RAMS技术基础培训.ppt

RAMS技术培训,本次培训的目标：,对轨道交通产品RAMS的一致性理解认识轨道交通产品RAMS的技术范围认识轨道交通产品的RAMS工作流程认识轨道交通产品RAMS的技术方法,内容安排,2,3,RAMS参数体系,RAMS业务流程,4,RAMS工作方法,1,RAMS基本概念,中国轨道交通的关键词,安全-S,可靠-RAM,经济-LCC,RAMS,高的可用性,高的安全性,合理的费用,高的效能,轨道交通产品的RAMS,RAMSReliability可靠性Avalability可用性Maintainability维修性Safety安全性,S,这就是RAM：,故障,这就是S：,危险,可靠性与安全性,对于一些产品来说，可靠性就是安全性。可靠性关心任务成败安全性关心人身安全,可靠性,安全性,功能状态,故障状态,危险状态,可靠性,安全性,当前产品设计的本质是“效费”设计,LCC,LCC=LifeCircleCost,即全寿命周期费用机车LCC包括初始配置费用、维护保养费用、故障维修费用三大项。,运用维护费与购置费之比,现代设计思想的转变,性能向效能的延伸研制费用向寿命周期费用的延伸,过去,我们是这样回答的,RAMS,以后，我们该这样回答,这样的回答方式，更科学，更理性,RAMS的标准,IEC615081984-2000,EN501261999年,IEC622782002年,GB/T215622008年,EN50126-22006年,EN50126-32004年，2007年,IRIS2010,EN501282001年,EN501292001年,方针,要求,指南,RAMS是产品质量的核心,IRISALSTOM阿尔斯通BOMBARDIER庞巴迪SIEMENS西门子AnsaldoBreda安萨多布雷达（意大利）,RAMS是产品质量核心组成，是通过设计控制产品质量的重要手段,设计、质量、RAMS,可靠性是产品质量的核心，但是质量工作不能代替可靠性工作产品的可靠性主要是由产品的设计决定的，设计决定了产品的固有可靠性产品可靠性工作的核心是可靠性管理,产品的可靠性是设计出来的、生产出来的、管理出来的。-钱学森,国外铁路产品先进的RAMS/LCC状况,具有系统化的RAMS/LCC标准体系RAMS/LCC要求是重要的设计输入全过程进行RAMS管理RAMS/LCC信息化程度较高丰富的RAMS专业资源,国内铁路行业的RAMS/LCC现状,国内轨道交通装备各企业的RAMS工程尚处于初步发展阶段，局部建立了质量与可靠性信息系统，利用各研发、生产和使用单位提供的质量与可靠性信息进行分析和评价新车型的技术合同中普遍提出了RAMS/LCC要求重点产品应用了一些RAMS工程技术，例如基于安全系数的可靠性工程设计、故障模式影响分析、故障树分析、可靠性试验等。部分企业已经通过IRIS认证。,对于大连厂，为什么要开展RAMS？,第一，保障铁路产品的安全运营第二，满足主机厂的要求第三，与国际先进水平接轨第四，降低寿命周期费用（LCC）第五，提高产品的可用性,内容安排,2,3,RAMS参数体系,RAMS业务流程,4,RAMS工作方法,1,RAMS基本概念,RAMS的参数和指标,RAMS参数是产品RAMS定量化描述的数学属性，RAMS参数体系是某种产品RAMS的参数的集合；RAMS指标是产品某一RAMS参数的要求值，RAMS指标体系是所有RAMS参数的要求值。