可靠性维修性保障性.ppt

金城民用航空系,课程安排,绪论 第一章 可靠性维修性与维修要求 第二章 航空维修思想 第三章 维修任务的逻辑决断分析 第四章 维修间隔的确定 第五章 维修方案 第六章 维修生产管理 第七章 维修保障系统 第八章 备件系统 第九章 维修质量管理 第十章 维修成本控制 第十一章 维修人为因素理论及人为差错管理,金城民用航空系,上节回顾,维修与维修工程学 维修工程学的相关概念维修要求 维修方案 维修保障系统 维修策略 维修思想 维修管理 维修工程学的学科体系与地位 MSG，RCM，HT，CBM,金城民用航空系,第一章 可靠性、维修性与维修要求,1.1 可靠性1.2 维修性1.3 维修要求的制定1.4 维修要求的设计实现,金城民用航空系,1.1 可靠性,可靠性是产品的一项重要质量指标，具有质量的属性，具有如下特点：（1）规定条件下的可比性；（2）强调可用性；（3）统计、抽样特性；（4）指标的体系性。,金城民用航空系,1.1 可靠性,金城民用航空系,1.1 可靠性,（1）可靠度 R(t),产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的概率，称为可靠度，记为 R(t)。可靠度是在规定的时间内的概率，是时间的函数，对于相同的产品，在不同的时间区间内可靠度是不同的。,其中T是产品的寿命，是一个随机向量。上式的含义是表示产品的寿命至少要比时间t 时间长的概率。，表示产品开始工作时完全可靠,表示产品最终会发生故障。,金城民用航空系,1.1 可靠性,是指产品发生了故障后经修理或更换零件仍能正常工作，其在两次相邻故障间的平均工作时间。可修复产品可靠性的一种基本指标。如在第一次工作时间后出现故障，经修复后第二次工作时间后出现故障，第i次工作后出现故障，则平均故障间隔时间为：,（2）平均故障间隔时间 MTBF（Mean Time Between Failure）,金城民用航空系,1.1 可靠性,是指不可修复的产品，由开始工作直到发生故障前连续的工作时间，可以认为从 内的一个任意可能值。因而对某一产品或零件的故障前的平均时间，应理解为它们连续正常工作时间的数学期望。,（3）故障前工作时间 MTTF,（Mean Time Between Failure）,可修复产品使用可靠性的一种基本参数。其度量方法为：在规定的条件下和规定的时间内，产品累积的总飞行小时数与同一时间内的故障总数之比。,（4）平均故障间隔飞行小时 MTHBF（Mean Flight Hour Between Failures）,金城民用航空系,1.1 可靠性,（5）平均拆卸间隔时间 MTBR（Mean Time Between Removals）与支援资源有关的一种可靠性参数。其基本度量方法为：在规定的条件下和规定的时间内，累积的总设备飞行时间除以同一时间内设备拆卸（计划的加非计划的拆卸）的次数。,（6）平均非计划拆卸间隔时间 MTBUR（Mean Time Between Unscheduled Removals）与支援资源有关的一种可靠性参数。其基本度量方法为：在规定的条件下和规定的时间内，累积的总设备飞行时间除以同一时间内设备的非计划拆卸次数。,金城民用航空系,1.1 可靠性,（1）瞬时失效率（故障率函数）,是指产品在时刻 处于可用状态，当 趋于0时，在时间 内出现失效的条件概率与区间长度 之比的极限，它是一个条件概率。,是指在规定时间 区间内的瞬时失效率的平均值。,（2）平均失效率,金城民用航空系,1.1 可靠性,（3）累积失效率（故障分布函数）,是指产品在规定的条件下和规定时间内失效的概率，数值上等于，如果 是可微的，即 存在，为寿命分布密度函数，有:,金城民用航空系,1.1 可靠性,（1）平均寿命 是有关产品寿命（失效前时间或失效工作时间）的平均值，随机变量T服从寿命分布,分布概率密度函数,T 的数学期望称为平均寿命。