
一、前言
往期文章點選檢視→《幹貨 | 如何開展通用品質特性“六性”工作?——定量名額的分析與驗證》。
上次對GJB 9001C品質管理體系要求中對通用品質特性提出的可靠性、維修性、測試性、保障性、安全性、環境适應性這六個方面的定量名額進行了說明。
本文重點對“六性”的定性名額的分析與驗證進行初步論述。
二、概述
通用品質特性定性要求應包括以下部分:
1) 安全性定性要求:
包括電氣安全設計、機械安全設計、健康安全、過熱保護、材料安全、運作安全;
2) 環境适應性定性要求:
熱設計措施、振動與沖擊防護設計、防潮設計、防鹽霧腐蝕設計、防黴設計;
3) 可靠性定性要求:
如簡化設計、餘度設計、環境防護設計、軟體可靠性設計、降額設計、成熟設計技術、熱設計、元器件控制優選、電磁相容設計等;
4) 維修性定性要求:
包括可達性、互換性、裝置布局要求、裝置設計要求、防差錯要求、人機工程要求、安全要求、口蓋設計要求、測試要求等;
5) 測試性定性要求:
包括BIT設計要求、減少BIT虛警額設計要求、系統劃分要求、測試點要求、對測試容差的要求、傳感器及訓示器要求、測試可控性要求、測試觀測性要求;
6) 保障性定性要求:
包括保障特性設計、備品備件、保障裝置要求、包裝儲運要求、訓練與訓練保障。
三、“六性”工作參考的相關标準和術語
下面回顧一下六性的相關标準和術語:
3.1.“六性”的相關标準
可靠性、維修性、測試性、保障性、安全性、環境适應性相關國家軍用标準有如下幾個:
1)GJB 368B-2009裝備維修性工作通用要求
2)GJB 450A-2004裝備可靠性工作通用要求
3)GJB 451A-2005可靠性維修性保障性術語
4)GJB 900A-2012裝備安全性工作通用要求
5)GJB 1405A-2006裝備品質管理術語
6)GJB 1909A-2009裝備可靠性維修性保障性要求論證
7)GJB 2547A-2012裝備測試性工作通用要求
8)GJB 3872-1999裝備綜合保障通用要求
9)GJB 4239-2001裝備環境工程通用要求
3.2. “六性”的相關術語
- 安全性(2.34 safety GJB 1405A)——不導緻人員傷亡、危害健康及環境,不給裝置或财産造成破壞或損失的能力。
- 環境适應性(3.2 GJB 4239)——裝備(産品)在其壽命期預計可能遇到的各種環境的作用下能實作其所有預定功能和性能和(或)不被破壞的能力,是裝備(産品)的重要品質特性之一。
- 可靠性(2.32 reliability GJB 1405A)——産品在規定的條件下和規定的時間内完成規定功能的能力。
- 維修性(2.33 maintainability GJB 1405A)——産品在規定的條件下和規定的時間内,按規定的程式和方法進行維修時,保持或恢複到規定狀态的能力。
- 測試性(3.1 GJB 2547)——産品能及時準确地确定其狀态(工作、不可工作或性能下降)并隔離其内部故障的一種設計特性。
- 保障性(2.35 supportability GJB 1405A)——裝備的設計特性和計劃的保障資源滿足平時戰備和戰時使用要求的能力。
- 品質的定義:一組固有特性滿足要求的程度。
注1:術語“品質”可使用形容詞如差、好或優秀來修飾。
注2:“固有的”(其反義是“賦予的”)是指本來就有的,尤其是那種永久的特性。
- 要求的定義:明示的、通常隐含的或必須履行的需求或期望。
注1:“通常隐含”是指組織、顧客和其他相關方的慣例或一般做法,是以考慮的需求或期望是不言而喻的。
注2:特定要求可使用修飾詞表示,如産品要求、品質要求、顧客要求。
注3:規定要求是經明示的要求,如在檔案中闡明。
注4:要求可由不同相關方提出。
四、“六性”定性要求分析與驗證
4.1.安全性定性要求
4.1.1.電氣安全設計
1)電源設計有防漏電、短路、過流、過壓、欠壓保護措施,以保護使用人員的安全和裝置與被測單元不受損壞;
2)對各裝置,在電源輸入端設計斷路器或保險絲等保護措施;
3)良好接地保護措施:為保證接地線具有足夠低的電阻,系統接地(系統接地柱與系統内部任意接地點)電阻值不大于20mΩ;
4.1.2.機械安全設計
1)結構設計避免切削鋒口或尖銳部分的存在,采用倒圓角設計;
