1、中华人民共和国机械行业标准JBI T 6843- 93 仪器仪表可靠性设计程序和要求1993-07-09发布1994-01-01实施中华人民共和国机械工业部发布中华人民共和国机械行业标准JB/T 6843-93 仪器仪表可靠性设计程序和要求l 主题内容与适用范围本标准规定了仪器仪表(以F简称产品)研制过程各阶段中可靠性设计的任务、工作程序和详细要求。本标准适用于新产品研制过扭。根据产品的复杂程度、价格水平、继承情况、结构型式和定量的可靠性要求，设计者可对本标准规定的各阶段中可靠性设计的详细要求，有选择地运用。定型产品的改进设计过程也可参照使用。本标准不适用软件可靠性设计在序和要求。2 引用标准
2、ZB N042仪器仪表可靠性、有效性、维修性数据收集指南3 术语3- 1 可靠性设计程序产品研制过程中可靠性设计工作内容及其先后联系的顺序。它包括研制过程中可靠性设计工作的阶段划分以及各阶段的主要任务与工作步骤。3.2 可靠性设计要求产品研制过程中，根tE;产品的复杂在皮、价格水平、继承情况、结构型式，提出对各阶段可靠性设计的详细要求(包括可靠性指标的确定、t可靠性预计与分配、可靠性设计技术的应用、可靠性试验等)。4 一般要求在产品研制过程中，设计项门除满足通常的技术性能指标外，连有可靠性预计、分配、失效分析以及在可靠性设计方面的一系列活动，以满足预先规定的可靠性要求。本标准着重强调方案论证和
3、l技术设计阶段的可靠性活动，要求加强全过程各个阶段的信息反馈，采取各种应力及手段来暴露和纠正潜在的设计缺陷，正确处理产品功能性、维修性、经济性和可靠性的关系，使产品在保证实现可靠性目标的前提下，加快进度，降低费用。新产品设计可分下述五个阶段z任务确定阶段、方案论证与审定阶段、技术设计阶段、样机研制(设计定型)阶段、试生产(生产定别)阶段。可靠性:设计工作主要在前四个阶段。5 可靠性设计程序根据产品可靠性设计程序流程图(见图1) .给出各阶段的主要任务和工作步骤。5.1 任务确定阶段对国内外有关资料和现场使用情况、市场信息及用户要求等进行广泛的调查研究，韧步确定任务要求和可靠性要求。机械工业部1
4、993一07一09批准1994 -01一01实施5-2方案论证与审定阶段5-2.1主要任务JB /T 6843- 93 对提出的几种总体设计方案从功能、性能、可靠性、维修性、安全性和经济性等方面进行全面分析和论证，通过多方面比较，作出最终评价。同时对方案中提出的关键技术进行预先研究和突破，为择优选定总体设计方案，进行技术设计提供依据。5.2.2工作步骤在论证产品总体性能指标的同时，进行可靠性指标论证，并韧步对产品进行可靠性设计可行性分析，对方案中提出的关键技术进行预先研究，在此基础上注行方案可靠性设计评审。5.3 技术设计阶段5.予l主要任务进行单元的电路、产品结构和关键工艺可靠性设计，具体贯
5、彻落实可靠性设计和可靠性技术措施，5.3-2工作步骤修改和完善产品可靠性设计if行性分析，同时对电路、结构和关键工艺应用可靠性设计技术，对元器件和零部件的可靠性保证采取措施，在此基础上组织有关人员进行初步可靠性设计评审。5.4设计定型阶段5.4.1主要任务按技术设计阶段拟定的技术文件进行样机的研制、试验、评价和改进，验证可靠性技术措施和关键工艺的适用性，使样机可靠性增长达到计划要求。5.4.2工作步骤对重要的元器件、零部件进行必要的可靠性筛选试验，当样机性能试验通过后，进行环境试验和可靠性增长试验，在样机环境试验合怖井只有可靠性增长的基础上组织现场使用，在上述工作基础上进行详细的可靠性设计评审
