中华人民共和国国家军用标准 FL GJB 813—90 可靠性模型的建立和可靠性预计 Reliability Modeling and Prediction 1990-01—10发布 1990—06—01实施 国防科学技术工业委员会 批准 目 次 (1) 主题内容与适用范围 1.1主题内容· (1) 1.2适用范围 (1) 引用标准· (1) 2 般要求和程序 (1) 3 .(1) 概述· 3. 1 基本规则和分析的假设 (1) 3. 2 (2) 工作的协调·· 3.3 建立可靠性模型的要求。 (2) 3.4 .(2) 3.5 可靠性预计的要求 (3) 3.6 编制可靠性预计报告·· .(3) 详细要求 (A) 附录A 建立可靠性模型的方法和步骤·…· (14) 附录 B 预计方法和步骤· 中华人民共和国国家军用标准 可靠性模型的建立和可靠性预计 GJB 813-90 Reliability Modeling and Prediction 1 主题内容与适用范围 1.1主题内容 本标为建立军用电子、电气、机电设备和系统（以下简称产品）的任务可靠性模型和基本 可靠性模型，以及进行可靠性预计规定了统--的程序和方法。 1.2适用范 本标准规定的程序和要求适用于产品的研制和生产。订货单位可以根据对产品的要求选 择建模方法，在不同的研制阶段选择适当的预计方法。预计作为-种分析手段提供产品可靠 量时，必须非常慎重。 2 引用标准 GJB450《装备研制与生产的可靠性通用大纲》 GJB451《可靠性、维修性术语》 GJB299《电子设备可靠性预计于册》 3一般要求和程序 3. 1 概述 建模与预计是用于估计所设计产品是否符合规定可靠性要求的一种方法。建模的留的是 行任务过程中完成其规定功能的概率。基本可靠性预计是为了估计由于产品不可靠导致的对 维修与后勤保障的要求。当同时进行这两种预计时，它们可为判明特别需要强调和关注的方 面提供依据，并为用户权衡不同设计方案的费用效益提供依据。 建模和预计应该在研制阶段的早期进行，以便于设计评审，并为产品可靠性分配及拟定改 正措施的优先顺序提供依据。当产品设计条件、环境要求、应力数据、失效率数据、工.作模式发 生重要变更时，应当及时修正可靠性模型和重做可靠性预计。 3.2基本规则和分析的假设 应该拟定基本规则和分析的假设，它规定建模和预计的方法、产品完成任务的定义，以及 可靠性分析的最低单元层次。 国防科学技术工业委员会1990－01－10发布 1990-06-01实施 1 GJB813-90 3.2.1完成任务的定义 以每个特定性能的要求为判据，对产品完成任务给以总的规定。 3.2.2规定分析层次 a.规定进行失效模式及影响分析的最低单元层次，以保证一致性和便于相互引用； b.规定单元的预定维修层次。 3.3工作的协调 调一-致，以便在产品可靠性大纲所列的各项可靠性保证活动中互相配合。 3.4建立可靠性模型的要求 3.4.1基本可靠性模型 一个串联模型，包括那些亢余或代替I作模式的单元都按串联处理，用以估计产品及其组成单 元引起的维修及后勤保障要求。基本可靠性模型的详细程序应该达到产品规定的分析层次， 以获得可以利用的信息，而且失效率数据对该层次产品设计来说能够作为考维修和后勤保 障要求的依据。 3.4.2任务可靠性模型 述在完成任务过程中产品各单元的预定用途。预定用于余或代替工作模式的单元应该在模 型中反映为并联结构，或适用于特定任务阶段及任务范围的类似结构。任务可靠性模型的结 构比较复杂，用以估计产品在执行任务过程中完成规定功能的概率。任务可靠性模型中所用 产品单元的名称和标志应该与基本可靠性模型中所用的一致。 的任务可靠性。然而，基本可靠性模型和任务可靠性模型应当用来权衡不同设计方案的效费 比，并做为分摊效费比的依据。 3.4.3建立可靠性模型的步骤 3.4.3.1定义产品 3.4.3.2确定产品可靠性框图 3.4.3.3确定计算产品可靠性的概率表达式（数学模型）。 3.4.4建立可靠性数学模型的方法 建立可靠性数学模型常用的方法有普通概率法、布尔真值表法、蒙特卡罗模拟法等。 3. 5可靠性预计的要求 3.5.1分类 可靠性预计分类如下： I类，可行性预计 II类，初步预计 III 类，详细预计 3.5.1.1可行性预计 2 GJB813- 90 可行性预计规定用于产品的方案论证阶段。在这个阶段，信息的详细程序般只限于描 述产品的总体情况。结构信息一般还限于从具有类似于所研制产品的功能和工作要求的现成 产品类推出来的信息。 3.5.1.2初步预计 初步预计规定用于产品工程研制阶段的早期。在这个阶段中，书面形式的设计结构信息 是工程图和初步草图。可利用的信息详细程序可以达到产品的组成单元，没有可利用的应 力分析信息。 