2)結構唯一,從外觀可以識别,錯插會安裝不上;
3)各子產品之間的連接配接器選用不同型号,從硬體上避免錯誤的連接配接;
4)各機載都設計有銘牌,連接配接線纜的兩端具有去向和編号等辨別。
4.1.3.健康安全
1)進行電磁相容設計,正常工作時不會産生有危害人身安全的電磁輻射;
2)選用已鑒定項目的成熟元器件和原材料,不會産生有害氣體和發生爆炸;
3)采取了耐力學環境設計,工作時産品結構穩定可靠。
4.1.4.過熱保護
1)發熱量大的裝置設計溫度監控功能,能具有過熱保護功能,超溫時會自動斷開電源;
2)采取了合理的熱設計,針對發熱量較大的部分采取了貼導熱矽脂等方式進行散熱。
4.1.5.材料安全
1)選用了已鑒定的成熟産品;
2)未采用有毒材料,使用過程中不會出現材料變質、變壞等情況。
4.1.6.運作安全
1)電源輸入端安裝浪湧避雷器器件,由大容量的氧化鋅壓敏電阻組成,具有高放電能力,能起到有效的保護作用;
2)裝置設計插頭脫落監控功能,在插頭脫落時系統自動複位;
3)在監控軟體的背景,運作電源監控程式,遇到電流消耗異常立即斷電;
4)裝置總電源急停開關保護措施。
4.1.7.安全性工作項目要求
根據GJB900A《裝備安全性工作通用要求》,結合軍用裝備的技術狀态和研制特點,确定軍用裝備研制過程中開展安全性設計的工作項目,其中很多工作都是安全性定性要求的分析與驗證。安全性工作項目如表1所示。
4.2.環境适應性定性要求
4.2.1.熱設計措施
1)對外購的測試儀器裝置和子產品,選型可以滿足規定的環境要求;
2)資源規劃時,把發熱量大的資源分散分布在不同位置,散熱大的子產品避免上下布局,防止熱聚集;
3)在闆卡布局時,考慮增大散熱大的闆卡的空間間隙,確定散熱量的闆卡的散熱通風。
4.2.2.振動與沖擊防護設計
過度的振動與沖擊将會使産品性能下降,工作不穩定,甚至産生機械損傷和結構損傷(如斷裂、變形、磨損、開焊等),故在産品設計時就要采取相應的振動與沖擊控制措施。工程上一般采用以下幾種防護設計方法:
1)消源設計。即采取措施降低振源(沖擊源)本身的振動(沖擊)強度。
2)隔振設計。隔振設計在振動控制中應用最為廣泛,具體方法是在振源與需隔振對象之間增加一個柔性環節(通稱為隔振器),進而減少振源對隔振對象的影響。隔振設計可分為兩類:一類為減少力激振的傳遞,常稱為第一類隔振(簡稱隔力),另一類為減少運動激振的傳遞,常稱為第二類隔振(簡稱隔幅)。
3)減振設計。所謂減振,就是利用各種形式的阻尼,将振動體的部分振動能量轉換為熱能,并迅速耗散出去,進而達到降低振動量值的目的。
4)吸振設計。即利用增設的輔助品質彈簧系統,将被吸振對象的振動能量轉移到該輔助品質上,進而達到降低被吸振對象的振動量值的目的。該輔助品質彈簧系統稱為動力吸振器,在應用中通常均加入适當的阻尼,其具體結構形式需根據實際情況而定。
5)緩沖設計。其目的是使沖擊先通過緩沖器後再作用到産品上,使産品對沖擊的響應量 值(如傳遞力、加速度、相對位移等)降到允許值以下。可見,其核心問題是緩沖器的設計。由 于振動與沖擊常常是兼存的,故緩沖器設計計算常作為隔振器設計的一種補充,使同一硬體 同時兼有隔振和緩沖兩種功能。
6)剛性化抗振設計。弄清裝備各個部位的動力環境,并把對振動、沖擊敏感的裝置盡可能安裝在動力環境應力最小的部位。
4.2.3.防潮設計
濕氣常常是多種雜質的溶解劑,這些雜質将使産品産生各種化學損壞。特别是在選擇不恰當的兩種材料結合時,濕氣往往加速了電化學的腐蝕作用,使材料性能退化,并促使黴菌加劇生長等。
防潮設計的方法有:
1)采用具有防水、防黴、防鏽蝕的材料。
2)采用排水或空氣循環等措施消除濕氣聚集。
3)采用幹燥裝置吸收濕氣。也可充以惰性氣體,以防潮濕。
4)應用保護塗層防止鏽蝕。
5)憎水處理,以降低産品的吸水性或改變其親水性能。
6)浸漬,用高強度和絕緣性能好的塗料來填充某些絕緣材料,各種線圈中的空隙、小孔、毛細管等。
7)灌注和灌封,用環氧樹脂,蠟類,矽橡膠等加熱溶化後注入元器件本身或元器件與外殼間的空間、引線孔的孔隙,冷卻後自行固化封閉。
8)塑膠封裝和密封。
4.2.4.防鹽霧腐蝕設計
鹽霧是一種良導體,它将使絕緣電阻下降,加速金屬的電化腐蝕,并引起金屬電解腐蝕。防護鹽霧腐蝕的措施有:
