2016年5月7日 星期六

▼睿地可靠度論壇-測試度參考標準與相關名詞定義



 



從技術的觀點:


資料(data) ⇒ 量測(measurement) ⇒ 偵測(detection) ⇒ 測試(test) ⇒ 診斷(diagnosis) ⇒ 預後(prognosis)


 


從管理的觀點:


失效(failure) ⇒ 改正維護 (Corrective Maintenance) ⇒ 失效管理 (Failure Management) ⇒ 預防維護 (Preventive Maintenance) ⇒ 以可靠度為中心維護 (Reliability-centered Maintenance, RCM) ⇒ 故障管理 (Fault Management)  ⇒ 健康管理 (Health Management)


 


新的積極正面觀念,從缺點(defect)、誤差(error)、錯誤與故障(fault)、失效(failiure)的檢測與改正(corrective)的品質管理,到預防(preventive)、預測(predictive)、調適(adaptive)與預後(prognosis)的健康管理(health management)。


測試度是故障管理(fault management, FM)的基礎,常見的技法例如誤差偵測與改正(error detection and correction, EDAC),故障偵測、隔離與復原(Fault Detection, Isolation and Recovery, FDIR)等故障管理(fault management)。


 


過去測試度是當產品發生故障之後,在維護階段停機(down time)期間的狀態下,進行偵測、診斷、維修等作業,然後蒐集相關資料,經過計算得到的數值。目前則是傾向利用並加強內建測試設備(built-in-test equipment, BITE)及軟體的規劃與應用,在操作階段就能獲得相關資訊及採取必要的行動。當然的主要的訊息,還是來自研發階段,對於診斷及測試的規劃與實施。


 


 


 


可靠度定義 - 睿地REDI可靠度論壇



可靠度英文為 reliability,又稱為可靠性、信賴性、信度。從嚴謹的觀點,可靠度不是物品的特性 (characteristic)、而是物品的性能 (performance)之一。

當定性概念時稱可靠"性"、當定量(統計分析)概念時稱為可靠"度" (s-reliability)。一般用性、度、力,都是指能力的程度或指標。



六十年代,國防領域將物品的特性分為功能 (functional) 與實體 (physical) 兩類,實體特性又稱物理特性。

實體是物品存在的要件,包括形式 (form)、配合 (fit)、介面 (interface);功能是物品存在的目的、能做什麼。

功能特性與實體特性合稱物品的型態 (configuration),亦即功能型態與實體型態,衍生的技術為型態管理。型態亦有稱之為構型、組態、建構等。

產品特性是描述該物品「是什麼」及(或)「做什麼」 (what),至於能到或做到什麼程度 (how much),則為該物品的能力,一般稱為性能 (performance)。

功能 ⇒ What;性能 ⇒ How Much, How many。

所以在初期採購作業,購規必須包括功能、形式、配合,簡稱 F3,後來加上介面變成 F3I。



可靠度是指物品在時間的能力表現,是時間性能 (performance over time)。國際電工委員會 (IEC) 使用更廣義的名詞定義物品的時間性能:可恃性 (dependability),可用度及其相關因子,包括可靠度、維護度、維護支援等。

可靠度為物品交貨後的時間性能,依照時間次序可再分為包括可用度 (availability)、可靠度、測試度 (testabiilty)、支援度 (supportability)、維護度 (maintainability)、耐久度 (durability)。



1.機器或其組件或設備,在規定的條件及給定的時間,執行必要的功能不會失效的能力。(ISO 12100:2010, 3.2)

2.Ability of a machine or its components or equipment to perform a required function under specified conditions and for a given period of time without failing. (ISO 12100:2010, 3.2)

3.結構或結構元素履行特定要求的能力,包括設計之工作壽命。(ISO 2394:1998, 2.2.7)

4.Ability of a structure or structural element to fulfill the specified requirements, including the working life, for which it has been designed. (ISO 2394:1998, 2.2.7)

5.The ability of an item to perform a required function under stated conditions for a specified period of time. (ARMP-7_2001)



1.NOTE. The term reliability is also used as a reliability characteristic denoting a probability of success, or as success ratio.



6.The probability that an item will performs its intended function for a specified period of time under stated conditions. (MIL-STD-1903C:1983, 3.1.514)

7.(1) The probability of failure-free performance for a specified interval under stated conditions. (2) The probability that an item can perform its intended function for a specified interval under stated conditions. (For non-redundant items this is equivalent to definition (1). For redundant items this is equivalent to definition of mission reliability). (MIL-STD-1309D:1992)

8.當進行測驗或檢定時,數據的可靠度,一般稱為信度,其定義為:"The reliability of a test is the consistency with which a test measures any attribute.",相對的指標為效度(validity),其定義為:"The validity of a test is how well it does indeed measure what it purports to measure."