6、。5.5 试生产阶段5.5.1主要任务按设计定型的技术文件进行小批量试生产，验证设计、工艺的合理性，形成和完善成套的工艺文件，采取质量保证措施，使产品可靠性增民达到预定的设计要求。5.5.2工作步骤编制关键件明细表，规定重点控制元器件、零部件、关键工艺的质量特性及其检验制度，进行可靠性筛选试验，环境试验和可靠性增长试验，在L述工作基础上进行可靠性设计评审n6 可靠性设计要求6.1 任务确定阶段6-1.1开展产品的国内外发展情况的搜集和分析、市场动态的搜集和分析、样机分析(或继承性产品分析)以及用户对产品质量要求的搜集和分析，确定总体设计思想，包括可靠性、维修性、安全性指标，电路、结构、工艺的初
7、步安排，可靠性结构院型，准备贯彻的标准、规范以及试验评价方法等。6.1.2应定量规定产品可靠性要求，全f(描述产品的贮存、运输、工作和维修环境，确定时间度量及任务剖面，明确产品失效的定义。6.2 方案论证与审定阶段6.2.1设计人员应根据产品完成任务的需要迸行分析并提出可靠性指标，以及根据产品设计方案，用经验数据或通过综合或计算预测能修达到的可靠性水平，再通过合理性、可行性分析后，确定产品可靠性设计指标。6.2.2对产晶进行初步可靠性设计可行性分析。根据提供的产品功能框图，分析提出可靠性框图，并用计数法进行可靠性预计和故障模式影响分析(FMEA)方法分析产品商弱环节，当预计值小于设计值时，应分
8、析产品中关键元器件及零部件的可靠性进行可靠性分配，重新提出关键元器件及零部件的可靠性要求，反复论证设计方案的合理性和可行性。2 注意:出版发行的B/ T 6843 -93仪器仅在可靠性设计程序和要求缺此国1，请补贴于第2反与第3页之间。tJ N收集|门斤1设计定型阶段鉴定试验二_j_J_=J 因1可靠性设计程序流程国JB /T 6843 93 6.2.3对产品的功能性、可靠性、王艺性、经济性、维修性和安全性等方面潜在的问题，进行全面分析和论证，作出多方面的比校和评价。同时，对论证中提出的关键电路、结构以及工艺技术问题进行预先研究、试验和评价，对新的元器件提前进行质量认定。6.2.4根据产品可靠
9、性要求，制定相应的设计要求、设计评审要求、技术措施和试验方案等可靠性技术文件。并对上述可靠性指标合理性、可靠性设计可行性分析情况以及关键技术预研情况等进行可靠性设计评审。6.3技术设计阶段6.3-1可靠性预计与分配6.3-1.1可靠性预计a.预计是一种反复过理，本阶段对电路常采用应力分析法，对机械构件可使用经论证的经验数据，用计数法进行预计。b预计应考虑工作循环、失妓率及已知的故障模式、故障机理等因素:。预计应确定固有可靠度，:Jt.辅助以设计为基础的权衡决策，提供确定可靠性增长试验起始点的依据，促进消除设计缺陷:d.预计数据可参照有关设备1可靠性预计子册，其它数据来源应经过论证;。在设计过程
10、中，Ilf反复迸行预计，以证实产品满足由方案设计权衡分析得出的固有可靠度的可信程度;f.应力分析法预计工作包括根据数学模型、元器件或零部件的应力和基本失效率、环境因子以及由故障的统计分布进行的分析，估计产品的可靠度(R(t)或平均故障问隔时间(MTBF); g.计划安排应将预计作为详细设计过程中一项连续性工作，对预计要定期修正，在初步设计评审及详细设计评审时，应提交预计结束。6.3-1.2可靠性分配a.总的分配方法应以功能的重要性与复杂性、使用环境、相似设备的经验以及现有技术水平为基础;b具体的分配应以方案阶段的设计日标值为基础，井应包括进一步提高的因素:C.分配应进行到元器件、零部件级:d.