1)采用非金屬保護套;
2)避免濕氣積存,如用去濕器等;
3)在金屬表面與液體表面之間設定油漆之類的阻擋層,以消除兩種不同的金屬通過液體形成的導電通道;
4)在易腐蝕的金屬和難于腐蝕的金屬或區域鍍上能減少電位差的金屬層;
5)排除電氣接觸,使不同金屬間絕緣,如鋼材采用發藍,鋁材采用陽極化處理,使金屬表面生成一層氧化膜可防止金屬腐蝕;
6)用耐堿的有機絕緣體密封;
7)使用有錫或鐐鍍層的構件,避免用鎂。
4.2.5.防黴菌設計
1)選用不長黴的材料。如羊毛、棉花、羽毛、皮革等均可為黴菌提供養料。一些合成材料本來具有抗黴菌能力,但因應用了增塑劑或硬化劑,也易遭受黴菌的侵蝕。
2)采用防黴劑處理零部件或裝置。
3)裝置、部件密封,并且放進幹燥劑,保持内部空氣幹燥。
4)在密封前,元器件、材料用足夠強度的紫外線輻射,防止和抑殺黴菌。
4.2.6.環境适應性工作項目要求
根據GJB 4239《裝備環境工程通用要求》,結合軍用裝備的技術狀态和研制特點,确定軍用裝備研制過程中開展環境适應性設計的工作項目,其中很多工作都是環境适應性定性要求的分析與驗證。環境适應性工作項目如表2所示。
4.3.可靠性定性要求
4.3.1.簡化設計
1)在滿足性能和功能要求的前提下,應盡量簡化設計方案,盡量減少零部件、元器件的品種規模和數量,把産品的複雜程度減到最低程度。
2)設計時應考慮産品為完成預期的功能是否所有的部件和電器都是必要的,即簡化設計。在簡化設計過程中應考慮不會給其他部件施加更高的應力或者超常的性能要求;如果用一種規格的元器件來完成多個功能時,應對所有的功能進行驗證,并且在驗證合格後才能采用。
3)電氣系統應設計得使電線的接頭和端頭盡可能的少。
4)電連接配接器僅限于在要求經常拆卸的地方使用。
4.3.2.餘度設計
1)對于安全性、任務可靠性要求高的系統、裝置,為滿足安全性和任務可靠性要求,通常可采用餘度技術。設計人員應通過分析,權衡确定最有效的餘度方案。
2)應考慮采用餘度來提高關鍵的但可靠性水準低的器件的可靠性(所謂關鍵器件,就是隻要它發生故障就會使系統故障或使系統喪失一個主要功能)。
3)采用餘度設計時,應保證任務可靠性的提高不會被由于構成餘度布局所需的轉換器件、檢測裝置和其他部件所增加的故障率抵消。
4)設計中采用餘度時,設計人員必須考慮機内檢測方案,包括測試點、封裝等,應使裝置、系統具有“可檢測的”餘度。
5)在餘度系統的設計過程中必須保證避免由于某些部件的單點故障造成餘度作用的消失;在進行餘度系統設計分析過程中,重點應放在對共因故障的分析上。
6)影響安全的關鍵系統應設定應急備份系統,當系統發生不能正常工作的故障時,應能自動或人工操作轉入應急系統。應急系統應完全獨立于主系統,即應急系統工作絕不受主系統的影響。
7)系統的備份功能應按關鍵性級别來分類,關鍵性級别從高到低排列的次序是飛行安全關鍵性、任務關鍵性、維護故障。
8)與備份系統有關的電線和裝置在機械上和電氣上應與主系統的電線和裝置隔開,以使 主系統發生故障時不會影響備份系統,反之亦然。對于備份系統的線路應單獨接地。
9)餘度系統和主系統的接線不能通過同一個連接配接器。
10)主系統和餘度系統的電路不得通過同一條電源幹線和斷路開關供電。
4.3.3.環境防護設計
1)應确定系統、裝置、成品及結構件等的使用環境條件,在此基礎上慎重地選擇設計方案和材料,以減少或消除環境對它們的有害影響來提高産品的可靠性。
2)設計應采取防沖擊和振動的保護措施,包括安裝座、緊固裝置和隔離措施等。在針對沖擊和振動這兩個環境因素進行設計時必須考慮下述基本要素:部件相對于支架的位置;元器件、元件相對于沖擊力或振動力的方向;安裝元器件、元件所采用的方法。
3)在設計中應考慮鹽霧、潮濕、黴菌對産品可靠性的影響,并采取相應的設計措施以減少或消除其影響。
4)為了防止砂和灰塵引起産品性能的下降,應進行砂塵保護設計,在考慮砂塵保護措施時,必須結合其他環境因素的防護措施。
5)有可能同洩漏的具有腐蝕性的氣體、液體等物質接觸的部件應采用防腐蝕設計措施。
6)所有電子裝置安裝在裝備上時,均應采取減振措施,并與裝備周圍結構留有足夠的間隙,避免飛行過程中産生碰撞。
7)線束的安裝和支撐應當牢固,以防止在裝備使用期間絕緣材料被磨損,在強振動和結構有相對運動的區域中,應采用特殊的安裝預防措施,包括排得較密的支撐卡箍來防止導線磨損。