 


 


QKC20151023: FMEA 新手法 - 睿地REDI可靠度論壇



失效模式與效應分析(failure mode and effects analysis, FMEA) 是三個以失效 (failure) 為主題的可靠度工程技術之一,其於兩項為故障樹分析(fault tree analysis, FTA) 與 失效通報分析與改正行動系統 (failure reporting analysis and corrective action system, FRACAS)。三項技術的第一個字母都是 失效 "F" (failure),因此亦有稱為為可靠度 3F 技術。FTA 與 FMEA 應用於研究發展階段、FRACAS 應用於測試驗階段;前項在實體測試之前,後項在實體測試之後。



FTA 是圖形分析法、FMEA 是表格分析法,FRACAS 則是一個有關失效管制的系統、制度、程序。



FMEA 由二項分析構成:失效模式分析 (failure mode anlaysis) 與失效效應分析 (failure effects analysis)。



FMEA 後來發展成為 FMECA,很多人並不刻意區分這兩者之間差別,認為是同義字,同樣的技術,尤其是只談應用效果的管理學者。



FMECA 由三項分析所構成:失效模式分析 (failure mode analysis)、失效效應分析 (failure effects analysis) 與失效關鍵性分析 (failure criticality analysis)。



故障 (fault) 與失效 (failure)不同,國際電工委員會 (IEC) 對於這兩個名詞有嚴謹的定義,曾經將 FMEA 正名改為 故障模式與效應分析 (fault mode and effcts analysis),但是不敵世俗慣用的惰性,無功而反。故障是因、失效是果;故障是狀態、失效是行為。



FMEA相關衍生的技術綜合整理包括:

FMEA: failure mode and effects analysis

FMEA: fault mode and effects analysis

FMECA: failure mode, effects and criticality analysis

FMEDA: failure mode, effects and diagnostic analysis,多用於維護、診斷、安全分析

FMMEA: failure mode, mechanisms, and effects analysis,多用於失效物理分析



初期 FMEA 是從工程技術觀點,討論物品可能存在的失效模式(或態樣)與可能產生的效應,後來從FMEA 發展到 FMECA,則是一項突破,將失效議題從技術層面擴大到管理層面,C 代表關鍵性 (criticality),是指失效模式的關鍵程度,三大汽車從風險的觀點論述關鍵性,稱之為風險優先數 (risk priority number, RPN)。



FMEA 或 FMECA 是風險管理應用,其中風險評鑑的基本過程或手法,嚴謹的人將失效 (failure) 改為危害 (hazard)。

風險指危害,相對的是安全,安全學者不談失效、只談危害。其實缺點 (defect)、失誤 (error)、失效 (failure)、危害 (hazard) 的根源都是類似,只是影響範圍與程度有區別而已。

 


 


引用自轉:可靠性工程中的六個熱點問題 - 新手課堂與求助天地 - 中國可靠性論壇 - Powered by Discuz!



可靠性工程中的六個熱點問題:



(1)可靠性工程的熱點問題一 無維修使用期(MFOP)

      在國際上早在1995年對傳統的可靠性定義提出了質疑,在歐洲開始用無維修使用期(MFOP)取代原先的MTBF,摒棄隨機失效無法避免的舊觀念,故障率



浴盆曲線分佈規律也就被打破。當前國際上興起在可靠工程中推行失效物理方法的新潮流,目的是設計出不存在隨機失效的產品。同時,從故障修理轉換到計畫預防維修。

要做到“無維修使用期”必須作好如下兩項工作:

      一是改變可靠性設計思路:以自下而上的可靠性設計方法,取代採用MTBF進行自上而下分配方法。

重點可採取如下設計措施:採用狀態監控,故障診斷和故障預測設計;容錯設計;可重構性設計;動態設計;故障軟化設計;環境防護設計;冗餘設計;在任務能力不受影響下,留出可接受的降級水準



設計等。

      二是改變可靠性工程工作方法:必須把人力、精力集中於產品研發早期階段。應做如下工作:

失效物理分析、研究與應用;

開展可靠性研製試驗,及早暴露設計缺陷,採取有效糾正措施;

開展高加速應力試驗(HAST),暴露產品薄弱環節予以糾正;

嚴格設計評審制度,消除設計隱患;

制訂合理預防維修計畫並予以實施。



(2) 可靠性工程的熱點問題二 可靠性指標體系及其驗證

      在產品可靠性驗證與評價中,在確認故障,採用什麼方法對故障資料進行處理,直接關係到產品的生存和發展。一般都把可靠性驗證試驗中產品的存在



狀態簡化為“二元狀態(成功、故障)”處理。故障統計也比較簡單,要麼為0,要麼為1,對故障既不分類,也不加權,這在工程實施顯然存在問題。如果把這些後果嚴重程度不同的故障,等同看待