,对于不修理产品，当所有试验样品都观测到寿命终了的实际值时，是指算术平均值，而对于不是所有试验样品都观测到寿命终了的截尾试验时，是指受试样品的累积试验时间与失效数之比，记为MTTF；对于修理产品是指一个或多个产品，在它的使用寿命期内的某个观察期间累积工作时间与失效数之比，记为MTBF。,金城民用航空系,1.1 可靠性,（2）可靠寿命 对于给定可靠度的时间，称为可靠寿命，。,（3）使用寿命指产品在规定的使用条件下，具有可接受的故障率的工作时间区间。,（4）总寿命 指在规定条件下，产品从开始使用到规定报废的工作时间、循环次数和（或）日历时间。飞机和发动机这类复杂多功能的可修产品，评定其耐久性直接采用故障前飞行小时数是比较直观的，出现故障后有可能导致发动机停车或提前换发。对于某些系统、工作机组、组件块和仪器除按实际飞行小时数估算耐久性外，还采用循环数来表示。航空发动机的启动系统、压气机和喷管的操纵机构及其它的周期性关停系统和装备都属于循环数来表示耐久性的装置。,金城民用航空系,1.1 可靠性,（5）首次翻修间隔期 指在规定条件下，产品从开始使用到首次翻修的工作时间（或）日历持续时间。翻修是指把产品分解为零部件，清洗、检查，并通过修复或替换故障零部件，恢复产品寿命，等于或接近于其首翻期的修理。通常可以将可靠性寿命或者使用寿命作为首翻期的基值。,（6）翻修间隔限期 是指在规定条件下，产品两次相继翻修间隔的工作时间、循环次数和（或）日历持续时间。,（7）贮存期限 产品能够贮存的日历持续时间，在此时间内，产品启封能够满足使用要求。,金城民用航空系,1.1 可靠性,在军、民机领域，与可靠性有关的常用术语还包括：飞机利用率(Aircraft Utilization)计划维修（Scheduled Maintenance）非计划维修（Unscheduled Maintenance）航线可更换单元（Line Replaceable Unit（LRU）航班可靠度（Schedule Reliability（Rsc）签派可靠度（Dispatch Reliability（RD）发动机送修率（Shop Visit Rate（SVR）平均维修时间（Mean Maintenance Time）平均修复时间（Mean Time To Repair（MTTR）,1.1 可靠性,1.1 可靠性,金城民用航空系,1.1 可靠性,1.1 可靠性,1.1 可靠性,1.1 可靠性,金城民用航空系,1.1 可靠性,可靠性建模与分析的主要用途,金城民用航空系,1.1 可靠性,1.可靠性预计、分配的目的及相互关系,金城民用航空系,1.1 可靠性,可靠性预计与分配关系图,1.1 可靠性,1.1 可靠性,金城民用航空系,1.1 可靠性,2.可靠性预计方法,金城民用航空系,1.1 可靠性,2.可靠性分配方法,金城民用航空系,1.1 可靠性,1.一般设备的故障率曲线的基本形式,4%,2%,5%,89%,金城民用航空系,1.1 可靠性,2.典型的浴盆曲线,早期故障期的故障主要由设计、制造和材质上的缺陷或操作不熟练等原因造成，发生在设备的使用初期、大修理或改造后使用初期。开始故障率较高，随着故障的排除，故障率逐渐下降了。,耗损故障期的故障主要由构成设备的大部分零部件集中耗损而产生，其表现形式是随着运转时间的增加，故障率逐渐升高。,偶然故障期的故障主要由构成系统、设备和零部件的某些无法预测的缺陷所引起。在此期间，故障不可预测，不受运转时间的影响而随机发生。此时期的故障大体以一定的比率发生，故障率 基本保持不变，且服从指数分布。这一时期是设备的最佳工作期。,“容许的故障率”界限，控制实际的故障率不超过此范围：延长设备寿命，减少停机时间，降低故障率。,金城民用航空系,1.1 可靠性,3.故障分布规律的维修策略,（1）浴盆曲线的维修策略早期故障，只能在发现故障后立即采取排除措施，不适于采取定时更换的事前预防对策。在早期故障率高的情况下，如果企图以新品用品，就等于用故障率高的机件更换故障率低的机件，不仅不能降低总的故障率，反而会产生相反的效果（见图）。