11、应在详细设计阶段之后立即完成分配，并在设计评审之前提供分配结果。6.3.2故障分析6.1.2. 故障模式影响及危害度分析(FMECA)a.可逐个进行元器件、零部件分析，也可仅对关键元器件、零部件进行分析，以确定故障对产品可靠性、维修性及安全性的影响。b.分析应根据设计技术状态、相似的结构部件、元器件使用数据以及从预计分析获得的元器件故障数据为基础。分析应定量确定每一模式的故障以及每种故障模式所占概率，并按概率值大小排序。d.分析结果应用于下列任务:一一为可靠性预计提供输入，帮助决定改正措施的优先顺序;一确定关键的元器件、零部件、组件与关键参数以及作为生产控制要求的特性;一在产品制造之前，制定改
12、正措施准则，并且辅助编制试验计划及程序;一提供按故障模式统计的失放率的分配:一一提供安全性分析的基本数据以及关键元器件、零部件、整i件和它们故障模式的排序。分析应定期修改，修改以故障分析数据及其它数据机构提供的数据为基础。在设计过程中反复分析，在初步设计及详细设计评审时提交相应的分析结果。6.3-2故障树分析(FTA)&收集和分析有关产品的设计、运行资牌、流程图、技术规范和技术数据zb正确分析产品或系统发生故陪情况，确定故障判掘z3 链;JB/T 6843-93 C.把可能发生的故障分类排队，画成一个功能关系图和明细衰，并注明其因果逻辑关系和事故d.根据6-予2。要求正确判断产品或系统最不希望
13、发生的状态(即回事件): 。把故障事件用方框图加以说明，并注明每个方框之间的逻辑关系;f.处理好产品和部件的边界条件:g.故障事件定义要准确、严密和解释的唯一性;h.各事件的逻辑关系和条件必须分析消楚，不应使逻辑混乱或条件矛盾:1.建树过程中及建成后，要注意合朗的简化;j.选择演绎法或信号流阁法或计算机辅助法进行定性的故障分析。6.予3可靠性设计技术6.莘莘1元器件、零部件选用、控制和保证a.应确定、控制所有关键的电路、机械及机电元器件、零部件、组件(列出全部明细表).使元器件的数量及种类减到最少;择;b.应采用设计评市、结构分析、故障模式影响及危害度分析和费用分析等方法进行零部件的选。应将确
14、定关键件的E作编制成文件，把与安全性有关的关键件编码:d.应规定关键件的识别、控制、!iIJ处用以及定J检查的办法;。应规定关键件早期采购、贮存以及必要时可靠性用民试验现则;f.关键件文件应在初步设计评审之前提交;g.应阐明控制过程、试验结果、可靠性增长以及为减少关键件所采取的措施;h.控制工作应包括制定采购、进货检在或测量特性的规范。该规范应反映设计的可靠性要求并包括成批验收试验、质量保证、管理措施及必要时的鉴定试验;1.应提出每种部件的最大允许应力;j.应制定供应方控制大纲Wti供应方的工艺过目及有关文件:k.通过故障分析等手段不断岐进而fI:股后:).应采用已有的标准元器件归零部n.并提
15、高元器件和l零部件的际准化、通川化、系列化程度;m.采用模块化元件组合)设计，以便发生故障时便于现场豆换;n.对产品中关键元器件和零部件应提出筛选方案，制订出经济、合理、有效的筛选方法;Q.应提出控制印刷板设计的质量和l兀器件iJI线预成形的质量方案;p.应提出控制插件工艺和焊接工艺的合理性方案;守提出对插件工、装调工加强质量教育及技术培训和提高他们素质的措施。6.3.3-2可靠性设计技术的应用a.要采用简化设计方案，减少产品中元器件的数量，并使用较少元器件和零部件以完成多种功能，减少差错，简化组装;b.元器件采用降额设计的基本原则是使元器件在低于其额定应力条件下工作，或者选择具有较高强度的元
16、器件，要测量和计算分析rt!路中元器件的应力，进行降额设计;。机械零部件应降负荷使用，以保证一定安全系数:d.对承受应力较大的零部件，应进行强度、应力分析的概率设计，以选择适当的安全系数:。对于承受磨损的零部件应提供定期调整或更换时间;f.对稳定性有重要影响的元器件和电路应重点考虑温度、湿皮、时间(循环次数)等影响造成的参数漂移，可运甩三次设计(特别是容差设计)技术，取得最好的元器件和电路的参数搭配，使元器件和电路性能稳定可靠而且成本最低zg.要通过各种保护措施解决由于电路的暂态过程对本级及它级电路造成的影响zh.要通过各种保护撞地方式的选择，使拔地干扰电乡响最小z1.耍根据干扰性质和干扰源与
17、接收电路之间的铜合方式，应用电磁兼容设计方法解决电磁、磁场、射4 JB /T 6843-93 频、静电、混涌等对产品的干扰问题zJ.要根据产品设计条件(产品功能、发热量、允许的温升、外形尺寸的限制、政置的环境条件等).对元件、线路、印刷电路、机箱等进行热民计，并决定产品的冷却方式或通风方式:k.对产品结构强度、材料、印刷板的设计、线扎等应提出要求，并采取可靠的结构设计措施3).必须将可靠性要求编人工艺规范，在设计中考虑制造、装配的工艺性:m.为将使用差错率降低到最小限度，要考虑产品面极旋钮、开关、铭牌、调整件、熔断丝、指示灯等的可使用性和维修性设计。6.3-4可靠性设计评审对提交的产品电原理图
