可靠性建模与分配

可靠性整理第一部分：概述（一）可靠性的必要性：1.客户的需要：仪器的使用部门，尤其是实时在线检测仪器的使用部门，强烈地希望所使用的仪器能够长时间连续、无故障得工作。

2.自身的需要：仪器自身可靠性的提高，就意味着自身竞争力的提高，最终的结果不是我们寻求客户，而是客户寻求我们。

（二）可靠性的定义可靠性的经典定义：产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。

该定义明确指出评价一个产品的可靠性，与规定的工作条件和规定的工作时间有关，也与规定产品应完成的功能有关。

产品的可靠性与工作条件的关系极为密切。

“规定的工作条件”是指产品工作时所处的环境条件、负荷条件和工作方式。

环境条件一般分为气候环境和机械环境。

气候环境是指电子元器件所处环境的气候条件，如温度、湿度、气压、气氛、盐雾、霉菌、辐射等；机械环境是指电子元器件是否经常受到外界机械应力的影响，如振动、冲击、碰撞、跌落、离心、摇摆等。

环境对电路所施加的应力可能是恒定的，也可能是变化的和交变的。

负荷条件是指电子元器件所承受的电、热、力等应力的条件，目前主要是指加在电子元器件上的电压、电流和功率等条件。

工作方式一般分为连续工作或间断工作，不工作的情况属于存贮状态。

“规定的时间”是指评价电子元器件的可靠性和规定的时间有关。

可靠性本身就是时间的函数，要保持电子元器件全部性能处于良好的工作状态，时间长比时间短更困难。

在同一工作条件下，保持的时间越长可靠性越高。

所以，在讨论电子元器件可靠性时，必须指明在多长时间内的可靠性。

规定功能：要明确具体产品的功能是什么，怎样才算是完成规定功能。

产品丧失规定功能称为失效，对可修复产品通常也称为故障。

能力：只是定性的理解是比较抽象的，为了衡量检验，后面将加以定量描述。

产品的失效或故障均具有偶然性，一个产品在某段时间内的工作情况并不很好地反映该产品可靠性的高低，而应该观察大量该种产品的工作情况并进行合理的处理后才能正确的反映该产品的可靠性，因此对能力的定量需用概率和数理统计的方法。

可靠性维修性测试性保障性安全性环境适应性评估报告（1）可靠性维修性测试性保障性安全性环境适应性分析评估报告1概述1.1产品概述1.1.1产品⽤途XXX产品名称主要⽤于XXXXXXX，其主要功能性能如下：（略）1.1.2产品组成XXX产品名称采⽤XXX结构，采⽤XXXXX总线架构，贯彻标准化、模块化、系列化设计原则。

主要由主板、显卡、……、电源模块和机箱等组成。

1.2⼯作概述1.2.1研制过程概述XXX产品名称从20XX年XX⽉开始研制，经历了⽅案阶段、⼯程研制阶段和设计鉴定阶段，并于20XX年XX⽉完成了设计鉴定试验。

本项⽬依据XXX产品名称可靠性、维护性、测试性、安全性、保障性和环境适应性（以下简称“六性”）⼯作计划的要求，在研制过程中开展并完成了规定的⼯作项⽬。

经分析评估、试验考核，XXX产品名称的可靠性、维修性、测试性、保障性、安全性和环境适应性满⾜技术协议书的要求。

1.2.2“六性”⼯作组织及运⾏管理情况XXX产品名称设计总师对产品可靠性管理和技术全⾯负责，从计划、组织、协调和资源等⽅⾯保证了产品“六性”⼯作计划的实施。

在设计师系统中建⽴“六性”⼯作组，由设计总师组织，设计、⼯艺、质量等⼈员参加。

具体负责编制“六性”⼯作计划，落实⼯作计划中规定的相关⼯作项⽬；监督指导各专业设计师开展设计⼯作，协调及分配各部组件的“六性”指标；收集有关的“六性”信息，并对相关“六性”⼯作进⾏培训。

质量管理部具体负责监督“六性”⼯作计划落实。

建⽴了故障审查组织，负责对XXX产品名称研制过程中出现的故障和问题进⾏审查。

严格按照归零要求，针对暴露的XX起较⼤质量问题，开展了技术攻关，查清并验证了故障机理，制定了改进措施并全部落实（详见《研制总结》）。

2可靠性分析2.1可靠性要求2.1.1定性要求按照GJB450A-2004《装备可靠性⼯作通⽤要求》编制可靠性⼯作计划，并开展产品的可靠性设计、分析、试验和管理⼯作。