偶然期故障，不能用定时更换的办法来预防，只能让它一直工作到有用寿命末期为止。故障率本来是常数，即使更换了，故障率也不发生变化，定时更换无效果(见图）。耗损期故障，设备的故障率开始随着时间的增加而迅速增大，表现出故障集中出现的趋势。如果在进入耗损故障期之前定时更换，故障率递增的趋势是可以控制住的。,金城民用航空系,1.1 可靠性,3.故障分布规律的维修策略,（2）曲线B 正态分布曲线,金城民用航空系,1.1 可靠性,3.故障分布规律的维修策略,（2）曲线B 正态分布曲线,维修策略：其状态变化分布范围小，故障率在短时间内增长很快，设备故障多发期的时间跨度短，故可采用定期维修策略,在设备故障率急剧增长之前进行定期维修策略。,维修策略：其状态变化分布范围大，故障率增长缓慢，设备故障多发期跨越了较长的时间段，很难判断合适的维修周期，因此采用基于状态的维修。,金城民用航空系,1.1 可靠性,3.故障分布规律的维修策略,（3）曲线C 线性递增函数其分布函数、分布密度及故障率函数分别为：,（1-15）,（1-16）,（1-17）,其中 为系数：代表斜率，代表截距。,维修策略：虽然没有确定的耗损周期，但是通过上升的故障率还是可以预测到项目的性能衰退，因此项目可以从计划性维修中受益，不是在相同时间到期维修或更换，但可以做出维修或更换的计划安排，并且将其要求的维修活动分配在适当的时间，避免工作负荷的高峰或低谷期。,金城民用航空系,1.1 可靠性,3.故障分布规律的维修策略,（4）曲线D 指数分布函数 其分布函数、分布密度及故障率函数分别为：,（1-18）,（1-19）,（1-20）,图1-10 指数分布相关曲线,维修策略：故障服从指数分布的设备，平均故障间隔期等于故障率的倒数，即。因此对于可修复系统可以认为大约每隔时间发生一次故障，此时可以通过改进设计和设备的检修来改善设备的状态。,金城民用航空系,1.1 可靠性,4.复杂设备故障率曲线,复杂设备是相对简单设备而言的，简单设备是指只有一种或很少几种故障模式能引起故障的设备。复杂设备是指具有多种故障模式能引起故障的设备，如飞机、轮船、汽车及其各系统、设备和动力装置均属于复杂设备。1960年12月，美国贝尔电话实验室的德雷尼克首次发表了复杂设备的故障定律。后来也称之为德雷尼克定律，其内容是：可修复的复杂设备，不管其故障件寿命分布类型(如指数分布、正态分布等)如何，故障件修复或更新之后，复杂设备的故障率随着时间的增大而趋于常数。如图1-11所示。,图1-11 复杂设备维修（更新）后的故障率曲线,金城民用航空系,1.1 可靠性,4.复杂设备故障率曲线,复杂设备故障定律的物理解释是，复杂设备的故障是由许多不同的故障模式造成的，而每一种故障模式会在不同的时间发生，具有偶然性。如果出现了故障就及时排除更新的话，那么故障件的更新也具有偶然性，因而使得设备总的故障率为常数。一般的机械设备、机电设备、电器设备、电子设备等多属于复杂设备。复杂设备的故障定律应用十分广泛，它使我们在故障机制尚不清楚的情况下，可以回避故障的物理原因，也可不必知道故障件的分布类型，为实施预防性维修工作提供了简便而又重要的理论依据。,金城民用航空系,1.2 维修性,维修性具有以下特点：（1）直接影响到可用性；（2）维修性的好坏，关系着维修所需的时间、工时以及其它物质资源消耗，直接决定着维修费用，维修性是影响寿命周期的重要因素。维修性包括：测试性 和 直接维修成本,金城民用航空系,1.2 维修性,测试性,定义：能及时准确地确定产品（系统、子系统、设备或组件）状态（可工作、不可工作、性能下降）和隔离其内部故障的一种设计特性。好的测试性主要表现在：产品系统中重要的零部件出现影响安全、经济和使用的状态时能够被检测或监测到；有完善的机载监测系统，自检功能强、测试方便；便于使用外部的检查、监测设备和分析技术进行状态监测和故障诊断。