chaptermqr-201804_14

1、数字化双“V”研内模式五性五性定型定型初步方案数字化RMS“V”研内模式三“V”一体化研内模式Quality and Reliability Technology质量与可靠性技术可靠性、维修性、保障性技术集成应用平台任 羿 杨德真（北京航空航天大学可靠性工程研究所，邮编 ：100191，电话 DOI: 10.12050/jm 2018020414摘 要：针对当前研发企业可靠性系统工程能力方面存在的问题，从技术体系、工作模式、支撑平台等角度出发，以可靠性、维修性、保障性技术集成应用平台为载体提供了一套完整的解决方案。系统给出了可靠性、维修性、保障性平台的设计理念、体系

2、结构、功能组成及运行模式，并从全面、综合、可控、智能、高效、柔性、融合等7个方面阐述了可靠性、维修性、保障性平台的先进性。关键词：可靠性；维修性；RMS平台；集成平台；可靠性系统工程能力1 引言高新技术产品研制需求日益复杂，但国内产品研发企业现有可靠性、维修性、保障性（简称RMS） 工程能力存在较大差距，无法有效应对这一挑战。工程实际中仍存在RMS工作开展不系统、不充分、不彻底等问题，最终表现为产品质量与可靠性问题称RMS平台）以及配套的RMS一体化工作模式，为解决上述问题提供了完整的解决方案。该方案由总装备部和国防科工局共同牵头，由北航可靠性工程研究所研发并产品化后联合推向航空、航天、船舶、

3、兵器、核、电子、工程物理等军工行业，同时渗透高铁、能源等民用领域，分批次、有重点进行建设，帮助各企业构建并形成强大的RMS工程能力。突出，故障现象不高。、故障原因多样，系统综合效能当前各研发企业的RMS工程能力差距主要表现为组织模式不完善、工作过程不规范、设计经验难积累、协同效应不突出、系统综合无手段、信息基础较薄弱、全局状态把控差。北京航空航天大学（简称北航）可靠性工程研究所依托国家课题支持构建了RMS技术集成体系框架，有机集成“九五”以来的RMS技术成果，研发了RMS技术集成应用平台（简2 RMS平台总体架构2.1 平台设计理念RMS平台的设计理念将RMS工作融入到产品研制过程中，随着数字

4、化设计的发展，性能专业已发展到数字化双“V”研发模式，RMS数字化设计也可遵循V字研发模式，因此，最终实现的是3“V”一体化研发模式，如图 1所示。其目的是确保同一团队产定型方案 初步 详细数字化双“V”研发模式数字化RMS“V”研发模式三“V”一体化研发模式图1 三“V”一体化研发模式军贸产品质量与可靠性 2018第四辑Quality and Reliability of Military Trade Products35设计定型仿真分析（CAE）设计（CAD）虚拟试验（CAE）实物试验五性验五性设计同一同一段同一象一权衡同一数据源Quality and Reliability Techno

5、logy质量与可靠性技术针对同一设计对象，在相同的阶段，使用相同的数据共享平台，对性能和RMS进行统一的权衡设计，如图 2所示。束引导和监督控制，整个集成体系与产品研发过程紧密融合。RMS平台体系图见图3。2.3 平台功能组成RMS平台由RMS协同设计过程控制与管理系 统、RMS要求实现过程动态综合监控、RMS基础库、成品RMS信息管理、RMS辅助工具集（43个）、数字化 集成环境接口等5部分构成。其结构图如图4所示。RMS平台采用技术与管理相集成的方式为型号单位RMS能力建设及相关工作提供全面支撑。在技术上，以满足全系统、全过程、全特性（三全）需求为目标，可有效支持主机单位或配套单位针对装备

6、各层次开展RMS要求论证、设计分析、试验评价、使用保障等相关工作，在管理上，可有效支持RMS人员组织管理、过程监控、技术状态控制等相关工作。（1） RMS设计过程控制与管理系统：该系统 的主要功能包括产品技术状态管理、协同工作流程管理、工作任务管理、设计过程文档管理、RMS设计分析结果管理以及状态总览等，并按照设计师的职能分角色配置各用户的操作权限，逐级分解，任务分工明确，可有效辅助设计部门协调、规划、监督、控制产品的性能与RMS设计工作。（2） RMS基础库：该系统以产品平台/产品实例 同一团队 同一阶段 同一对象 性能R MS 统一权衡 图2 RMS平台工作目标2.2 平台体系结构RMS平

7、台在技术层面，面向产品研制全过程， 从立项论证、设计分析、试验评价到使用保障，针对产品不同层次，从产品、系统到元器件/零部件，以故障闭环消减控制为核心，将RMS方法进行有机集 成；在管理层面，从指标要求、组织形式、工作流程、数据状态、过程监控等5个方面对RMS设计进行约 综合论证 设计分析 试验评价 使用保障 装备 系统 故障闭环消减控制 约束引导监督控制 RMS要求RMS组织RMS流程 RMS数据 RMS监控 融入 产品研发过程图3 RMS平台体系结构 2018第四辑军贸产品质量与可靠性36Quality and Reliability of Military Trade Products技

8、术层管理层保障性方法测试性方法元器件零部件维修性方法安全性方法可靠性方法同一数据源FCSDPQuality and Reliability Technology质量与可靠性技术 RMS要求实现过程综合监控系统设计分析人员 负责人/主管 RMS管理模块 RMS基础库 接口组件对接 产品研发数字化环境（PDM/OA/精益/计划/）图4 RMS平台体系结构为对象，统一管理设计部门自身的RMS基础知识， 包括故障模式影响信息、使用环境条件信息、故障机理信息、RMS指标信息、RMS设计分析准则、RMS 设计分析案例、使用与维修保障资源信息、危险场景等信息。通过该系统，可积累、沉淀产品设计过程中产生的RM