软件测试中的可靠性建模与分析软件测试是确保软件质量的重要步骤，而软件的可靠性作为软件质量的一个主要属性，对于软件开发和维护至关重要。

因此，在软件测试中，可靠性建模与分析是一项重要的任务。

本文将探讨软件测试中的可靠性建模与分析方法，并介绍一些常用的技术和工具。

一、可靠性建模可靠性建模是通过建立数学模型来描述软件的可靠性。

可靠性建模的目的是定量地评估软件系统的可靠性，以便为软件测试提供指导。

常用的可靠性建模方法包括可靠性块图法、可靠性状态模型法和可靠性预测法。

1. 可靠性块图法可靠性块图法通过组合各个系统组成部分的可靠性来评估整个系统的可靠性。

在可靠性块图中，不同的组件和组成部分通过块表示，并通过连接线表示它们之间的依赖关系。

通过计算各个模块的可靠性指标，可以得到系统的整体可靠性。

2. 可靠性状态模型法可靠性状态模型法将软件系统的可靠性表示为一系列状态的转移过程。

通过定义系统的状态和状态转移概率，可以评估系统在不同状态下的可靠性指标。

这种建模方法可以帮助测试人员分析系统的故障传播路径，从而确定关键的故障点和测试策略。

3. 可靠性预测法可靠性预测法通过基于历史数据或专家经验建立数学模型，以预测系统未来的可靠性。

这种方法可以帮助测试人员评估系统在特定条件下的可靠性表现，并帮助指导测试策略的制定。

二、可靠性分析可靠性分析是指对软件系统进行定量或定性评估，以确定其是否满足可靠性要求，并为软件测试提供依据。

常用的可靠性分析技术包括故障模式与效应分析（FMEA）、故障树分析（FTA）和可靠性增长分析。

1. 故障模式与效应分析（FMEA）故障模式与效应分析通过识别系统的故障模式和评估这些故障对系统功能的影响来评估系统的可靠性。

FMEA将系统的每个组件和功能进行分析，并通过定义故障模式和效应来评估系统的可靠性。

这种方法可以帮助测试人员确定系统的潜在故障和风险，并优化测试资源的分配。

2. 故障树分析（FTA）故障树分析是基于逻辑关系的可靠性分析方法，旨在识别引起系统故障的根本原因。

制造业可靠性提升实施意见可靠性是产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力，是反映产品质量水平的核心指标，贯穿于产品的研发设计、生产制造和使用全过程。

经过多年探索发展，我国制造业可靠性取得显著成效，但与国外先进水平仍有较大差距，产业基础存在诸多短板弱项，关键核心产品可靠性指标尚待提升，管理和专业人才保障能力不足，成为掣肘我国制造业迈向中高端的突出问题。

为提升制造业可靠性水平，实现制造业高质量发展，现提出以下意见。

一、总体要求（一）指导思想。

坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，全面贯彻党的二十大精神，完整、准确、全面贯彻新发展理念，加快构建新发展格局，统筹发展和安全，落实制造强国、质量强国建设要求，全面推进新型工业化，提升产业链供应链韧性和安全水平，强化可靠性技术攻关，发挥标准的引领作用，加强全面质量管理，推动数字化智能化赋能，提高试验验证能力，加快人才队伍培养，不断提升制造业产品可靠性，为提高企业核心竞争力和品牌影响力、建设现代化产业体系、实现制造业高质量发展打下坚实质量基础。

（二）基本原则。

——政府引导、企业主体。

坚持有效市场和有为政府相结合，在制造业可靠性提升中发挥市场对资源配置的决定性作用，更好发挥政府行业指导、市场监管作用，增强企业全员全过程质量安全与可靠性意识，强化企业市场主体地位，推动企业落实质量主体责任，营造良好发展环境。

——聚焦重点、精准施策。

坚持问题导向和目标导向相结合，分行业、分产业链梳理可靠性问题，发挥整机企业龙头作用，加强整机系统可靠性设计和管理，按产业链制定并传导可靠性指标和要求。

聚焦核心基础零部件和元器件，促进产业链、创新链、价值链融合，借鉴可靠性先进经验，着力突破重点行业可靠性短板弱项，推动大中小企业“链式”发展。

——夯实基础、持续创新。

加强可靠性前沿基础研究和标准制定，推动产业技术基础能力建设。

促进新一代信息技术与可靠性工程深度融合，发挥生产装备数字化和产品智能化对可靠性的赋能作用，强化可靠性创新成果在工业基础和质量工程中的应用。

可靠性设计要求适用范围本标准规定了可靠性设计的一般要求和详细要求。

本标准适用于公司所有产品的可靠性设计工作。

引用标准IEC60300-2-1992 可靠性管理第2部分可靠性程序元素和任务GB6993-86 系统和设备研制生产中的可靠性程序GJB 450－88 装备研制与生产的可靠性通用大纲GJB 451－90 可靠性维修性术语GJB 437-- 88 军用软件开发规范GB 4943-1995 信息技术设备（包括电气事务设备）的安全名词术语可靠性reliability产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。