8)由蓄電池逸出的易爆或有害氣體,或由于充電系統和蓄電池的任何故障而逸出的易爆或有毒氣體均不得損壞周圍的裝備結構或鄰近的重要裝置。
9)對端子闆采取可靠的保護措施,防止因與各種碎片接觸或者因受環境因素影響而發生短路。
10)外部電源插座的安裝位置,要盡可能遠離易燃蒸汽或液體的聚集點。
4.3.4.軟體可靠性設計
1)容錯性:軟體平台具有避錯、查錯、容錯的設計,軟體出錯時有相應的錯誤提示資訊;
2)健壯性:軟體具有資料自動儲存和恢複的功能,軟體平台開發生成的資料能夠自動背景定期儲存,防止由于程式出錯造成的資料丢失;
3)資料庫備份:軟體的監測資料資料庫具有備份功能。
4.3.5.降額設計
1)部件和子產品設計中采用其手冊中推薦的降額曲線進行降額,如子產品電源就按照其手冊中推薦的輸入電壓、輸出電流和溫度分别進行降額;
2)PCB上的內建電路的降額設計針對電壓、電流、功率和最高結溫展開,其中最高結溫為關鍵降額參數,降額因子的選取按照GJB/Z 35-1993第5.1條,最高結溫的計算按照GJB/Z 35-1993附錄C;
3)半導體的降額設計針對功耗、結溫和電壓,其降額因子的選取按照GJB/Z 35-1993第5.2條,最高結溫的計算按照GJB/Z 35-1993附錄C;
4)電阻器的降額設計針對環境溫度、功率和電壓,其降額因子的選取按照GJB/Z 35-1993第5.6條;
5)電容器的降額設計針對環境溫度和工作電壓,其降額因子的選取按照GJB/Z 35-1993第5.8條;
6)連接配接器的降額設計針對工作電壓、工作電流和環境溫度,其降額因子的選取按照GJB/Z 35-1993第5.12條。
7)成熟設計技術
8)盡量實施系列化設計,在原有成熟産品基礎上逐漸發展,構成系列。在滿足性能、可靠性、安全性、重量、外形等要求的情況下應盡量采用成熟技術;如需采用新技術,應考慮繼承性,并對其可行性和可靠性進行充分論證,必要時還應進行相應的試驗。
9)設計應盡量采用成熟的标準零部件、元器件、材料及工藝加工方法。
4.3.6.熱設計
1)電子裝置應進行熱設計,以保證裝置和元器件在工作狀态下處于允許的工作溫度極限内。熱設計的要求應符合GJB/Z27《電子裝置可靠性熱設計手冊》中的有關規定。
2)航空電子系統及電子、電氣裝置應進行熱分析、電應力分析,并根據型号的降額設計準則的規定進行降額設計。
3)元器件選擇與控制
4)設計過程中應遵循裝備型号的零部件控制大綱及有關規定控制和選擇所用的零部件和元器件。
5)對零部件、元器件、裝置和成品應進行必要的篩選、老練、磨合試驗,以提高其可靠性。
6)多層印刷電路闆應符合GJB362《印刷電路闆通用規範》的要求。
7)電子元器件應按下列順序進行選用:單片微電子內建電路;薄膜、厚膜混合電路;分離元件電路。
4.3.7.電磁相容性設計
1)電磁相容性設計應滿足裝備電磁相容性設計要求,電磁發射和敏感度要求按GJB151《軍用裝置和分系統電磁發射和敏感度要求》,電磁發射和敏感測量按GJB152《軍用裝置和分系統電磁發射和敏感度測量》。
2)電子裝置的接地應避免與信号和電源電器共用接地回路,并應對信号電器和電路提供有效屏蔽,避免電磁幹擾的影響或将其影響減到可以接受的程度。
4.3.8.可靠性工作項目要求
根據GJB450A《裝備可靠性工作通用要求》,結合軍用裝備的技術狀态和研制特點,确定軍用裝備研制過程中開展可靠性設計的工作項目,其中很多工作都是可靠性定性要求的分析與驗證,可靠性工作項目如表3所示。
4.4.維修性定性要求
4.4.1.可達性
1)裝備的裝置、系統、機件應根據故障頻率的大小、調整工作的難易、拆裝時間的長短、重量的大小、标牌的位置和安裝特點等,将其配置在可達性不同的位置上,盡量做到在檢查或拆卸任一故障件時,不必拆卸其他裝置、機件。
2)接頭、開關應盡可能布置于可達性較好的位置上,常需拆卸的接頭、開關應設定專用口蓋。
3)裝置測試點應布置于裝置外側,以便打開口蓋即可進行測試,常需測試的測試點應設定專用口蓋。
4)所有的潤滑點均應具有良好的可達性。
4.4.2.互換性
1)同型号、同功能的部件、元件應具有互換性。
2)應根據産品的使用維修條件,提供合理的使用容差,以提高其實體(結構、外形、材料)和功能上的互換性。