,使用可用度,OperationalAvailability使用可用度,Reliability可靠性,Maintainability维修性,Supportability保障性,SupportSystemEffectivness保障系统效能,SupportOrganisationEfectivness保障组织效能,MeanTimeBetweenFailures平均故障间隔时间,MeanTimeToRepair平均维修时间,MeanLogisticDelayTime平均保障延误时间,MeanWaitingTime平均等待时间,MeanAdministrativeDelayTime平均管理延误,铁路产品可靠性参数体系,MTBF针对不同的故障类型进行分类：1类故障MTBF12类故障MTBF23类故障MTBF34类故障MTBF41，2，3类故障MTBF,机车故障类别定义,平均故障间隔时间MTBF,铁总对机车的可靠性指标要求,例如:,寿命:产品能有价值存活的时间长度，是时间特性。MTBF:它体现了在寿命期内的发生故障的强度，是概率特性。,MTBF不是寿命！,产品典型设计寿命典型MTBF继电器15,000次55,000次按钮3million12million电视机15years68years人（71,74）年39年,故障率,故障率（FailureRate）：定义：工作到某时刻尚未发生故障的产品，在该时刻后单位时间内发生故障的概率。单位：一般为10-6/小时或10-9/小时（fit）计算：故障次数除以总工作时间是MTBF的倒数：,TB=交付时间点TW=耗损时间点,早期失效期,偶然失效区,耗损失效区,Tw,TB,制造缺陷工艺缺陷元件缺陷,固有缺陷,耗损故障,时间,失效率,浴盆曲线,浴盆曲线,时间,瞬时故障率,制造和筛选,可靠性预计和验证,耗损机理分析,早期故障,随机故障,耗损故障,.开箱合格率,增加检查点改善抗恶劣环境设计老化试验环境应力筛选试验,可靠性评估可靠性预计可靠性增长试验高加速寿命试验,材料特性使用数据积累和分析加速寿命试验系统寿命模型,浴盆曲线的进一步说明,可靠度vs.故障率Vs.MTBF,t为任务时间或任务次数,例如:假设某一电机的MTBF为7,500小时,工作一个月（30天）不发生故障的概率为.,当故障率保持恒定时:,铁路产品维修性参数体系,平均故障间隔时间MTTR,MTTR（MeanTimeToRestore）表示针对发生故障的产品，平均恢复产品功能所需的时间MTTR是一个时间参数，需要考虑各个维修活动所占用的时间MTTR是铁路产品主要的维修性参数，通常情况下，也是唯一的维修性参数。与MTBF相似，MTTR也是可以分类计算的，一般按维修级别（现场级、中间级和车间级）进行分类。,MTTR的时间,最大维修时间,50%,90%,MTTR,最大维修时间,。,给出维修度M（t）（可以取90%），通过求解下述方程得到最大维修时间t。式中为平均修复时间，即MTTR，为对数正态分布的标准差。,可用性参数,第37页,固有可用度Ai（InherentAvailability）指只考虑到故障修复情况，不进行预防性维修，没有考虑备件和管理延迟。反映了由设计赋予列车的可用度。易于度量，常用作采购时合同规定的要求。,可用性参数,第38页,可达可用度Aa（AchievedAvailability）考虑到故障修复和预防性情况，没有考虑备件和管理延迟。可达可用度也称为技术可用度（TechnicalAvailability）。有时也用作采购时合同规定的要求。,可用性参数,第39页,运行可用度Ao（OperationalAvailability）考虑到故障修复性和预防性情况，并考虑保障延迟。评估机车在实际使用条件下的可用性。运行可用度（Ao）不是制造商可控的因素。