1.1可靠性要求

提出和确定可靠性定量定性要求是获得可靠产品的第一步，只有提出和确定了可靠性要求才有可能获得可靠的产品，才有可能实现将可靠性与性能、费用同等对待。因此，订购方经协调确定的可靠性要求必须纳入新研或改型产品的研制总要求，在研制合同中必须有明确的可靠性定量定性要求。

为科学合理地确定可靠性要求，必须明确产品的寿命剖面、任务剖面、故障判据、验证时机和方法、初始保障方案等约束条件。

订购方应以最清晰的表述和最恰当的术语规定可靠性定量定性要求，而不能模糊不清或易使人误解，或自相矛盾，承制方应正确理解合同中规定的可靠性定量定性要求。为此，需要加强订购方和承制方之间的沟通。

可靠性要求的确定要经历从初定到确定，由使用要求转化为合同要求的过程。一般过程是：

a）在立项综合论证过程中，应提出初步的可靠性使用要求；

b）在研制总要求的综合论证过程中，应权衡、协调和调整可靠性、维修性和保障系统及其资源要求，以合理的寿命周期费用满足系统战备完好性和任务成功性要求；

c）在方案阶段结束前，应确定可靠性使用要求的目标值和门限值，并将其转换为合同中的规定值和最低可接收值。

可靠性定量要求包括任务可靠性要求和基本可靠性要求。任务可靠性要求由影响任务成功性的可信度（ D ）导出，任务可靠性与可信度的关系如下：

式中： R _M —给定任务剖面下的任务可靠度； M ₀ —给定任务剖面下的修复概率。

当任务期间不能维修时， D = R _M ，可信度等于任务可靠度。一般情况下可根据任务需求直接提出任务可靠性要求，任务可靠性要求应与任务剖面相适应。

产品的基本可靠性要求由系统战备完好性要求导出，首先应根据任务需求确定系统战备完好性要求，例如使用可用度（ A _o ）、能执行任务率（MCR）、出动架次率（SGR）等，然后导出产品的基本可靠性、维修性和保障系统及其资源的要求。

在工程实践中，由系统战备完好性要求准确导出产品的基本可靠性要求是很困难的，因为影响战备完好性的因素很多，它不但受到诸多与保障有关的设计因素，如可靠性、维修性、测试性等影响，还受到各保障资源引起的以及管理造成的延误的影响，因此确定基本可靠性要求就需要一个反复分析和迭代的过程。

工程中的一般做法是：根据类似产品的可靠性、维修性水平，考虑新产品由于采用新技术产生的影响，估计其可能达到的新水平，并同时估计保障系统及其保障资源造成的延误，通过建立仿真模型，分析实现系统战备完好性要求的可能性，经过反复的分析、调整和协调，才能确定产品的基本可靠性，产品的基本可靠性应与产品的寿命剖面相适应。

由系统战备完好性要求和任务成功性要求导出的是使用可靠性要求，使用可靠性要求用可靠性使用参数和使用值描述，如平均维修间隔时间（MTBM）、平均严重故障间隔时间（MTBCF）等。使用可靠性要求需要转换为承制方在研制过程中可以控制的合同要求，合同要求用可靠性合同参数和合同值描述，可靠性合同参数一般采用可靠性设计参数，如平均故障间隔时间（MTBF）、任务可靠度 R （ t ）、故障率（λ）等。可靠性使用参数示例和指标如表1-2~表1-5所示，在选择参数时，应结合产品的使用特点和物理特征等慎重地选择适用的参数。

将合同中要求的任务可靠性、基本可靠性的规定值分配到较低层次的产品，作为产品的可靠性设计的初始依据。完成初步的可靠性分配后，应利用低层次产品的可靠性数据，通过可靠性预计，初步预计能够达到的可靠性水平，并与要求值进行比较。在方案和工程研制的早期，由于不具备设计的细节，尽管不能获得准确的预计值，但对于方案比较和确定合理的分配模型是有意义的。应重复进行上述的分配和预计，直到获得合理的分配值为止。

可靠性定性要求是为获得可靠的产品，对产品设计、工艺、软件等方面提出的非量化要求。采用成熟技术、简化设计、模块化、规范化等要求是通用的可靠性定性要求。可靠性定性要求的具体内容往往与产品的使用特点和结构特征密切相关，例如：对飞行操纵系统采用并行冗余和备用冗余的具体要求和说明；航天航空产品采用元器件的质量等级和降额等级的要求；车辆的操纵杆应动作准确、力度适当、手感好等。可靠性定性要求应针对现役产品存在的主要问题，吸取类似产品在研制过程中的经验教训。

可靠性数据是可靠性要求论证的基础，要充分重视基础数据库的建设和信息技术的研究，广泛收集国内、外相关产品、系统、设备的质量与可靠性信息，以及不同阶段、不同试验类别的信息，注重数据的积累和使用。确定可靠性要求还应充分考虑以下方面：

a）现役产品和相似产品的可靠性现状和水平以及存在的主要问题；

b）产品的任务剖面、寿命剖面及贮存、运输、使用和维修保障等方面的约束条件；

c）竞争对手产品的可靠性水平；

d）国内、外产品的可靠性发展趋势；

e）国内产品的发展规划；

f）经费与进度等约束条件。

常用的可靠性定量指标如表1-6所示。

当产品寿命服从指数分布时，各可靠性参数之间有如下关系：

式中： R （ t ）—可靠度；λ（ t ）—故障率（1/h）； T _BF —平均故障间隔时间MTBF（h）； T _BCF —平均严重故障间隔时间MTBCF（h）； T _BM —平均维修间隔时间MTBM（h）； T _BR —为平均拆卸间隔时间MTBR（h）； R _m （ t _m ）—任务可靠度； t _m —产品的任务时间（h）。

对于电子设备，在工程中一般可靠性指标关系如下：

MTBF门限值→MTBF最低可接收值 θ _MAV →检验下限 θ ₁ →检验上限 θ ₀ →MTBF规定值→MTBF预计值 θ _p 。

其中， θ _MAV /MTBF门限值为运行比（一般取1.25）； θ ₁ / θ _MAV 为经验因子（一般取1~1.25）； θ ₀ / θ ₁ 为鉴别比 d ； θ _p /MTBF规定值为设计余量（一般为1.25）。一般可取 θ ₀ =MTBF规定值。

可靠性定性要求是在产品研制过程中应采取的可靠性设计技术措施，以保证和提高产品的可靠性。这些要求一般都是概要性的设计措施，在具体实施时，需根据产品的实际情况细化。

可靠性定性要求一般包括：

a）成熟设计；

b）简化设计；

c）余度和冗余设计；

d）降额设计；

e）容差设计；

f）防瞬态过应力防护设计；

g）防差错设计；

h）环境防护设计；

i）热设计；

j）制定可靠性设计准则；

k）确定产品关键件和重要件；

l）包装、运输和储存设计；

m）元器件选用；

n）软件可靠性设计；

o）工艺可靠性设计等。

论证和方案中首先应明确寿命剖面、任务剖面，确定系统寿命、任务事件和预期的使用环境。其次将使用参数转换为电子系统可靠性设计指标：规定值和最低可接受值，具体如图1-2所示。