可靠性技术在军事领域中的应用和发展孙章鹏

可靠性技术在军事领域中的应用和发展孙章鹏内容摘要：

准来进行的。 我国军用电子元器件国家军用标准的制定是从 20世纪 80 年代初期开始的。 我国第一个军用电子元器件国家军用标准 GJB3385（半导体分立器件总规范）是 1985 年颁发中原工学院机电学院《可靠性工程》结课论文 6 的。 到目前为止，我国已基本完成了能覆盖主要军用电子 元器件门类的国家军用标准和行业军用标准的制定，以及几乎涉及到所有军用电子元器件门类的企业军用标准的制定。 所以，从应用标准的角度说，我国已基本形成了由国家军用标准、行业军用标准和企业军用标准为主要构成的军用电子元器件军用标准体系。 这一体系为我国“八五”、“九五”期间军用电子元器件贯彻国军标和科研试制成果的取得，起到了卓有成效的支撑保障作用。 若从军用电子元器件质量与可靠性军用标准的技术内涵来分析军用标准体系的构成，现在一般公认为军用标准体系应由三个层次来构成。 第一层次为 质量与可靠性的基础标准，第二层次为质量与可靠性的保证标准，第三层次为质量与可靠性的技术方法标准。 （ 1）基础标准 一般包括定义、术语；通用规则；例如： GJB 2715 国防计量通用术语、 GJB/Z 6994 军用标准的选用和剪裁导则、 GJB/Z 3893 军用电容器系列型谱等等。 （ 2）保证标准 保证标准包括质量与可靠性保证大纲、统计过程控制（ SPC）体系、计量确认体系、生产线认证要求、产品的质量与可靠性保证要求等。 （ 3）技术方法标准 技术方法标准包含有质量与可靠性评价方法与程序、失 效分析方法与程序、可靠性增长评估方法等。 (4)国外质量与可靠性标准简介 IEC 标准，国际电工委员会 IEC 的宗旨就是促进整个电工技术（包括电子工业）的国际标准化。 它在 1908 年成立，已有 42 个国家参加，设有 81 个技术专业委员会（ TC）和 123 个分技术委员会（ SC）。 1980 年国际关税贸易标准规则的批准，使各国家普遍感到本国标准和技术基准必需与国际标准一致，因此各国在制定标准时，都以 IEC 标准作为基准。 ISO 标准，国际标准化组织 ISO 是由各国标准化团体（ ISO 成员）组成的世界性联合会。 制定国 际标准的工作是由 ISO 的专业技术委员会（ TC）来完成。 各 ISO 成员（官方的或非官方的）若对某专业技术委员会已确立的标准项目感兴趣，均有权参加该专业委员会的工作。 在电工技术标准化方面， ISO 与 IEC 保持着密切的合作关系。 ISO9000系列标准已被我国和我军直接引用，已作为对电子元器件质量体系认证依据的标准，做到了与国际标准完全接轨，说明我国的质量体系认证工作已推向了新阶段。 中原工学院机电学院《可靠性工程》结课论文 7 第三章 可靠性技术在军事领域中的应用案例 导弹及火箭发射任务中，对使用电 子元器件的质量等级要求很高，温度特性，真空特性，抗辐射特性均需满足系统要求。 由于采购渠道、采购周期、采购成本等条件限制所选器件只能是商用级或工业级器件。 为保证任务的可靠性需要对所选择的低等级器件进行可靠性筛选。 、舰船、装甲车和军用汽车的可靠性研究 人因可靠性对飞行安全的影响非常显著 , 但是由于人的动态特性和认知规律的复杂性 ,到目前为止 ,在已有的飞行安全研究成果中 ,人因可靠性问题没有得到充分的重视和考虑。 飞行事故原因统计 现代航空系统是一个人 机 环复杂系统 ,飞 行安全是永恒的主题。 影响飞行安全的原因大致可以分为人的因素、机械因素和环境因素三类。 统计表明 ,人因 (HUMAN FACTORS,简称 HF)是导致飞行事故和事故征侯的最主要原因。 见表 1。 将各类人员的操作错误和航空装备故障所造成的飞行事故总和作为 100%的话 , 那么在每个维护年里飞行事故原因分布变化的上限和下限 ,可用图 1 中的曲线来表示。 如果在前 l~2 个维护年里 ,60%~75%的飞行事故是因装备原因造成的话 ,那么经过 12~14 个维护年后 ,只有15%~30%的飞行事故是技术装备故障造成的 ,其它 70%~85%的飞行事故是由于各类人员的操作错误造成的。 