RAMS技术基础培训ppt课件.pptx

RAMS技术培训 1 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 2 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 3 中国轨道交通的关键词 安全 S 可靠 RAM 经济 LCC 4 RAMS 高的可用性 高的安全性 合理的费用 高的效能 5 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 6 这就是RAM 故障 7 这就是S 危险 8 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 9 当前产品设计的本质是 效费 设计 10 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 11 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 12 过去 我们是这样回答的 13 RAMS 以后 我们该这样回答 这样的回答方式 更科学 更理性 14 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 15 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 16 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 17 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 18 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 19 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 20 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 21 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 22 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 24 机车故障类别定义 25 平均故障间隔时间 MTBF 26 铁总对机车的可靠性指标要求 27 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 28 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 30 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 31 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 32 铁路产品维修性参数体系 33 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 34 MTTR的时间 35 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 36 可用性参数 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 37 可用性参数 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 38 可用性参数 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 39 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 40 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 41 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 42 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 43 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 44 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 45 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 46 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 47 RAMS流程 48 RAMS与研制流程的融合 总体层次模板 49 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 50 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 51 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 52 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 53 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 54 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 55 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 56 设计验证计划 确定验证方法 57 设计验证计划 设计验证计划 58 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 59 可靠性工程试验 60 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 61 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 62 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 63 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 64 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 65 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 66 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 67 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 68 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