,Testability,直接维修成本,Direct Maintenance Costs,简称DMC,指在完成飞机或设备维修中直接花费的人工时和材料的费用。维修的经济性，可以用直接维修成本来度量。,金城民用航空系,1.2 维修性,维修性的分类,固有维修性：也称为设计维修性，是在例行的保障条件下表现出来的维修性，它完全取决于设计和制造。使用维修性：实际使用过程中表现出来的维修性，它不但包括产品设计、生产质量的影响，而且包括产品和使用环境、维修策略、保障延误等因素的综合影响，使用维修性不能直接用设计参数表示，而用使用维修参数表示，如平均停机时间。,金城民用航空系,1.2 维修性,维修率 维修性指数,维修度可用度 A,平均修复时间 MTTR 恢复功能用的任务时间 MTTRF 最大修复时间 平均预防性维修时间 平均维修时间 维修停机时间 重构时间,金城民用航空系,1.2 维修性,1.用概率表示的指标,（1）维修度 可修产品在规定条件下实行维修时，在规定时间内完成维修的概率。维修度表示维修的难易程度，也是维修时间的函数，其表达式为：,为在时间 t 内产品的修复件数,为产品总修复件数,不同时间的维修度不同，维修时间越长，维修度 越大，到某一时刻，可达到100%。,金城民用航空系,1.2 维修性,1.用概率表示的指标,（2）可用度 A 产品在某时刻具有或维持其规定功能的概率，可用度为广义可靠性参数，它是不发生故障的可用度和排除故障的维修度的综合量度，即在可靠度和维修度的综合作用下，产品保持可用状态的概率。可用度分为固有可用度和使用可靠度。,固有可靠度：,平均维修时间,平均故障间隔时间,使用可靠度：,产品能工作时间,产品不能工作时间,金城民用航空系,1.2 维修性,1.用概率表示的指标,设产品只允许维修一次，且修复后对工作没有影响，则可用度、可靠度和维修度间的关系可以表示为：,表示时间从0到 t时产品无故障部分,表示时间从0到 t时产品发生故障部分,表示在 时间内产品经过维修恢复正常功能的部分。,（2）可用度 A,为不可修产品；即，此条件下，产品的可靠性参数只考虑可靠度。,金城民用航空系,1.2 维修性,2.用时间计量的指标,（1）平均修复时间 MTTR（Mission time to repair）修复性维修时间 指排除故障所需实际修复时间的平均值。其度量方法是：在规定条件和时间内，产品在任一规定的维修级别上:,修复性维修总时间,被修复产品的故障总数,为排除第i次故障所需的实际修复时间,当设备由n个可修复项目组成时，平均修复时间定义为：,第i个可修工作项目的故障率,为第i个可修工作项目的平均修复时间。,在进行MTTR计算时，所考虑的只是时间修理时间，包括准备时间、故障检测和诊断时间、拆卸时间、修理（更换时间）失效部分的时间、重装时间、校验时间和启动时间等，不应计入行政与供应延误时间。,金城民用航空系,1.2 维修性,2.用时间计量的指标,（2）恢复功能用的任务时间 MTTRF（Mission time to restore function）是任务维修性的测度。其度量方法是：在规定的任务剖面中，产品致命性故障的总维修时间与致命性故障总数之比，也可以理解为排除致命性故障所需实际时间的平均值。,比较 MTTR与MTTRF：MTTR指的是在设备寿命剖面内排除所有故障的平均值，主要反映设备完好性和对维修资源与费用的要求，因而是一个基本的维修性参数。MTTRF只是指在设备的任务剖面内排除致命性故障所需时间的平均值，主要反映任务成功性的要求，是任务维修性参数。,金城民用航空系,1.2 维修性,2.用时间计量的指标,（3）最大修复时间,指设备达到规定的维修度所需的维修时间，即预计完成全部维修工作项目的某个规定的百分比所需的时间，它反映了设备能在多长时间内完成维修。,（4）平均预防性维修时间,指设备每次进行预防性维修所需时间的平均值。可用下式计算:,为第j项预防性维修的平均时间,为第j项预防性维修作业的频率；,为预防性维修作业的项目数,金城民用航空系,1.2 维修性,2.