,内容安排,2,3,RAMS参数体系,RAMS业务流程,4,RAMS工作方法,1,RAMS基本概念,RAMS工程体系,RAMS流程,RAMS工作系统,RAMS数据信息,RAMS工程方法,RAMS技术要求,RAMS技术要求,产品设计要求中应明确包含RAMS设计要求，并且同功能性能一样，作为关键特性要求RAMS设计要求不仅仅包含指标设计要求，也包含定性的设计要求和分析要求RAMS设计要求的基本原则是：清晰明确的可测量的可执行的可跟踪检查的可验证的,RAMS要求的内容,RAMS要求以合同或任务书的形式提出，需要包括：,指标要求数值指标指标描述置信度,数据要求数据源数据格式,验证方法使用验证试验验证分析验证,工作项目可靠性维修性可用性安全性,技术要求工作要求工作方法,评审要求文档要求里程碑过程监控,可靠性工作流程,功能FMEA,硬件FMECA,设计验证计划,强度分析和仿真强度/疲劳试验可靠性验证试验温度、振动、冲击试验,FRACAS,设计更改,产品设计,可靠性建模和预计,设计要求,设计控制措施,安全性,安全性工作流程,功能FMEA,硬件FMECA,设计验证计划,故障树分析,强度分析和仿真强度/疲劳试验可靠性验证试验温度、振动、冲击试验,FRACAS,设计更改,产品设计,可靠性建模和预计,安全性评价,初步危险分析,SSHA,O&SHA,危险登记簿,维修性,维修性工作流程,功能FMEA,硬件FMECA,设计验证计划,维修性预计,RCMA,强度分析和仿真强度/疲劳试验可靠性验证试验温度、振动、冲击试验,FRACAS,设计更改,产品设计,可靠性建模和预计,维护策略,维修策略,工艺FMEA,工艺控制计划,维修任务分析,RAMS工作流程(总),功能FMEA,硬件FMECA,设计验证计划,故障树分析,维修性分析,RCMA,强度分析和仿真强度/疲劳试验可靠性验证试验温度、振动、冲击试验,FRACAS,设计更改,产品设计,可靠性建模和预计,维护策略,安全性评价,维修策略,初步危险分析,工艺FMEA,工艺控制计划,RAMS流程,RAMS与研制流程的融合,总体层次模板,内容安排,2,3,RAMS参数体系,RAMS业务流程,4,RAMS工作方法,1,RAMS基本概念,RAMS工作流程(总),功能FMEA,硬件FMECA,设计验证计划,故障树分析,维修性分析,RCMA,强度分析和仿真强度/疲劳试验可靠性验证试验温度、振动、冲击试验,FRACAS,设计更改,产品设计,可靠性建模和预计,维护策略,安全性评价,维修策略,初步危险分析,工艺FMEA,工艺控制计划,故障模式影响及危害性分析（FMECA）,故障模式影响及危害度分析（FailureModeEffectsandCriticalityAnalysis，简记为FMECA）是分析系统中每一产品所有可能产生的潜在故障模式及其对系统造成的所有可能影响，并按每一个故障模式的严重程度、发生频度予以分类的一种归纳分析方法。是一个系统化的过程，利用表格方法，同时也是用于解决问题的工具，来识别潜在的故障及其影响。,案例展示,RAMS工作流程(总),功能FMEA,硬件FMECA,设计验证计划,故障树分析,维修性分析,RCMA,强度分析和仿真强度/疲劳试验可靠性验证试验温度、振动、冲击试验,FRACAS,设计更改,产品设计,可靠性建模和预计,维护策略,安全性评价,维修策略,初步危险分析,工艺FMEA,工艺控制计划,可靠性建模和预计,可靠性模型表示系统与单元之间的可靠性逻辑关系。可靠性预计是对产品或者系统的可靠性进行定量的估计，推测其可能达到的可靠性水平（MTBF），是一个自下而上、由局部到整体、从小到大的一种系统综合过程。,案例展示,RAMS工作流程(总),功能FMEA,硬件FMECA,设计验证计划,故障树分析,维修性分析,RCMA,强度分析和仿真强度/疲劳试验可靠性验证试验温度、振动、冲击试验,FRACAS,设计更改,产品设计,可靠性建模和预计,维护策略,安全性评价,维修策略,初步危险分析,工艺FMEA,工艺控制计划,设计验证计划和报告,是一种制订贯穿于产品开发过程的试验活动计划和文件化的方法。设计验证是一种严格的并以文件形式开展的活动，由具备规定资格和资历的人客观地去执行。产品设计师负责提出所设计产品的验证需求和验证项目，负责订一个为保证部件或系统符合所有工程要求所需的试验的全面完整的计划，以便安排出合理的试验程序。