可信性dependability产品在任一时刻完成规定功能的能力。

它是一个集合性术语，用来表示可用性及其影响因素：可靠性、维修性、保障性。

在不引起混淆和不需要区别的条件下，与可靠性等同使用。

测试性testability产品能及时并准确地确定其状态（可工作、不可工作或性能下降），并隔离其内部的一种设计特性。

维修性maintainability产品在规定的条件下和规定的时间内，按规定的程序和方法进行维修时，保持或恢复到规定状态的能力。

可靠性要求（目标）产品可靠性的高低是由一系列指标来描述的，包括MTBF值、环境应力范围、EMC应力范围等等。

这一系列指标就是对产品的可靠性要求或产品的可靠性目标。

可靠性（设计）方案为实现产品可靠性目标而制定的技术路径和方法。

可靠性（设计）报告为实现产品可靠性目标而实施的技术路径和方法。

可靠性设计从制定可靠性目标到提供可靠性（设计）报告的全过程。

工作项目组成可靠性设计的相对独立的工作内容和过程。

可靠性设计评审由不直接参加设计的专家对可靠性设计进行论证和确认的过程。

一般要求可靠性设计是产品设计的一部分，应与产品设计同时进行。

可靠性部负责可靠性设计标准的制定，可靠性设计的技术支持，参加重要产品可靠性设计的评审。

各事业部设可靠性负责人，负责本事业部可靠性工作。

各产品设可靠性工程师，负责本产品的可靠性设计、试验和改进。

2020年第 3 期 声学与电子工程 总第 139 期声呐浮标搜潜系统“六性”初步设计张丽品 罗博（第七一五研究所，杭州，310023）摘要声呐浮标搜潜系统的组成设备较多，系统复杂度较高，为满足可靠性、维修性、测试性、安全性、保障性和环境适应性（简称“六性”）指标要求，文章阐述了在方案阶段进行声呐浮标搜潜系统“六性”初步设计的主要内容，为系统在后续阶段“六性”工作的开展奠定了基础。

关键词声呐浮标搜潜系统；方案阶段；“六性”初步设计声呐浮标搜潜系统是反潜巡逻飞机的核心搜潜装备，主要用于：对敌潜艇进行探测、定位、跟踪和识别；对海洋环境噪声和海水温度深度进行测量和处理；对主动声呐等设备发射的声脉冲信号进行水声侦察，对U/V波段通信信号和雷达信号进行电子侦察。

声呐浮标搜潜系统是由多个设备组成的复杂系统，为保证系统满足“六性”的指标要求，降低装备研制的质量风险，需在方案阶段将“六性”指标要求落实到系统各组成设备的设计中 [1-2]。

本文以声呐浮标搜潜系统成品协议书为基础，结合“六性”工程理论方法，对系统开展“六性”初步设计，实现装备功能、性能与“六性”的同步设计，从而提高装备的完好性和任务成功性。

1系统组成声呐浮标搜潜系统由声呐浮标处理系统和声呐浮标组成，系统组成框图如图1所示。

声呐浮标处理系统包括声呐信号处理机、声呐显控处理机、显示器、通用键盘、摸球、浮标接收解调模块、浮标遥控模块和声呐浮标参考分系统；声呐浮标为一次性投放使用产品，没有平均故障时间要求，不需要开展可靠性分配、可靠性建模与预计；无需维修，不开展维修性设计；在贮存期内无需测试，不开展测试性分配、测试性预计和嵌入式诊断设计。

2可靠性设计2.1 可靠性分配可靠性分配方法包括等值分配法、评分分配法、比例组合法等。

综合考虑声呐浮标处理系统的使用环境、各功能模块复杂程度和技术发展水平等因素，在方案阶段宜采用评分分配法对系统进行可靠性分配[3]。

图1声呐浮标搜潜系统组成框图2.2 基本可靠性建模与预计声呐浮标处理系统的基本可靠性模型为串联模型，如图2所示。