,客觀上是不合理的,與實際情況也是不相符的。

      早在70年代美國在地面產品廣泛地採用故障加權。在1980年美軍標準MIL-STD-785B頒佈後,故障加權處理方法被取締。產品可靠性指標細化分解,



分別驗證。MIL-STD-7810《工程研製鑒定和生產可靠性試驗》正式文本中,首次提出在可靠性驗證中按後果嚴重程度把發生故障區分為:致命故障,嚴重故障和輕度故障三類。

我們國家有標準可查的就有近20種門類產品對故障進行加權處理。目前對故障加權有爭議。



(3) 可靠性工程的熱點問題三 加強軟體可靠性設計

      隨著社會日益資訊化,系統(或設備)軟體功能較硬體功能占系統功能比例越來越高。時至今日軟體可靠性工程的有關技術還不夠成熟,還有許多問題有待



研究。

      在開展可靠性工程工作時,對軟體可靠性提及甚少,原因有二:一是開展軟體可靠性工作較晚。二是軟體可靠性技術較為複雜,研究和應用難度較大,



其中有如下幾個方面:(a)可靠性模型非指數分佈,一般屬於正態分佈或威布林分佈,可靠性數學模型建立難度很大;(b)可靠性指標確定多樣化;(c)目標的實現、測試、評估和驗證、模式的不



確定性;(d)設備的軟體可靠性很難與硬體可靠性剝離。有些軟體故障是由硬體設計缺陷和故障所引發的。



(4) 可靠性工程的熱點問題四 改變傳統觀念 實施集成化結構設計

      例如:傳統的汽車機械系統即將走入歷史。 FlexRay網路通訊系統用以整合包括Brake-by-Wire(電子制動)、Steer-by-Wire(電子轉向)等控制系統



,讓汽車發展成百分之百的由單一電子系統控制車輛。

      在技術上深入開展軟體可靠性、機械可靠性,全面推廣電腦輔助設計(CAD)技術在可靠性工程中應用,積極採用模組化、綜合化、容錯設計、光導纖維



和超高速積體電路等新技術來全面提高現代武器系統的可靠性。電子產品結構設計=機械件可靠性設計+熱設計+EMC設計+維修性設計+三防設計



(5) 可靠性工程的熱點問題五 推行IPPD(Integrated Product and Process Design)管理

      美國國防部研製試驗、系統工程與評價局系統工程副局長Mark schaeffer總結美國品質管制的三個階段:(一)早期階段,推行品質檢驗;(二)80年代,品



質重點轉移,推行TQM(Total Quality Management);(三)90年代,重點抓產品研發設計,推行IPPD。

      今天的品質是面向預防和過程驅動,從而使品質的全部職責由品質專業人員轉移到機構中的每一個人。品質不再是“單個煙囪”式的學科。而品質必須



是工程,製造軟體程式設計和產品維護的一個綜合要素。品質必須是商務活動的組成部份。

      推行IPPD的實施強調並行工作和協作精神,從產品設計開始,來自設計、製造、試驗、使用和保障等各方面的人員組成多學科的綜合產品組(IPT),協同



工作,所有人員都要瞭解產品的總目標和技術要求,統一考慮並共同解決各學科問題。這種管理方法確保R&M&S(包括測試性、保障性和安全性),從設計一開始就與傳統的性能一起設計到產品中去。

      要作好IPPD管理,必須作好如下工作:?

(a)在產品研發一開始就要樹立將品質與可靠性設計到產品中去的思想,在分案設計時就應組織IPT小組。

(b)解決如何把技術性、可靠性、維修性、測試性、保障性、經濟性、安全性等統一權衡優化,並行設計到產品中去的技術問題。?

(c)開展網路化管理,加強可靠性與品質監控工作。

(d)使IPT有效工作,必須加強團隊合作精神,更重要的是“溝通”,“溝通”的核心問題是如何將資料轉換成有用的資訊,使IPT小組更好工作。



(6)可靠性工程的熱點問題六--- 開闢可靠性管理新模式,實施網路化管理

      “網路化”管理的要點是:(a)實施並行工程。在產品研發過程中要全過程、全因素、全方位(技術性、可靠性、維修性、保障性、安全性、經濟性等)



並行進行。(b)加強過程監控。尤其在產品研發過程中的可靠性判決點上即網路結點上,進行嚴格評審。(c)加強資訊傳遞與管理。網路化管理能夠有效運轉關鍵在於資訊的溝通和快速傳遞。(d)

實施制度化和規範化管理。


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 



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