18、、印刷板排列图、结构图、关键部件、电路、结构、工艺试验报告以及修改的可靠性设计可行性分析报告(包括可靠性预计、FMECAj或FTA、可靠性设计技术的应用所采取的措施以及元器件可靠性保证)等技术文件进行可靠性设计评审。评审时应特别注意产品薄弱环节的可靠性技术措施是否落实，可靠性预计与分析是否正确，及时发现纠正设计缺陷。6-4设计定型阶段6-4-1关键元器件和零部件筛选a-筛选要有效地剔除早期失效，但不应使正常产品的失效率增高;b-为制定合理、有效筛选方案，必须了解有关元器件特性、材料、封装、制选技术及可能的故障模式;。为提高筛选效率，可以使Jl强应JJ筛选，但不应使产品产生新的故障院式;d-筛选
19、项目和应力不必只是院拟使JIl情况，有些项日与应力可以是使用巾不可能出现的，其目的仅是为了暴露工艺上的缺陷;。设计者必须对元器件供应方正常筛选方法的效率有所掌握，以便根据适HJ怕况选择合适的筛选方案;f.试验程序必须是加应力筛选在前，检查测试性筛选在后，要选择能暴露故障的最佳顺序;g-将不可靠的元器件、零部件淘汰在上机前，以减少不必要的损失;h-根据元器件参数漂移对产品使用可靠性的影响，选择应该进行老炼的关键元器件，制定合适的老炼规范(包括存放或加电方式、对供rl!设备的要求、环境泪度等)。6-4-2可靠性增长试验和可靠性验证试验a-可靠性增长试验计划if.iiE实是个严格的试验、改进、再试验
20、的大纲，强调完善的故障分析活动;b可靠性增长试验计划是综合试验计划的一部分，应给出预计的MfBF、计划的MTBF、验证的MTBF、MTBF起始点和增长率;c-可靠性增长试验计划应包括增长到规定的MTBF所需要的时间、日历时间、试验循环、进行试验的试验样品数、每台样品的试验时间以及试验数斟处理的方法等:d-可靠性增长试验计划应考虑现实的时间因素，在相邻两次试验之间有足够的停机时间以便在下次增长试验之前充分进行政正:e-对批量较大的产品，应拟定-个可靠性验证试验计划，该计划包括抽样方案、试验条件、检测参数、故障判据等。6-4-3现场使用a-选择典型的现场条件运行;b认真按ZBN042要求做好现场数
21、据的收集、分析和管理;。认真做好故障记录和故障分析，并及时反馈给有关部门进行政进。6-4-4可靠性设计评审根据提交的可靠性设计可行性分析报告.可靠性增长试验报告、可靠性鉴定试验报告、性能耐试报告、环境试验报告、用户使用报告、关键元器件质量认定报告、关键工艺文件等，对设计定型佯机远行综合可靠性设计评审，并修改和完曾设计与关键工艺文件。5 6-5试生产阶段(定型生产阶段6-5-1试生产前的准备JB /T 6843-93 编制关键件明细袭，对重点控制的元稽件、零部件、电路、结构和关键工艺的质量特性、加工装调工序和检验要求作出明确规定.6-5-2元器件认定与筛选规范化a.元器件认定要求规范化;b元器件
22、和零部件筛选要求规范化z。产品必须严格按工艺流程和工艺操作规范进行装调，应根据情况组织进行老炼试验或跑合运行试验，以暴露工艺、操作等缺陷。6.5.3可靠性增长试验和可靠性验证试验a.按可靠性增长试验计划继续进行增长试验和现场使用数据跟踪反馈，并及时采取改进措施，使产品可靠性水平增长达到预定的设计要求:b.根据拟定的可靠性验证试验计划，作好准备工作，对有条件的样品，可以进行可靠性验证试验，以验证提出的可靠性指标是否已达到;c.通过对认定、老炼筛选、装配、焊接、调试和试验等过程中确定的质量控制点的检测和分析，进一步验证设计方案和生产工艺，补充和完善设计、工艺文件。6.5.4可靠性设计评审通过小批量
23、试生产和规定的各项试验与分析，对工艺文件的正确性、完整性和统一性，工序质量控制方案和实施图表，生产线的质量检测和控制手段，试生产中提出的设计、工艺改进措施及有效性和产品可靠性水平以及提交的各项报告和技术文件(包括全性能测试报告、可靠性增长试验报告、可靠性鉴定试验报告、改进措施及有效性报告)及工艺文件进行可靠性设计评审。附加说明:本标准由全国工业过程测量和控制标准化技术委员会提出。本标准由机械工业部上海工业自动化仪表研究所归口。本标准由机械工业部上海工业自动化仪表研究所负责起草。本标准主要起草人:刘建侯、谢亚莲.本标准由机械工业部上海工业自动化仪表研究所负责解释。6 阴。lAh守wLF闰回和共民入华中准标业行械饥仪器仪表可靠性设计程序和要求6843 - 93 * m 饥钱工业部仪揭仪褒综合技术经济研究所出舷北京回丁.印厂印刷机钱工业部仪揭仪表鲸合技术经济研究所发行 1到年4月自1ft印刷* 工本.4.元1994年4月自1.