用时间计量的指标,（5）平均维修时间,是综合反映设备的修复性维修时间与预防性维修时间大小的维修性参数。其度量方法是：在规定的条件下和规定的时间内，产品修复性维修和预防性维修总时间与该产品的维修总次数之比。具体计算公式为：,产品的总故障率,产品的预防性维修频率,修复性维修总时间,预防性维修总时间,金城民用航空系,1.2 维修性,2.用时间计量的指标,（6）维修停机时间,（7）重构时间,指产品每工作小时维修停机时间的平均值。这里的维修包括修复性维修与预防性维修。具体可用下式计算：,重构时间指设备发生故障或受到损伤后，重新构成能完成其功能的系统所需的时间。如对于有冗余设计的设备，可指冗余部件的切换时间。,金城民用航空系,1.2 维修性,3.用单位时间比率计量的指标,（1）维修率,产品在维修时间已达到某时刻后尚未修复，在该时刻后单位时间内完成修复的概率，成为维修度。维修率是维修时间t的函数，它反映了某时刻的修复情况，单位时间为1/h。,若以 为维修度，为维修概率密度，则维修度为：,（2）维修性指数,是指维修工时参数，又称为维修工时率，其定义为每工作小时的平均维修工时（如人力消耗等）。具体可用下式计算：,指设备在规定的使用期间内的维修工时数,金城民用航空系,1.2 维修性,（1）故障检测率（）,是被测试项日在规定期间内发生的所有故障，在规定条件下用规定的方法能够正确检测出的百分数。,式中：在规定期间内发生的全部故障数；：在同一期间内，在规定条件下用规定方法正确检测出的故障数。,（1-33）,测试性定量要求是一系列的指标，而指标是测试性参数的要求值。常用的测试性参数在下面介绍。,金城民用航空系,1.2 维修性,式中 为被测试项目中第个i部件或故障模式的故障率，是其中可检测的故障率。,对于电子系统和设备以及一些复杂装备，在进行测试性分析、预计时可取故障率()为常数，式(1-33)变为:,（1-34）,设计时应优先考虑故障率高的部件或故障模式的检测问题。,金城民用航空系,1.2 维修性,（2）故障隔离率（）,被测试项目在规定期间内已被检出的所有故障，在规定条件下用规定方法能够正确隔离到规定个数(L)以内可更换单元的百分数。,（1-35）,式中 是在规定条件下用规定方法正确隔离到小于或等于 L个可 更换单元的故障数。,金城民用航空系,1.2 维修性,与故障检测率类似，分析和预计时可用数学模型式中 为可隔离到小于或等于L个可更换单元的第i个故障模式或部件的故障率。,（3）虚警率（）,BIT（Built-in Test 机内自测）或其他检测设备指示被测项目有故障，而实际该项目无故障称为虚警(False A1arm，FA)。,金城民用航空系,1.2 维修性,与检测率类似，在分析预计时可用数学模型：式中 是第i个导致虚警事件的频率，包括会导致虚警的BITE故障模式的故障率和未防止的其他因素、事件发生的频率等。BITE Built-in Test Equipment 机内自测设备,（4）其它测试性参数,a）故障检测时间从故障发生到检出故障并给出指示所经过的时间。b）故障隔离时间从检出故障到完成隔离程序指出要更换的故障单元所经过的时间为故障隔离时间。,金城民用航空系,1.2 维修性,c）不能复现率(Cannot duplicate，CND)BIT和其他检测装置指示被测项目有故障，在现场维修检测时故障不能重现约比例称为不能复现率。d）重测合格率（Retest 0K，RTOK）在现场识别出有故障的项目，在中继级或基层级维修测试中是合格的比例称为重测合格率。,金城民用航空系,1.2 维修性,在确定设备的维修参数时，要注意从以下几方面的考虑：设备的使用需求，如发生故障将影响任务的完成，应提出任务维修性参数要求，使其能迅速恢复；设备的构造特点，如对电子设备、故障检测与诊断是影响维修时间的主要因素，因此应加入对测试性方面要求的参数；在确定新设备的维修性指标可参照国内外同类设备的维修性水平，一般而言，新设备的维修性指标应高于同类设备的维修性指标。