3)裝備上對稱安裝的部件、元件,應設計成左右可以互換使用。
4)不同工廠生産的相同型号的裝置、元件、附件必須具有互換性,裝置、元件、附件的改型産品應考慮與原型産品的實體互換性。
5)應盡量采用标準化設計和選用标準化的裝置、附件和零件。與維修有關的尺寸、螺紋規格,氣、液壓力等,均應實作标準化和規格化。
4.4.3.裝置布局要求
1)裝備上各專業的系統、裝置和機件應盡量采用專艙布局,各專艙中的裝置及元件應盡量單層排列,以免維修時交叉作業影響維護操作。
2)在裝備總體布局設計時,應考慮給維修人員在拆裝裝置、機件時,留有必要的維修空間。
3)應設定電氣、液壓、冷氣和環控等系統的外部維護點和測試點,并布局在便于接近的位置;這些維護、測試點不得靠近放射源、進氣口、排氣口、放油口和可動操縱面等部位。
4)易被外來物損壞的部位,如天線、傳感器、操縱面、空速管以及進氣道等,均應有保護措施,且保護裝置的固定應友善可靠。
5)裝備充填口、檢查點應數量适當,布局合理。
6)在可拆卸的油、液管路接口處,要有防止液體溢出的措施。
7)插頭座和接線盒等處,均應采取防潮措施。
8)管路、線路敷設時,兩者的相隔距離應符合規定的要求,一般線路應置于管路上方。不易接近和檢查的部位應盡可能不設管路、線路。燃油、液壓、冷氣等管路的安排應整齊規則,應盡量避免裡外重疊,以便觀察和維護。
9)管路、線路不應妨礙艙門、口蓋等活動件的工作。
10)管路、線路密集的部位應盡量避免直線敷設而造成空間擁擠和不易檢查。管路、線路連接配接部分應設在艙(窗)口或口蓋處,并易于拆裝和更換。
11)通過高溫部位的導管,線路必須用耐高溫材料制成或有隔熱措施。
4.4.4.裝置設計要求
1)在使用壽命周期内,盡量采用無維修設計或很少需要進行預防性維修的裝置群組件。
2)裝置的承載結構、部件盡量采用損傷容限設計。
3)重要的系統、裝置、機件應有機内測試裝置或其他故障診斷手段,并有故障訓示。
4)應盡量将故障隔離到外場可更換單元(LRU)和工廠中的房間可更換單元(SRU),以友善使用部門維修時便于用更換的方式進行排故,并能簡易迅速地進行修複後的檢驗工作。
5)機内測試裝置的系統、裝置,應設定檢測的連接配接裝置,使裝備的系統、裝置能進行原位檢測。
6)裝置、附件的選材、工藝、結構以及要求的維修環境條件等應考慮使用部門的維修能力與條件,以便于使用及排除故障。
7)機械附件如液壓作動筒的結構應簡單,便于拆裝、調整。
8)安裝外場可更換件時應盡可能不需要安裝調整、校準。若有必要時也應使之能快速準确地進行系統、裝置、元件的調整和校準工作。
9)使用中容易發生磨損或故障的機件,應設計成可拆卸的組合件。
10)裝置設計時應考慮除在大修或定期工作時需做的工作外,把日常維護工作減到最少。
11)機載電子裝置應設計成可快卸的安裝形式。
12)設計時應留有足夠的修理餘量,在保證裝置功能的前提下,允許維修容差大于制造容差。
4.4.5.防差錯要求
1)系統、裝置應防止在連接配接、裝配、安裝及蓋口蓋時發生差錯,做到即使發生操作差錯也能立即發現,避免導緻損壞裝置和發生事故等後果。
2)凡是需要維修人員引起注意的地方或容易發生維修差錯的裝置或部位,都應在便于觀察的位置設有維修标志、符号或說明标牌。
3)外場使用中容易發生維修差錯的重要裝置或部位應采用“錯位裝不上”的特殊措施。
4)所有裝置和附件,盡可能采用定位安裝。
5)對于有固定操作程式的操縱裝置都應有操作順序号碼和運動方向的标記。
6)設定的标記應根據機種的特點及維修的需要,按有關标準規定采用文字、資料、顔色、象形圖案、彩圈、符号或數位等表示。标記在裝備使用、存放、運輸等條件下應保持清晰牢固。
7)在流體附件上應标明流動方向,以防止裝反。
4.4.6.人機工程要求
1)測試點、調整點和連接配接點應便于識别和維修操作。
2)盡可能使維修人員在裝備上進行維修工作時,有一個較合适的操作姿勢和良好的照明條件。
3)設計時應遵循:單人搬動的機件重量不超過16kg,兩人搬動的機件重量不超過32kg,重量超過32kg的機件、裝置,應采取相應的起吊措施。
4)系統及裝置維修使用應考慮外場維護人員的操作水準,維修工作一般應保證具有國中畢業文化水準的人員經過短期教育訓練就可以完成。