飞行事故中各类人员操作失误分析 由于不同人员操作错误造成的飞行事故的分布情况见表 2,由表中我们可以看出 ,飞行员操纵失误是导致飞行事故的主要因素 ,占到 60%~75%。 因此 ,对飞行员可靠性进行分析 ,对于减少飞行事故意义重大。 、弹药等军备的可靠性研究 武器装备作战损毁评估是一个复杂、庞大的系统课题。 它牵涉到武器装备的自然损毁、作战损毁、综合作战损毁评估，以及战损经验最小二乘法回归评估，等等。 在此，只对同类作战武器装备的自 然损毁进行数学建模和评估。 中原工学院机电学院《可靠性工程》结课论文 8 作战武器装备零部件可靠性评估问题陈述 :根据零部件的结构铸造及能承受的应力极限可将其物理故障分为突变和渐变。 武器装备零部件的损坏情况有两种：一种是战时使用条件下的损坏，属自然损坏，它取决于武器装备的使用可靠性及使用管理情况；另一种是作战损毁，它取决于双方作战过程中武器装备的损耗情况。 下面，着重围绕渐变现象中的自然损坏，讨论根据武器装备的可靠性指标预测零部件损坏量问题。 武器装备可靠性的定量评价指标有可靠度（ R）、故障率（λ）和无故障时间（ MTBF）。 可靠度指武器装 备在规定条件下和规定时间内无故障工作的概率，通常也可用在时间内装备完好数与总数之比近似求得。 故障率指在某一规定时间间隔出现的频率，一般通过可靠性函数来求得，实践中可用故障次数与总的工作时数之比近似求得。 平均无故障时间指可修复装备相邻两次故障间隔工作时间的平均值。 知道这些参数值，即可预测出武器装备的零部件的损坏量。 后勤装备综合评价指标体系设置的原则 （ 1) 全面完整 ；评价指标应从后勤装备系统角度进行考虑 , 包括构成后勤装备系统的各项指标 , 以便全面反映评价对象的优 劣。 （ 2) 层次分明 ；评价指标体系的设置应能准确反映各层次之间的支配关系 , 各指标有明确内涵 , 按照层次递进的关系 , 组成层次分明、结构合理、相互关联的整体 , 排除指标间的相容性 , 保证评价的科学性。 （ 3) 简明科学 ；指标体系的大小应适宜 , 计算含义明确 , 对评价对象影响大的重要指标应细分 , 其它指标则可适当粗分 , 以减少工作量。 综合评价指标体系 考虑后勤装备系统评价的复杂性 , 通过系统分析影响后勤装备的各种因素 , 并加以合理归纳整理 , 按照综合评价指标设置的 3 原则 , 建立了后勤装 备的综合评价指标体系 ,后勤装备模糊综合评价模型及评价方法。 （ 1）二级模糊综合评价模型（ 2）模糊综合评判方法。 、嵌入式软件的可靠性研究 中原工学院机电学院《可靠性工程》结课论文 9 军用电子产品可靠性设计与技术 （ 1）电子元器件及设备失效机理与故障模型 所有计算机及外设系统都是由基本电路单元构成的：即由大量的集成电路与分立元件构成 ,，因此影响该系统可靠性的将主要是电子元器件的可靠性以及加工工艺等环节。 为此，对测试系统可靠性的分析要在元器件失效机理分析的基础上，建立设备的可靠性模型，然后对计算机及外设系统进行可靠性 预计与分析，确定试验方法与内容。 （ 2）电子元器件筛选试验 电子元器件筛选试验，目前世界上最全面、影响最大的筛选规范是美国军用标准MILSTD833《微电子器件试验方法与程序》。 其具体不同器件的电测试指标配合 MILM 38510《微电路总规范》使用。 MIL STD 883 标准的主要目的是作为筛选方法，决定微电路的可靠性，同时也是作为分析方法来分析产品的可靠性、质量一致性。 筛选试验主要内容：低气压试验绝缘电阻、潮热试验、高温试验、温度循环、冷热冲击试验、热性能、老化等环境试验；恒定加 速度、机械冲击、振动、钝化层的完整性等机械试验；驱动、负载、延迟、传输时间、电源电流、高低电平主电流、高低电平输出电压、输入输出击穿电压、输出短路电流、功能试验等电学测试 (数字电路 )；输入输出失调电压、共模输入电压范围、共模抑制比、电源电压抑制化、开环性能、输出特性、功率增益和噪声指数、自动增益控制范围等电学测试 (模拟电路 )。 测试条件要求的精度、设备校准、功率增益和噪声指数、自动增益控制范围等电学测试 (模拟电路 )。 测试条件要求的精度、设备校准、。