应分析同类设备的维修性设计问题，再根据新设备对维修性的改进及国内的实际技术水平，可提出合理的指标；现行的维修保障体制、维修方案、各维修级别对维修时间的限制等，对不同的维修级别应确定不同的维修参数和维修指标；维修性指标应通过与可靠性、寿命周期费用、研制进度等进行综合权衡确定。如提高设备的可靠性可以提高设备的可用性，减少对维修人力的需求和停机时间；提出的维修性指标应是可以验证的。,金城民用航空系,1.2 维修性,1.维修性的定性要求：,简化设计和维修的要求；如：简化、合并其组成系统的功能，减少元器件、零部件的品种与数量，改善产品检测、维修的可达性，航空器与其维修工作协调设计等。具有良好的维修可达性；维修可达性，是指维修产品时，接近维修部位的难易程度。良好可达性，能够迅速方便地达到维修的部位并能操纵自如。实现产品的可达性主要措施有两个方面：一是合理的设置各部分的位置，井要有适当的维修操作空间，包括工具的使用空间；二是要提供便于观察、检测、维护和修理的通道。,金城民用航空系,1.维修性的定性要求：,1.2 维修性,提高标准化程度和互换性 标准化的主要形式是系列化、通用化、组合化。实现标准化有利于产品的设计与制造，零部件的供应、储备和调剂，从而使维修更为简单。互换性是指同种产品之间在实体上(几何形状、尺寸)、功能上能够彼此互相替换的性能。互换性使产品中的零部件能够互相替换，便于换件修理并减少了零部件的品种规格，简化和节约了备品供应及采购费用。具有完善的防差错措施及识别标记 产品在维修中，常常会发生漏装、错装或其他操作差错，轻则延误时司，影响使用，重则危及安全。因此，应采取措施防止维修差错。保证维修安全 维修安全性是指能避免维修人员伤亡或产品损坏的一种设计持性。直接维修成本的定性要求 重要高价件的可修复性，使高价件可调、可拆、可焊、可矫。,金城民用航空系,1.2 维修性,2.测试性的定性要求：,产品划分的要求把航空器按照功能和结构合理地划分为LRU、SRU和可更换的组件等易于检测和更换的单元，以提高故障隔离能力。测试点要求在航空器上，根据需要设置充分的内部和外部测试点，以便于在各级维修测试时使用，测试点应有明显标记。性能监控要求对航空器使用安全和关键任务有影响的部件，应能进行性能监控和自动报警。,金城民用航空系,1.2 维修性,2.测试性的定性要求：,原位测试要求无充分B1T测试能力的装备，应考虑采用机载原位检测，及时在线地发现故障、隔离故障，以便尽快修复。测试输出要求故障指示、报告、记录(存储)要求。民用飞机现在一般要提供和QAR的数据接口，或能通过ACARS实时传输故障信息。兼容性要求被测试项目与计划用的外部测试设备应具有兼容性，这涉及到性能和物理上的接口问题。如果不能用BITE，最好能用通用的外部测试设备。综合测试能力要求依据维修方案和维修人员水平，应考虑用BIT、ATE和人工测试或它们的组合，为各级维修提供完全的测试能力。应当在各种测试方式、测试设备之中进行权衡，取得最佳性能费用比。,金城民用航空系,1.2 维修性,2.测试性的定性要求：,综合诊断 在测试性工作中，要采用“综合诊断”来提高系统和设备的诊断能力。综合诊断指通过综合考虑全部有关诊断要素，如测试方法、自动和人工测试设备、培训、维修辅助相技术信息等，使航空器达到最佳诊断能力而构成的设计和管理过程或程序。它包括设计、工程技术、测试性、可靠性、维修性、人机工程以及保障性分析之间的接口关系。其目标是有效地检测和准确隔离系统和设备的故障，以满足航空器的任务要求。,金城民用航空系,1.3 维修要求的制定,维修要求具体要求转化为详细的维修性要求和可靠性要求在产品设计中加以落实，它可以具体分解为可靠性指标和维修性指标加以贯彻和实现，包括定性指标和定量指标。维修要求涉及可靠性工程、维修性工程和维修工程能领域，不仅包括产品整机的维修要求，而且还包括系统、分系统和部件等各层次的维修要求。