5)安全要求
6)嚴格危及安全的裝置、元件應有故障自動防護措施,不至于當一個元件或裝置發生故障而導緻傷害人員及損壞其他裝置、元件。應盡量将損壞後易造成嚴重後果的裝置、系統 布置在不易損傷的部位。
7)盡可能避免維修人員在接近高溫、高壓、毒性物質、微波、放射性物質及其他有害物質的環境中進行維修工作。
8)凡是可能發生危險的部位,都應在便于觀察的位置設有醒目的标志、文字警告,以防止發生事故和危及人員及裝置的安全。
9)工作艙口的開口處及口蓋的棱邊必須倒角制圓,艙門、口蓋的開度應便于維修人員維修操作。
10)應急電門、按鈕或把手應放置在可達性最好的部位,并有防護措施,以防止因誤碰而發生傷人或損壞裝置。
4.4.7.口蓋設計要求
1)維修口蓋的尺寸設計應盡可能滿足各種維修活動的要求(如考慮工具、工作活動空間 和目視檢查等活動所必需的尺寸)。
2)所有可拆卸的維修口蓋、艙門及其對應的蒙皮開口應标上識别标志。如果是對稱的, 則還應分别作出“上”、“下”、“前”、“後”、“左”、“右”等标志。
3)钗接口蓋上應有“上鎖”和“非上鎖”位置的識别标志。
4)應根據口蓋的拆卸頻率選擇口蓋的緊固件類型。
5)口蓋和艙門均應有防水能力。
6)大尺寸的艙門應設有開啟撐杆,以便于維修操作。
7)若口蓋用不同長度的螺釘固定,則各種長度的螺釘的直徑不應相同,以防止裝錯。
4.4.8.測試要求
1)機載電子裝置均應具有機内測試功能。
2)每個LRU必須具備有足夠的測試點,以便利用地面測試裝置将LRU的故障隔離到工廠中的房間可更換單元(SRU)。
3)每個LRU必須具備有足夠的與地面測試裝置相聯的接頭,并與地面測試裝置相相容。
4)測試裝置應保證其發生故障時不會導緻被測試系統發生故障。
4.4.9.維修性工作項目要求
根據GJB368B-2009《裝備維修性工作通用要求》,結合軍用裝備的技術狀态和研制特點,确定軍用裝備研制過程中開展維修性設計的工作項目,其中很多工作都是維修性定性要求的分析與驗證。維修性工作項目如表4所示。
4.5.測試性定性名額
4.5.1.BIT設計的要求
1)BIT的主要功能是檢測和隔離被測單元的故障并提供其工作狀态資訊;
2)BIT的設計應使産品能完成原位測試功能;
3)BIT設計應作為産品設計的一個組成部分,從産品設計一開始就加以考慮,并貫穿于系統研制的各階段;
4)根據使用、維修和測試要求,系統、分系統、裝置和LRU都可分别設定必要的BIT電路;
5)BIT電路的可靠性必須高于被測單元的可靠性,BITE的故障率不應大于被測單元故障率的10%;
6)BIT電路的故障不應影響産品功能,為使BIT具有故障-安全能力,應設計保護電路;
7)BIT所用的電路類型應盡可能采用該産品所用的電路類型,并盡可能多地利用産品中的電路;
8)BIT設計應能區分産品的功能故障和BIT電路故障;
9)BIT應設計成不需要調整與校準;
10)BIT電路的虛警應盡可能少;
11)BIT應盡可能利用微處理器進行測試和監控;
12)BIT設計的重量、硬體數量、體積和功耗不應超過設計要求的限制;
13)BIT設計在滿足性能要求的前提下,應使其費用最低;
14)BIT設計應把産品資料與測試資料分開;
15)BIT的容差不應小于離位維修中所用測試裝置的容差;
16)BIT所提供的輸入激勵對産品功能的影響應盡可能小;
17)在确定存儲器容量時應留有足夠的位元組以存放BIT軟體;
18)BIT檢測到的故障資訊應存入非易失存儲器中。
4.5.2.減少BIT虛警的設計要求
1)BIT設計應具有最大的靈活性,以保證系統總體變化時,BIT的軟體及測試極限也可相應改變;
2)BIT設計必須與野戰(中繼)級及後方(基地)級維修用的測試裝置相協調,以便驗證由 于BIT電路故障造成的虛警;
3)BIT采用分布式測試時應能直接指出故障的LRU;
4)BIT檢測的結果不應是一次檢測的結果,應是在一段時間間隔内信号有效值綜合得到的結果;
5)應為操作人員和維修人員提供實時集中顯示BIT資料;
6)在确定告警容差時應考慮環境對BIT傳感器的影響;
7)應合理規定BIT的測試容差;
8)對計算機控制的産品進行測試時應監控電源的瞬變狀态,以避免造成虛警;
9)對BIT結果進行濾波和延時,以便使産品在識别故障狀态前處于穩定狀态;
