某型惯导生产过程的可靠性提升研究

《某型惯导生产过程的可靠性提升研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、某型惯导生产过程的可靠性提升研究　　摘要：某型惯导产品生产过程统计分析研究发现先期故障率上升的前提下，产品获得了更长的产品寿命预期，并试图基于此现象寻求产品效能与可靠性的改善途径。另讨论了惯导产品主动因素改进、多元器件的余度设计、再制造与重用对产品系统可靠性提升分析。　　关键词：惯性产品；可靠性；余度设计；再制造与重用　　某型惯导产品生产线在1月～12月的生产周期平均单套产品故障率系数为0.17。与此相比前一年同期故障率系数为0.09。通过比较不难发现当年在产量上升的情况下故障次数也同时上升。而导致这种结果的因素值得分析

2、研究，并试图寻求有效改进的途径，以提高生产的可靠性与稳定性，达到高的生产效率。某种意?x上，在故障总数无法持续降低的前提下，故障发生于生产周期前端无疑是一种更加“健康”的方式。　　1故障周期的变化趋势　　某型惯导生产线工艺流程可以粗略分为：包含粗、精、检验约7个阶段。从图2数据统计来看，前一年故障发生在前端的概率为P前=0.05，发生于后端的概率P后为0.04，而当年全年产品故障多发生于工艺流程的前端（筛选阶段），故障发生在流程前端的概率上升为P前=0.13，发生于后端的概率持平为P后=0.04。　　1.1时间优势　　对

3、于单套惯导系统而言，生产周期T应该包括两部分：正常调试周期∑ti，其中（i=1，2，3…7）和重做流程周期∑tj，其中（j=n，n+1，…k）。见公式：　　T=∑ti+∑tj　　其中：i=1，2，3…7；j=n，n+1，…k；　　n为重做工艺起始点；　　k为故障问题发生点。　　以生产过程较为常见的加计故障为例，若故障发生在精调阶段即k=5，则依据工艺重做起始点为粗调阶段即n=4。若故障发生在粗调阶段k=4，则n=k=4。陀螺故障若发生在精调阶段k=5时，n=3。若陀螺故障发生在粗调阶段，则n=k=4。　　1.2成本优势　

4、　相较于时间优势，成本优势更加直观。在更加健康的工艺过程中，较早的暴露故障单元或元器件，缩短了生产周期从而提高了生产效率，降低了劳动工时成本和生产资料成本。　　1.3可靠性优势　　所谓产品的故障率/失效率（FailureRate）体现了在给定寿命周期内，系统产品的故障问题次数/失效次数。典型的失效率时间函数如下图3所示，在产品初始阶段、以及报废阶段是故障率较高的时期，而在产品有效使用周期内，故障率应维持在一个恒定的低值范围。系统在生命周期内关于时间t的可靠性函数可以表示为：　　R（t）=e-λt　　MTBF=1/λ　　该

5、故障率求解公式简便的体现出了函数关系，因而对于求解相关问题十分有效。用此函数关系可以比较出惯导生产线今年故障发生趋势的变化，以及这种变化趋势产生的影响。　　设上图1中黑色曲线为统计当年平台故障率λ随寿命时间t变化的函数，即“浴盆曲线”，而浴盆曲线底部可以近似为指数分布处理，而指数分布底部平滑区间，则认为是产品平均寿命周期估计。假设与之对应的可靠性函数R（t）=e-λt。红色虚线为前一年度故障率λ'函数。根据实际生产数据可知R'（t）与y轴的截距小于R（t）与y轴的截距，因此R'（t）函数事实上沿x轴做了平移。此时有：　　

6、尽管事实上统计当年年平均单套故障系数0.18相比前一年的单套故障系数0.09有较大增幅，与之相对应的是产品故障率的上升。然而从产品全生命周期的可靠性函数分析，却获得了更长的产品寿命预期。这反映了一种思想即把系统产品的故障尽可能早的暴露出来，有利于增加产品的寿命以及产品质量的稳定性。　　2故障变化趋势的机理　　对比了国外同类惯性产品的一些可靠性数据，发现惯性元器件（陀螺、加计）的故障是影响惯性产品性能以及可靠性的最主要原因。以Honeywell激光惯性系统产品（RLG-GG1342）数据为例，其中激光陀螺的每百万小时的失效

7、次数为2.7，陀螺通道（包括：陀螺、驱动模块、电子模块、数模转换、HV供电模块）百万小时失效次数达4.2。加计通道百万小时总失效次数达2.6，电源、处理器及电子线路模块百万小时总失效次数达5.2。　　3改善生产效能及系统可靠性途径的思考　　3.1主动因素提高某型惯导系统可靠性预期　　主动因素是指，从故障原因与机理出发，所寻找、定位到的引起故障模式变化的产品部件、工艺与流程等影响因素。　　通过对国内外相关系统产品以及组件的可靠性统计对比和分析，通常认为主要影响因素取决于陀螺与加计等惯性器件等相关组件上。而电子线路、电源部分

8、可靠性通常较高。具有高可靠性的产品，应当具有长寿命周期估计。并且从故障模式来看惯性器件和线路板相关故障占了相当比例。从有关数据分析来看，某年系统故障原因中线路板原因引起的占了大部分，约50%。该故障原因主要是线路板的元器件装配前早期筛选剔除力度不够，元器件批次问题较多所引起。而通过对比发现，在前一年度的故障原因中，陀