舰载直升机机载电子产品可靠性设计验证方法.pdf

《舰载直升机机载电子产品可靠性设计验证方法.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、舰载直升机机载电子产品可靠性设计验证方法环境与可靠性dS张令波1曾晨晖2(1．海军装备部飞机办，北京100071；2．中航工业综合技术研究所，北京100028)【摘要】介绍了舰载直升机机载电子产品可靠性设计和验证的指导思想和方法。在设计中贯彻“做实传统方法、引入先进技术”的理念，将传统方法与故障物理方法相结合，为高可靠性电子产品设计提供方法保障。在验证中以可靠性综合评价为主线，利用可靠性分析与试验数据，实现产品可靠性的多数据源、全过程动态评价与控制，并有效地缩短鉴定试验时间。【关键词】可靠性设计；可靠性验证；故障物理；综合评价冲图分类号】V216．5+5【文献标

2、识码】c【文章编号】1003--6660(2011)04-0027--041概述舰载直升机需要在长期远离基地、复杂海洋环境下，具备较高的战备完好性和任务成功率，关键之一是要具备高可靠性的机载电子设备。因此在研制中必须高度重视机载电子设备可靠性工作，提升可靠性设计与验证的水平，需要在现有可靠性工作方法的基础上，引入新的思路、新的方法。本文针对机载电子设备高可靠性设计提出了“做实传统方法、引入先进技术”的理念和方法；针对高可靠性验证提出了“以可靠性综合评价为主线，加强传统可靠性试验工作，引入先进可靠性试验技术”的理念和方法。2舰载直升机机载电子产品可靠性设计指导思想

3、目前国内外的可靠性技术主要分为两大类，即基于概率统计的传统可靠性技术和基于故障物理的现代可靠性技术。传统可靠性技术主要依靠逻辑分析和失效率统计，要提高产品的可靠性水平，只能通过改变外部环境和无限提高元器件、零部件可靠性水平，工程上难以实现。而基于故障物理的可靠性技术则是通过对产生失效的根本原因做分析，针对性的利用结构优化、布局优化、器件更换等手段，达到现有条件下的最佳设计。针对舰载直升机机载电子产品可靠性要求高的特点，结合两种可靠性技术特长，提出“做实传统方法、引入先进技术”的理念，指导思想如下：将传统可靠性工作项目做细做实，重点落实适【收稿日期】201l—07

4、．18用于电子产品的关键性传统工作项目，确保其实施效果：针对可靠性薄弱和功能关键设备，采用基于故障物理的可靠性仿真试验等新技术，更准确的找出产品的薄弱环节，并采取针对性的纠正措施增强产品的可靠性。3舰载直升机机载电子产品可靠性设计方法3．1传统可靠性设计工作方法从“满足型号需求，解决工程问题”的根本目的出发，根据机载电子产品的实际特点，对GJB450A一2004进行剪裁，选择并应用手段成熟、目标明确的可靠性设计方法。常用的传统可行设计方法主要包括：可靠性建模、可靠性分配、可靠性预计、故障模式影响及危害性分析(FMECA)、可靠性设计准则的制定和实施、故障树分析(

5、FTA)、潜在分析(SCA)、电路容差分析以及元器件选择与控制等。3．2基于故障物理的可靠性设计方法基于故障物理的可靠性方法是一种“事前分析”方法，即通过对产品失效模式、位置、机理及发生过程的研究，确定失效的根源，提出预防措施；通过健壮设计预防产品失效，生产出具有较高“内建可靠性”的产品，实现“可靠性是设计出来的”的目标。故障物理方法应用于工程实践最有效的途径是与仿真技术相结合，形成基于故障物理的“可靠d险航空标准化与质量2011年第4期性仿真试验方法”。即基于故障物理原理和计算机仿真技术，以计算机仿真软件和高性能计算机为工具，利用全数字模型对系统进行虚拟的可靠

6、性试验，定量的预计产品的可靠性，发现薄弱环节并采取改进措施。基于故障物理的可靠性仿真试验方法能够在产品研制阶段并行分析和改进产品设计的健壮性和可靠性，实现在设计早期阶段消除故障源、提高健壮性、减少试验量、缩短开发周期，进而提高武器装备可靠性的目的。可靠性仿真试验可以为设计主流程提供产品应力场数据、可靠性薄弱环节及可靠性预计值(或可靠性虚拟试验评估值)等，从而为可靠性设计优化(主要是消除可靠性薄弱环节、降低器件失效率等)提供输入。在产品设计过程中，通过“建模仿真一一设计优化一一模型改进”的迭代，实现高可靠性的产品设计，其基本流程如图l所示。3．3有机结合传统方法与

7、基于故障物理方法提高产品可靠性工程上要提高电子产品的可靠性主要有3条途径：选择更高质量等级的元器件；改善产品所处平台的环境条件；以可靠性为中心的设计优化。限于目前的元器件采购渠道，以及相对严酷的舰载直升机平台环境条件，难以通过前两种途径大幅提高产品可靠性。而引入可靠性仿真试验方法，通可靠性仿真试验产品设计信息-产品建模·应力分析-故障仿真·可靠性评估嘲ll镕滋蠡；il纛葬劈肇可故敛式件计赫毒茗穿耆；；li魏藿器鐾正析真圻折叠墨盔类台，⋯⋯．土一1⋯～⋯⋯．±一⋯⋯⋯⋯。土⋯⋯⋯⋯⋯一±⋯⋯～I{●-I_：产品敷字模型；：热、擐、电；j■羁环节及其失!i可t性瑗}

8、卜位j：(曩字辑机)i{