定提供了一個人員失誤、環(huán)境條件、設計不足、程序缺乏或導致的最惡劣設想事故的定量方法。

（2）電連接器危險評價

（三）可靠性、可用性及維修性分析

在方案設計階段，建立可靠性框圖及數(shù)學模型。在技術設計階段，建立產(chǎn)品結構樹，進行DFMEA分析，提出措施，并須納入產(chǎn)品設計圖紙中，隨著設計的深入，進行可靠性、維修性的詳細預計，并與可靠性、維修性分配目標進行比較，迭代更新，最終應滿足整個電連接器RAMS要求，形成可靠性、可用性及維修性分析報告。

（1）可維護性

由于該系列產(chǎn)品結構相對簡單，故障模式單一，此維護性設計以定性方式進行，該產(chǎn)品通過以下特點達到相應可維護性要求，如下：

a良好的可達性——產(chǎn)品結構保證，取送工具可以方便取送接觸體;

b高標準化和互換性程度——產(chǎn)品加工過程控制尺寸公差;

c具有完善的防差錯措施及識別標識——產(chǎn)品鍵位保證;

d保證維護安全——產(chǎn)品在插頭插座分離狀態(tài)斷電情況下，無維護危險;

e良好的測試性——產(chǎn)品通電后，可以通過專用工具方便測量電氣參數(shù);

f符合維護的人機工程要求——產(chǎn)品結構保證，插座安裝螺栓有足夠的安裝空間（扳手）;電連接器外形及重量在工人單手承載范圍內(nèi);插座保護蓋的開關裝置施加力合理;

（2）產(chǎn)品全壽命周期費用（LCC）分析

在方案設計階段和技術設計階段，產(chǎn)品設計人員對新產(chǎn)品進行LCC分析和計算，對產(chǎn)品的性能、可靠性、維修性、經(jīng)濟性等諸多因素進行綜合權衡，使產(chǎn)品的費用——效能達到最佳，并為優(yōu)化產(chǎn)品的維修方案提供依據(jù)。

（3）與供方技術接口

新產(chǎn)品對外購件有特殊要求和RAMS、LCC要求的，與供方簽訂技術規(guī)格書或技術協(xié)議列入采購合同文本。

（四）工藝階段實施可靠性

在工藝審查階段提出PFMEA文件清單。在工藝方案設計過程中實施PFMEA分析并形成文件，確定潛在的與過程故障模式有關的產(chǎn)品;確定引起故障的潛在的制造或裝配過程原因，并確定哪一類過程故障是應該重點避免的以及相關的關鍵過程;找到和發(fā)現(xiàn)一系列的過程故障模式，為今后的分析工作打下良好的基礎，建立一個優(yōu)選的系統(tǒng)。。并將PFMEA措施納入工藝文件中。

四、制造階段實施可靠性

產(chǎn)品檢驗、試驗策劃，編制整個檢驗方案，對進貨驗、過程、最終檢驗進行策劃，將危害登記冊的內(nèi)容作為檢驗重點納入總體檢驗要求中。編制檢驗試驗計劃及安全證明文件編制計劃，將有RAMS要求的，納入檢驗卡片和質量特性記錄表及試驗（調(diào)試）記錄表中。

操作者、檢驗人員根據(jù)檢驗文件，實施產(chǎn)品檢驗，并填寫產(chǎn)品特性記錄表和危害登記冊，驗證檢驗文件滿足設計、工藝的RAMS要求。

參考文獻

[1] 歐盟標準EN50126：1999 ?第3章關于RAMS的定義

[2] 國家軍用標準GJB/Z299C-2000 ? 第5.11條關于連接器可靠性預計模型及方法。

[3] 國家軍用標準 GJB/Z 1391-2006《故障模式、影響與危害度分析》第7.3條款FMEA實施表格及填寫要求

[4] 陳學勇 董文亮 ? 電連接器可靠性設計探討 ?2006.3 表2內(nèi)容。