可靠性工程 | 可靠性设计的金科玉律

Posted 2021-04-19 实验室内参

可靠性设计和试验分析技术，其目的是在设计阶段预测和预防所有可能发生的故障和隐患，消除于未然，把可靠性设计到产品中去。事中分析指产品在运行中的故障诊断、检测，和寿命预测技术，以保持运行的可靠性。事后分析指产品发生故障或失效后的分析，找出产品故障模式的原因，研究预防故障的技术。尤其是事前分析，这便是可靠性研究重点的重点，美国工业中90%的可靠性成本用于设计上，而且在提高可靠性方面已积累了不少经验和技术，以下作简单介绍。

• 选择设计方案时尽量不采用还不成熟的新系统和零件，尽量采用已有经验并已标准化的零部件和成熟的技术。

• 结构简化，零件数削减。

• 考虑功能零件的可接近性，采用模块结构等以利于可维修性。

• 设置故障监测和诊断装置。

• 保证零件部设计裕度（安全系数/降额）。

• 必要时采用功能并联、冗余技术。如日本的液压挖掘机等，采用双泵、双发动机的冗余设计。

• 考虑零件的互换性。

• 失效安全设计（Failure Safe），系统某一部分即使发生故障，但使其限制在一定范围内，不致影响整个系统的功能。

• 安全寿命设计（Safe Life），保证使用中不发生破坏而充分安全的设计。例如对一些重要的安全性零件如汽车刹车，转向机构等要保证在极限条件下不能发生变形、破坏。

• 防误操作设计（Fool proof）。

• 加强连接部分的设计分析，例如选定合理的连接、止推方式。考虑防振，防冲击，对连接条件的确认。

• 可靠性确认试验，在没有现成数据和可用的经验时，这是唯一的手段。尤其机械零部件的可靠性预测精度还很低。主要通过试验确认。

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