10)對敏感參數進行人工起動重複測試時,應進行幾個循環,以便有助于确定間歇性故障;
11)BIT設計時應注意區分産品故障的特性和産品在允許範圍内的特性,如電源在允許的容差範圍内波動是允許的,而不是故障;
12)必要時可考慮設定BIT自動測試手段、參考電路和測試點,以便檢查和校準BIT。
4.5.3.系統劃分的要求
1)系統應按功能進行劃分,每個可更換單元一般應包括一個邏輯上完整的功能;
2)回報環越少,測試性越好。回報環應盡量避免與可更換單元交叉;
3)在回報環必須與可更換單元交叉的地方,應提供開環測試的方法;
4)系統應設計成更換LRU後不需調整或校準;
5)在任何情況下都應保持最少的邏輯系列數目,在可能的情況下,航空電子系統隻使用一種邏輯系列;
6)所有的數字邏輯、高壓電路和射頻(RF)邏輯應分别劃分在單獨的LRU上;
7)應盡可能把故障率高的元器件或元件集中在一個LRU上,以便于外場維修;
8)應盡可能使每個LRU有獨立的電源,以便于故障隔離;
9)裝置中各元件插針的最大編号必須與所采用的ATE的接口能力相一緻;
10)由于信号扇出的關系,如果可能,應把同一模糊組的電路裝在同一元件中。
4.5.4.測試點的要求
1)測試點應作為電子裝置的組成部分進行設計,它應能用于定量測試、性能監控、調整及校準;
2)測試點應包含在輸入與輸出連接配接器中,診斷測試點必須位于分離的外部連接配接器上;
3)測試點必須進行保護,使得測試點接地時也不會損害裝置;
4)測試點的選擇應保證人員安全和裝置不受損壞;
5)每個LRU面闆上的單獨多腳插座應設有外部測試點,通過外部測試點可進行外部激勵,以完成首尾相連的性能測試和BIT檢測;
6)每個SRU應設有内部測試點以供加外部激勵,内部測試點用于将故障隔離到SRU,驗證SRU的使用能力,進行SRU的調整和校準等;
7)被測單元(UUT)的測試點應根據故障隔離要求選擇,測試點應與ATE進行電路隔離,高電壓及大電流的測試點在結構上應與低電平信号的測試點隔離,模拟電路和數字電路應分别設定測試點,以便獨立測試。
4.5.5.對測試容差的要求
1)應根據BIT的應用目的來确定BIT的測試容差,用于性能監控的BIT應具有足夠大的容差,使得隻有當緻命故障(開路或短路)發生時才給出告警訓示;
2)在任何情況下,BIT的測試容差應比野戰級維修、後方級維修和驗收測試程式所要求的測試容差寬;
3)從外場級維修測試、野戰級維修測試、後方級維修測試到驗收測試程式生成的容差應逐級減少,成倒圓錐形的容差;
4)在确定測試容差時應考慮測試要求極限(規定正常的性能)、測量誤差(信号估計值與真值的偏差)等因素。
4.5.6.傳感器及訓示器的要求
5)應盡可能優先使用無源傳感器而不使用有源傳感器。若必須使用有源傳感器,應使其對電路的可靠性影響最小;
6)應避免使用需要校準的傳感器;
7)所有傳感器的設計應符合有關電磁幹擾規範的要求;
8)傳感器的測量範圍、信号輸出形式應與測試系統要求相一緻,其可靠性不應影響系統的可靠性;
9)選用的訓示器應便于空勤組及維修人員監視和了解系統工作準備狀态和故障發生的位置;
10)系統狀态和告警訓示器的設計應符合空勤組人員使用要求;
11)故障訓示應能連續顯示故障信号,并應能在空勤人員監測點和LRU或SRU等提供訓示;LRU級的故障訓示當電源中斷時應能保持最近的測試結果;當裝置處于正常安裝位置時,維修人員應能看到所有的故障訓示。
4.5.7.測試可控性要求
1)應提供專用測試輸入信号、資料通路和電路,使測試系統能夠控制内部元器件的工作,檢測和隔離内部故障;
2)數字電路設計應避免使用大容量的存儲器裝置,因為這些裝置需要專用測試技術和裝置;
3)應避免使用動态存儲器之類的動态裝置,因為需要專用測試電路;
4)所有輸入與輸出信号應與TTL相相容。三态總線的控制線應是外部可達的;
5)大的回報環回路、長的邏輯通道、長的計數器(超過8位)最好應在輸入與輸出連接配接器處或通過外部控制的邏輯信号來斷開;
6)測試點應能提供控制輸入與輸出或信号輸出以斷開回報環回路、計數器和通道。
4.5.8.測試觀測性要求
1)應提供測試點、資料通路和電路,使測試系統能夠觀測被測單元内部故障的狀态,用于故障檢測和隔離。測試點的選擇應足以準确地确定重要的内部節點的資料;