值得说明的是，维修要求的制定虽然来源于使用要求，隶属于可靠性设计、维修性设计的范畴，但也综合考虑到投入使用后的维修活动和维修成本，是站在维修工程的高度对可用度和维修成本的综合权衡与优化。,金城民用航空系,1.3 维修要求的制定,维修目标：维修工程学要达到的总目标，包括安全和经济两方面。安全目标：通过维修持续保持航空器使用的安全性和可靠性，降低其使用风险。经济目标：通过维修提高飞机和发动机的利用率；降低全寿命维修成本。航空器的维修目标，来源于对航空器的使用要求。通过进一步分解后，可以转化成航空器的设计目标和维修保障目标，经过全面权衡后，形成具体的维修要求，如下图1-12所示。,金城民用航空系,1.3 维修要求的制定,图1-12 维修目标与维修要求,“物理”,“事理”,金城民用航空系,1.3 维修要求的制定,定性要求 定量要求,2.系统和结构的可靠性维修性要求,3.维修方案的要求,4.维修保障要求,上述顶层维修要求，涉及飞机的可靠性要求和维修性要求，要进一步分解细化成系统、子系统及部件的可靠性和维修性的指标，在产品设计和成品采购中贯彻实施。,如：要求采用最新版的ATA MSG-3规范，A检间隔、C检间隔，非计划拆换率要求等等。,1.整机级（顶层）维修要求,如：要求备件库存的保障率达到95%、AOG件24小时到货；要求配备交互式电子手册符合ATA2200规范的（IETMS）等等。,金城民用航空系,1.3 维修要求的制定,定性要求 a)降低系统和部件故障率，延长计划维修间隔，简化维修过程，减少维修工作量，降低维修成本；b)可达性、标准化、通用性及互换性要求；c)降低对维修人员的技能要求，设计要有利于减少实施维修计划和维修方法时的人为因素差错；d)可测试性要求，如要求重要系统和重要机载设备具有机内故障监测能力；e)要求发动机的主要功能故障具备嵌入式监测、诊断和预测能力等等。,金城民用航空系,1.3 维修要求的制定,定量要求以民用飞机为例，重要的维修指标，如:a）平均修复时间（MTTR）b）每飞行小时维修工时c）直接维修费用d）过站再次离站时间e）往返飞行再次离站时间f）可靠性、维修性综合指标，如出勤可靠度、故障隔离时间、故障检测时间等。g）航线可更换件（LRU）更换时间等等。,金城民用航空系,1.3 维修要求的制定,制定维修要求时要考虑以下基本问题,（1）维修要求是产品可靠性、安全性和经济性目标的具体体现 维修要达到以下三方面功能：a）有效的维修能保证系统安全运转，避免重大事故的发生；b）维持和保持产品的固有可靠性，完成其规定的性能和功能；c）在产品设计期和使用期，采用不同的维修策略和方法，对其进行综合权 衡，实现产品的全寿命周期费用最低。（2）维修要求要立足于系统观点 一.维修要求的制定要符合系统工程，即短期与长远利益相结合，局部与整 体相结合，综合集成的观点。二.维修要求的实现，要站在系统工程的高度，在维修设计阶段，对其进行 合理设计、分析，保证维修要求的实现。三.在产品的使用阶段，要运用维修工程的思想，对整个维修资源进行综合 规划与调度，进行恰当的维修决策，实现系统的最优化输出。,金城民用航空系,1.3 维修要求的制定,（3）维修要求的确定要立足于全寿命的观点,1.3 维修要求的制定,制定维修要求时要考虑以下基本问题,解决费用效益问题的过程中，系统全费用的大部分是由系统寿命周期后期相关的使用、维修与保障活动造成的。全费用的相当一部分是由方案设计早期的决策和先期规划的后果引起的。与技术选择、材料选择、设备项目和软件选择、设计中的封装方案、自动化采用、制造工艺的选择等有关的决策都对后期费用有很大程度的影响，从而对寿命周期费用产生影响。,金城民用航空系,1.3 维修要求的制定,2.系统和结构的可靠性维修性要求,3.维修方案的要求,4.维修保障要求,1.