,设计验证计划,确定验证方法,设计验证计划,设计验证计划,RAMS工作流程(总),功能FMEA,硬件FMECA,设计验证计划,故障树分析,维修性分析,RCMA,强度分析和仿真强度/疲劳试验可靠性验证试验温度、振动、冲击试验,FRACAS,设计更改,产品设计,可靠性建模和预计,维护策略,安全性评价,维修策略,初步危险分析,工艺FMEA,工艺控制计划,可靠性工程试验,RAMS工作流程(总),功能FMEA,硬件FMECA,设计验证计划,故障树分析,维修性分析,RCMA,强度分析和仿真强度/疲劳试验可靠性验证试验温度、振动、冲击试验,FRACAS,设计更改,产品设计,可靠性建模和预计,维护策略,安全性评价,维修策略,初步危险分析,工艺FMEA,工艺控制计划,故障信息闭环管理-FRACAS,FRACAS是“FailureReportAnalysisandCorrectiveActionSystem”的缩写，是“故障报告、分析及纠正措施系统”，FRACAS通常也称为“故障信息闭环管理系统”。FRACAS有多种称法，如“归零管理”、“PRACAS”、“8D”等。,FRACAS简单说明,利用“信息反馈，闭环控制”的原理，通过一套规范化的程序，使发生的产品故障能得到及时的报告和纠正，从而实现产品可靠性的增长，达到对产品可靠性和维修性的预期要求，防止故障再现。通过FRACAS建立企业问题/故障信息数据库，为可靠性设计和分析以及关于维修策略、保障策略和备件策略的制定提供数据支持。,FRACAS作用,FRACAS一般业务流程,技术服务部门,质量部/故障管理委员会,研发部门,问题记录,根原因分析，制定纠正措施,工艺部门,采购部门,初步原因分析,责任认领,仲裁,分析、纠正,效果确认,进入整改流程,建立问题报告并立项,问题解决，归档，关闭,纠正措施实施,纠正措施实施,纠正措施实施,纠正措施实施,实施效果确认,制定永久纠正措施：设计准则、测试方法、故障模式库、器件优选、维修保障策略、质量体系文件,确认问题已解决,问题闭环，归档,责任认领,分析、纠正,责任认领,分析、纠正,是,否,责任明确，非重大、非频发,重大、频发故障或责任不清,RAMS工作流程(总),功能FMEA,硬件FMECA,设计验证计划,故障树分析,维修性分析,RCMA,强度分析和仿真强度/疲劳试验可靠性验证试验温度、振动、冲击试验,FRACAS,设计更改,产品设计,可靠性建模和预计,维护策略,安全性评价,维修策略,初步危险分析,工艺FMEA,工艺控制计划,初步危险分析（PHA）,初步危险分析(PreliminaryHazardAnalysis,PHA)是在系统设计早期开展的危险分析，用以识别系统可能涉及和需要控制的潜在危险，并引出系统设计过程中需要执行的措施以消除或减轻相关危险。所有危险分析的起步以参考系统之过往历史灾害为基础参考系统功能包含：运量、车站数量、里程长度、使用文化并考虑本系统之独特之处于概念设计时执行最佳,RAMS工作流程(总),功能FMEA,硬件FMECA,设计验证计划,故障树分析,维修性分析,RCMA,强度分析和仿真强度/疲劳试验可靠性验证试验温度、振动、冲击试验,FRACAS,设计更改,产品设计,可靠性建模和预计,维护策略,安全性评价,维修策略,初步危险分析,工艺FMEA,工艺控制计划,故障树分析（FTA）,以一个选定的不期望的系统故障事件或系统状态作为分析对象（定事件），通过对可能造成产品故障的硬件、软件、环境、人为因素等因素进行分析，建立一个逻辑因果关系图，从而确定产品故障原因的各种可能组合或其发生概率，并据以采取相应的纠正措施，以提高系统可靠性和安全性的一种设计分析方法。,RAMS工作流程(总),功能FMEA,硬件FMECA,设计验证计划,故障树分析,维修性分析,RCMA,强度分析和仿真强度/疲劳试验可靠性验证试验温度、振动、冲击试验,FRACAS,设计更改,产品设计,可靠性建模和预计,维护策略,安全性评价,维修策略,初步危险分析,工艺FM