3.5.1.3详细预计 详细预计规定用于产品工程研制阶段中期和后期。这个阶段的特点是产品的各个组成单 元都具有工作环境信息和应力信息。 3.5. 2可靠性预计方法 可靠性预计方法有相似产品法、相似电路法、元件计数法和元件应力分析法等。前二种方 法常用于1类预计，第三种方法用于II类预计，最后种方法用于III类预计。 3. 6编制可靠性预计报告 应将产品可靠性模型及可靠性预计结果写成报告。报告应当说明信息的来源、分析的深 度、所用的方法，和结果的综述。中间报告应该能用于设计评审，以便为可供选择的设计方案 进行比较，并突出产品设计中的高失效率单元、潜在的任务可靠性单点失效，及建议的设计修 改。最后报告应该反映最终的设计，并确定设计中不能消除的高失效率单元、过应力零部件及 任务可靠性的单点失效。报告中应当包含某些单元或功能没有纳入可靠性模型的理由。对于 探索性的或高度复杂的研制模型，必要时得附有简化的可靠性模型和预计结果在内。 应该按照有关国军标规定的格式编制预计报告。 4详细要求 建立可靠性模型的详细要求及方法说明见附录A，预计的详细要求及方法说明见附录B。 3 GJB813-90 附录A 建立可靠性模型的方法和步骤 （补充件） A1定义产品 A1.1概述 在拟定可靠性模型时应该按照对产品了解的程度尽可能全面表述产品性能要求。随着产 品设计阶段向前推移，诸如环境条件、结构设计、应力水平等方面的信息越来越多，产品定义也 应该不断修改和充实，从而保证可靠性模型的精确程序不断提高。 就建立基本可靠性模型来说，产品的定义是简单的，即构成产品的所有单元（包括完余或 代替工作的单元）建立串联模型。然而就建立任务可靠性模型来说，情况比较复杂，对于有 余或代替工作模式的复杂多功能系统更是如此。 根据可靠性定义，产品完成任务的可靠性要求必须包括： a.规定产品性能 应该规定每种状态下的失效判据 b.规定条件 规定在执行任务过程中产品各单元所遇到的环境和工作应力。还应规定各单元的占空因 数或工作周期及后勤周期。占空因数是单元工作时间与总任务时间之比。工作周期应当描述 预期的持续时间，以及从产品分配给操作者直至损坏或返回后勤的某一时间周期及在这个期 间内的一系列事件。后勤周期应当描述维修、运输、贮存等事件的预期持续时间及顺序。 c.规定任务时间 必须对产品工作的时间做出明确的定量规定，这是有重要意义的。对于在任务的不同阶 段，以不同的工作模式进行工作，或者只有在必要条件下才使用某些分系统的复杂产品来说， 要给每一下级单元规定工作时间要求。如果不能确切地规定工作时间，则需要规定在任务期 限内成功地工作的概率。 d．定义产品单元的可靠性变量 可靠性变量是用来描述任务可靠性框图中的每个单元完成其功能所需要的时间、周期或 事件。 A1.2步骤 A1.2.1确定产品的任务或工作模式 a.确定任务 有的产品可以用于完成多项任务。例如：一架军用飞机可以用于侦察、轰炸、扫射或者截 击任务。如果用不同飞机分别完成这些任务，就可以用每一任务或飞机的单独任务可靠性模 型来分别处理。如果用同一架飞机完成所有这些任务，就可以按功能处理这些任务，或者拟定 一个能够包括所有功能的产品可靠性模型。对每一项任务也可能有不同的可靠性要求和模 型。 b．确定工作模式 A GJB813 -- 90 为清楚起见，对功能工作模式及代替工作模式做如下规定： 功能工作模式：一种功能工作模式执行一种特定的功能。例如，在雷达系统中，搜索和跟 踪必定是两种功能工作模式。 代替工作模式：当产品有不止一种方法完成某一特定功能时，它就是具有代替工作模式。 例如通常用甚高频发射机发射的信息，可以用超高频发射机发射，作为一种代替工作模式。 把确定任务功能和确定工作模式联系起来，例如产品任务是同时传输实时数据和贮存数 据，它必须有二台发射机，并且不存在完余或代替工作模式。而对于有二台发射机但不要求司 时传输实时数据和贮存数据的系统来说，则存在亢余或代替工作模式。 在拟定数学模型之前，必须先规定要求。必须编写出一个文字说明，说明完成任务需要的 条件。任务可靠性框图则是说明完成任务需要什么的一种图形。当要求不是单--的，可能需 要拟定几个任务可靠性模型，以适应不同的要求。 A1.2.2规定产品及其分系统的性能参数及容许界限。 应该编制一个清单或图表。参数清单应该是全面的，即对所考虑的整个产品做全面规定。 限。 A1.2.3确定产品的物理限和功能接口。 物理限应包括： a.最大尺寸， b. 最大重量; C.安全规定； d.人的因素限制; e.材料性能极限, f.其它 功能接口是指被考虑的产品只要包括或依赖于另一产品，产品的相互关系在兼容性方面 就必须协调一致。这些关系例如：人一机关系，与控制中心