整机级（顶层）维修要求,通用维修要求飞机运营中涉及维修计划和维修方法时的人为因素差错,某型飞机的维修间隔目标值,维修检查等级：A检，多重A检，C检，多重C检对部件修理或返修时间的要求：维修间隔越长越好，修理周期越短越好专用地面支援设备（GSE）要求维修工具及设备要求,金城民用航空系,1.4 维修要求的设计实现,图1-13 可靠性维修性设计的基本流程,确定面向客户的使用要求,确定和分配产品可靠性指标,确定和分配产品维修性指标,部件可靠性维修性设计,部件可靠性维修性验证,验证系统、分系统可靠性,验证是否满足使用要求,验证系统、分系统维修性,开始,结束,维修要求的制定和实现,金城民用航空系,1.3 维修要求的设计实现,飞机及其系统可分为 自主研发 A类（采购成品、自行综合）B类（采购系统“成品包”、自行综合）C类（采购“系统”、以国外国内供应商为主综合）合同参数,根据产品所处层次和特点选取飞机的整机、发动机、飞机分系统、机载设备和重要零部件的参数,一般产品 可靠性维修性参数对飞机安全性影响较大的产品还应选择与安全性有关的参数,定时维修 首翻期，翻修间隔期，总寿命等 视情维修或状态监控 平均故障间隔时间，平均非计划债写间隔时间 不同维修级别或维修支援条件 每飞行小时维修工时 无外部检测试设备 故障检测率，故障隔离率，虚警率，故障检测时间 故障更换的维修方案 平均修复时间，设备更换时间,选择与安全有关的参数 选用国际公认的惯用参数,外场试验验证 使用参数 内场试验验证 合同参数,金城民用航空系,1.3 维修要求的设计实现,应注意合同指标与使用指标、可靠性维修性各指标之间、可靠性维修性指标与其它指标之间的相互协调。通常应通过权衡分析来实现各种指标间的相互协调。（1）合同指标与使用指标间的相互协调为了保证这两个指标间的相互协调，合同中规定的指标应根据订购方提出的使用指标转换确定。（2）可靠性、维修性指标间的相互协调包括可靠性维修性要求与性能费用间的协调，可靠性与安全性、基本任务可靠性、预防性维修与修复性维修等相关参数的指标的协调。,金城民用航空系,1.3 维修要求的设计实现,将产品的可靠性指标、维修性指标分配到各功能层次的各部分，归根结底是为了明确各部分的可靠性、维修性目标或指标，其具体目的是：为系统或设备的各部分（各个低层次产品）研制者提供可靠性、维修性设计指标，以保证系统或设备最终符合规定的维修要求。通过可靠性、维修性分配，明确各承制方或供应方的产品维修性指标，以便于系统承制方对其实施管理。,表1-8 飞机不同层次的可靠性、维修性指标,金城民用航空系,1.3 维修要求的设计实现,表1-9 美国航空运输协会给飞机及其系统规定的可靠性参数（带者）,金城民用航空系,1.3 维修要求的设计实现,维修性指标的分配主要考虑如下因素：维修级别：维修性指标是按哪个维修级别规定的，就按该级别的条件及完成的维修工作分配指标；维修类别：指标要区别清楚是修复性维修还是预防性维修，或者是二者的组合，相应的时间或工时与维修频率不得混淆；产品功能层次：维修性分配是要将指标自上而下一直分配到需要进行更换或修理的低层次产品；要按产品功能关系根据维修需要划分产品；维修活动：每一次维修都要按合理顺序完成一项或多项维修活动，而一次维修的时间则由相应的若干时间元素组成。通常可分为以下7项维修活动：准备；2.针对；3.更换、拆卸；4.调整、校准；5.保养；6.检验；7.原件修复。,金城民用航空系,1.3 维修要求的设计实现,通常采用的维修性分配的方法包括：等分配法，适用条件是组成上层次产品的各单元的复杂程度、故障率急于想的维修难易程度大致相同，也可用在缺少可靠性、维修性信息时，作初步的分配。按可用度分配法，维修性设计的主要目标是确保产品的可用性，按照规定的可用度要求来确定和分配维修性指标。相似产品分配法，借用已有的相似产品维修性状况提供的信息，作为新研制或改建产品维修性分配的依据，这种方法普遍适用于产品的改进、改型中的分配；由于新产品往往也总有某种继承性，因此，只要找到适宜的相似产品数据，这种方法也是适用的。加权因子分配法，将分配时考虑的因素转化为加权因子，按加权因子分配，是一种简便、实用的分配方法，在方案阶段后期及工程研制阶段都是适用的。,