2)應使用奇偶發生器獲得數字式印制電路闆的高觀測性,而不必過分依賴于把印制電路闆連接配接器測針作為測試點;
3)測試點的選擇應使之最易接近内部節點;
4)利用印制電路闆上的發光二極管顯示來訓示重要電路的正常工作,如供電電壓正常等;
5)對關鍵的顯示,應提供可供選用的測試方法,如按壓測試,以有效驗證其工作;
6)應盡量避免采用餘度電路、“線與”或“線或”連接配接。
4.5.9.測試性工作項目要求
根據GJB2547A《裝備測試性工作通用要求》,結合軍用裝備的技術狀态和研制特點,确定軍用裝備研制過程中開展測試性設計的工作項目,其中很多工作都是測試性定性要求的分析與驗證。測試性工作項目如表5所示。
4.6.保障性定性要求
4.6.1.保障特性設計
1)應根據故障模式、影響與危害性分析(FMECA)的結果确定關鍵件與重要件;
2)應在技術狀态固化後确定其維修項目、維修詳細内容、所需備品備件、所需專用工具、預計工時、維修級别;
3)軍用裝備與保障資源之間及保障資源互相之間均應進行充分的優化設計以保證軟、硬體接口良好;
4)軍用裝備硬體接口(安裝接口、電氣接口)的構造應簡單可靠,接口位置應便于接近,友善使用與維修;
5)裝置供貨機關應以可靠的方式将配置編碼标于裝置顯著位置。
4.6.2.備品備件
1)依據保障性分析結果形成供應規劃技術檔案、随機備件清單。供應規劃技術檔案提供每一裝置或零件的供應資訊,供應資訊包括物品的型号規格、數量、價格、生産廠家等内容。整機和裝置的供應資訊資料内容和格式具體要求。
2)在機上有條件進行更換、維修的易損件的備品備件和專用工具放在機上,在機上無條件進行更換、維修的備品備件及專用工具,以及需要在機庫儲存的備品備件及專用工具放在機庫。
3)随機備品備件按照一年期配備,其中裝機部配置設定備數量原則上按3個月配備,其餘存于機庫;傳遞與機庫的備品備件按照三年期配備。具體數量、名稱、規格列于機上備品備件清單(包括備品備件名稱、型号、規格、數量、單件尺寸和重量、生産廠等),該清單作為技術規格書的組成部分。
4.6.3.保障裝置要求
1)保障裝置設計應綜合化,盡可能使一種裝置具有多種使用功能,在滿足使用、維修要求的前提下盡量減少保障裝置的品種和數量;
2)保障裝置的功能、性能、配置應滿足裝置使用與維修要求,保障裝置應逐項與裝置自身進行适用性檢查;
3)保障裝置應做到結構簡單、易于操作、使用簡便,盡可能降低對人員素質的要求,并具備良好的機動性,保障裝置的動力源與機上、機庫的動力源相比對。
4.6.4.技術資料
1)應按合同送出配套的技術資料:根據标準規範頂層檔案要求和保障性分析結果,形成技術資料,品質證明等資料電子化并按統一的資料格式送出,輸入技術資料子系統中;
2)技術資料細目納入規格書管理,并随機提供;
3)按照互動式電子技術手冊(IETM)頂層管理規定編制裝置的使用、維修資料,完成資料編制,并送出IETM資料包及所有素材 。
4.6.5.包裝裝卸存儲運輸
1)随機裝置、備件的包裝,應當容易開啟和重新包裝,便于識别和長期儲存;
2)按照GJB 1181-1991《軍用裝備包裝、裝卸、貯存和運輸通用大綱》要求設計、選擇包裝和确定包裝方法;
3)包裝、裝卸、存儲、運輸要求必須在技術資料中明确。
4.6.6.訓練與訓練保障
指對使用與維修軍用裝備、發動機、裝置和部件的人員進行必需的教育訓練以及規劃、确定并獲得所需教育訓練器材的全部活動。
1)設計應盡早提出人員訓練方案及研制或采購訓練器材的建議;
2)技術資料應在首批直升機傳遞前完成,設計應及時與使用方協商确定教育訓練大綱。
4.6.7.保障性工作項目要求
根據GJB 3872《裝備綜合保障通用要求》,結合軍用裝備的技術狀态和研制特點,确定軍用裝備研制過程中開展保障性設計的工作項目,其中很多工作都是保障性定性要求的分析與驗證。保障性工作項目如表6所示。
五、總結
綜上所述是軍用裝備的通用品質特性中定性名額的要求和驗證方法。通過可靠性、維修性、測試性、保障性、安全性、環境适應性幾個方面的工作開展和驗證,可以保證軍工裝備在各研制階段的順利實施,并使得該裝備的産品品質得到有效的控制。
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