9、S设计分析结果，形成知识，为后续相 似产品设计提供支持。（3） 成品RMS信息管理系统。该系统主要功能包括成品库管理、寿命信息管理、可靠性信息管理、维修性信息管理、测试性信息管理等，并和设计过程控制与管理系统紧密集成，确保产品技术状态与成品技术状态的一致性，同时为系统RMS设计分析 提供输入。（4） 数字化设计环境接口。RMS平台由北航可靠性工程研究所自主研发，具有较好的开放性和可扩展性，可与设计部门当前的数字化设计环境（ 如计划管理系统、PDM系统、门户系统、人力资源管理系统等）进行集成，实现统一登录、统一数据源。（5） RMS设计分析工具集。工具自身以及工具和设计过程控制与管理系统、成品R

10、MS信息管理系统、RMS基础库均实现了柔性集成，可确保产品数据的一致性、设计过程的可控性、基础知识的可再用性。同时，工具集采用积木式结构，可根据需求组合。2.4 平台运行模式RMS平台的运行模式如图5所示，共包含7个基本步骤：（1） 由系统管理员创建并维护用户，同时制订安全策略。（2） 由安全管理员配置用户在RMS平台中的角色（如RMS负责人、RMS设计师等）。同时，安全审计员可随时登录平台查看其安全状态。（3） 由RMS负责人创建产品构型，为工程配置顶层要求、工作规范指南模板案例、协同设计工作流程模板等。同时，为产品各子系统指定系统主管和RMS主管，通过工作流程管理模块和工作指令管理模块下发

11、各系统的RMS设计分析工作任务，并通过RMS设计分析结果及状态总览模块监控任务的执行及其产生的RMS设计分析结果。（4） RMS主管为本系统的各项任务指定执行人，或者通过工作流程管理模块或工作指令管理模军贸产品质量与可靠性 2018第四辑Quality and Reliability of Military Trade Products37RMS工具集RMS结果管理RMS技术状态管理RMS要求管理任务与流程管理RMS人员组织管理成品RMS信息管理总师/负责人/主管Quality and Reliability Technology质量与可靠性技术图5 RMS平台运行模式块继续为本系统的子节点下

12、发相应的RMS设计分析任务，同时通过RMS设计分析结果及状态总览模块监控本系统RMS设计分析任务的执行及其产生的RMS设计分析结果。（5） 设计分析员通过工作任务管理模块获取工作列表，启动关联的RMS设计分析工具，从工程及产品结构管理模块获取产品结构信息及所需的RMS信息，完成之后将设计结果提交到设计过程控制与管理系统，一方面作为RMS设计分析结果状态总览模块的数据源，另一方面也为其他RMS设计分析工作提供输入或参考。同时，可从成品RMS信息管理模块中获取成品RMS设计结果，作为系统RMS 设计的输入。（6） 总师/RMS负责人可查看平台中所有工程的RMS设计分析结果，并进行统计分析形成报表。

13、类似地，系统主管也可查看所负责系统的RMS设计分析结果，并进行统计分析形成报表。同时，设计人员需要跟踪故障模式以及维修问题的消减过程。（7）基础信息员可维护相关产品的RMS基础知识。同时，设计分析员在开展RMS工作时可从中获取RMS基础知识或从相似工程引用。3 平台技术创新RMS平台紧密结合国内需求，符合国军标，拥 有丰富的基础数据，可有机融入到型号单位已有数字化研发环境，具有全面、综合、可控、智能、高效、柔性、融合等7大特征，可为型号单位提升RMS工程能力，解决RMS问题提供先进全面的解决方案（见图6）。（1）全面可以提供人员、组织、资源、任务、技术状态等全面管理支持，以及系统、特性、过程“

14、三全”的全面 2018第四辑军贸产品质量与可靠性38Quality and Reliability of Military Trade ProductsQuality and Reliability Technology质量与可靠性技术技术支撑，平台拥有全套自主知识产权（50多个工具）。（2） 综合提供全局状态把控、综合权衡、可视化监控以及问题涌现发现等功能，解决RMS与性能综合无手段等问题。（3） 可控RMS平台保证研制过程的可控，数据的一致性，保证工作的规范性，提供对成品的管控能力，并提供独有的故障闭环消减能力。（4） 智能RMS平台大量工具提供了向导功能，使经过基本培训的人员可掌握工具的

15、使用。同时提供了知识智能推送功能，提高了设计经验的积累和重用能力。（5） 高效RMS平台可使工作效率提升，使特定工作的能力提高，如故障树，RMS平台支持大数据的处理，能够快速迭代技术状态。（6） 柔性RMS平台的建设理念是因地制宜、按需集成， 因此提供了面向不同企业特点（如总体单位、配套单位等）的全方位解决方案。同时，RMS平台的工具采用了模块化设计，能够灵活“积木式”组合，使得平台能够符合企业的实际需求。（7）融合RMS平台能够与已有数字化研发环境进行无缝对接，如产品数据管理系统、企业门户（OA）系统、科研计划管理系统、精益研发平台以及其他相关系统等。4 结束语RMS平台已成功应用于航空、航天、兵器、船 舶、电子、核等领域60多家企业，取得了良好的应用效果，为多个型号产品的可靠性提升提供了先进手段。随着基于模型的系统工程方法的发展与应用， RMS