模型驱动的牢靠性规划与剖析技能展望

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模型驱动的牢靠性规划与剖析技能展望
牢靠性作为产品的固有属性,北京工业设计www.qclpsj.com其重要性显而易见。在科学技能日益兴旺的今日,试想人们早上醒来,翻开电灯,乘坐电梯,出行运用交通东西,办公室翻开电脑,联系作业运用电话,等等,人们充沛享用着现代文明带来的便当。假…
查看更多 使这些产品毛病频发,牢靠性差,那么我们就不是享用而是受罪了;如果产品是武器装备,产品的不行靠在平常练习和作战中构成的成果是不可思议的,乃至可能直接联系到战斗人员的生命安全和战役的输赢。和欧美兴旺国家比较,我国工业产品和武器装备的牢靠性依然处于一个较低的水平,产品牢靠性问题已经成为制约我国由“制作大国”向“制作强国”的瓶颈之一。
产品牢靠性规划剖析作业面临的挑战和机会
产品牢靠性是规划出来的,可是,现在我国的牢靠性规划剖析依然存在与产品功用规划作业“两张皮”的老大难问题,应该说首要结症还在于现有的牢靠性技能办法的工程适应性不强,外加根底毛病数据的缺少,构成在产品研发进程中对规划计划潜在薄弱环节的定位不详细或不全面,不得不比及研发后期具备物理样机后,依托实验的办法来露出产品规划缺点并验证牢靠性的合格情况。一旦产品牢靠性不合格,必然会导致规划重复,构成时刻、成本等方面的极大糟蹋。并且,跟着用户需求的不断提高,产品杂乱程度越来越高,牢靠性要求的规划完成日益困难。因而,讨论新的愈加有用的牢靠性规划剖析技能十分必要和火急。
牢靠性工程和其他专业学科一样,也是因为科学技能的不断进步而推进展开的。例如,根底资料、元器件和工艺等技能和质量水平的不断提高为牢靠性工程技能的展开奠定了坚实的根底;对产品毛病规则知道的不断深化推进着牢靠性理论和办法的不断创新;广泛运用的产品信息化和数字化规划手法为牢靠性技能的研讨和工程运用增效供给了全新的手法。特别近年来跟着产品数字化规划技能逐步老练,并在工业范畴广泛运用,对产品并行规划和集成制作具有极大支撑效果。数字化规划和制作等先进技能手法的呈现彻底改变了传统“实验-剖析-改善”(Test,Analysis and Fix,TAAF)的串行研发形式,产品数字样机将逐步替代研发进程中用于工程剖析的什物模型或物理样机,已经成为工业界不行逆转的趋势。产品数字化研发环境的强壮建模和仿真才能,为克服现有牢靠性技能存在的缺点、创新牢靠性工程技能以及完成牢靠性与产品功用的并行规划等,供给了极为重要的根底支撑条件。
根据数字化手法的牢靠性规划剖析技能作为现有牢靠性工程技能的有利弥补,预期能够发挥以下重要的效果:
1.为现有牢靠性技能东西的运用增效供给手法。
现有的牢靠性工程技能,限于技能构成时期的认知和工程手法,对产品规划计划以及毛病规则进行了许多假定和简化,仅考虑了毛病的计算规则性和毛病逻辑联系,对产品的毛病发作及其传达影响规则包含不全。依托现代数字化渠道强壮建模手法和杂乱仿真解析才能,牢靠性建模能够从毛病的界说动身,树立根据产品功用参量改变的牢靠性模型,不只能够考虑产品组成部分之间的毛病逻辑组合联系对产品的影响,并且对产品各组成部分因为参数漂移和功用差错的归纳累积差错引起的大局毛病、以及体系接口毛病等问题能够全面模仿调查,一起根据产品功用模型毛病注入的FMEA办法,不光能够考虑单一毛病要素的影响,并且能够灵敏地考虑多毛病要素的逻辑和时序组合影响等。
2.为牢靠性理论创新及运用供给办法途径。
现有的牢靠性工程技能树立在对产品毛病计算的规则及其理论根底之上,牢靠性目标的剖析与评价是根据产品“黑箱”式的内外场实验成果的计算推断,与产品的规划参数并不直接相关联。工程实践中,除了产品的毛病计算数据,很多与牢靠性休戚相关而并非传统意义上的毛病的根底数据(如功用退化,参数漂移等)在现有的牢靠性办法体系下未能得到有用的运用,然后失掉发现牢靠性问题的很多头绪;并且根据“毛病”信息,是一种事后反应的办法,本质上不能完成毛病的事前避免。运用产品数字化规划环境供给的强壮建模与仿真才能,牢靠性规划剖析能够依托产品的数字样机,进行根据广义应力损害的毛病机理剖析以及根据功用参量状况改变的功用牢靠性剖析,确定规划薄弱环节,完成毛病的剖析和避免。这些牢靠性的新理论和新办法多年来展开受限的一个首要原因是缺少相应的建模和仿真剖析的东西,数字化强壮的建模仿真剖析才能为展开这些作业供给了保障条件。
3.为牢靠性与产品规划一体化供给渠道环境。
因为现有牢靠性规划剖析作业的成效缺乏,牢靠性作业实践是遵照“实验-剖析-改善”串行的作业形式,尚不能与产品功用规划完成并行协同。现有根据毛病计算的牢靠性作业项目如牢靠性估计、牢靠性框图、毛病形式影响与损害剖析、毛病树和牢靠性增长等,对于产品牢靠性的完成发挥了很大效果,但是更重要的是我们如何经过工程的办法手法对毛病进行剖析定位,包含清楚产品的首要毛病形式、毛病机理和毛病方位等信息,然后能够采取有用办法避免毛病的发作。这些工程办法首要包含热剖析、模态与振荡剖析、疲惫剖析以及功用仿真剖析等,规划团队采用这些办法能够规划出无毛病运用期满足长的产品。这些作业需求投入各种技能资源,需求多个专业的协同作业,运用的东西不该仅仅是传统的牢靠性东西,还需借助各种数字化剖析东西,如CFD剖析东西、FEA剖析东西、疲惫剖析东西、功用和动态仿真剖析东西等。一个优秀的规划团队应从产品规划的前期就展开这些工程剖析作业,找出产品规划的薄弱环节并剖析其毛病机理。树立在数字化规划环境下的根据单一数据源的产品数字化模型为展开牢靠性与产品规划一体化作业供给了必要的手法, 便于从组织形式、规划流程、数据流程、操控流程、监控流程等方面完成一体化。
模型驱动的体系工程办法
现在我国武器装备与工业产品的数字化规划与研发水平越来越高,无论是军工产品,仍是轿车家电等行业,根据数字化模型的产品规划是大势所趋。中航工业集团公司现在正在大力推广根据模型的体系工程(MBSE)办法,实质上是树立在数字化研发环境下的一种先进的产品开发办法。它以建模办法支持产品体系要求承认、规划、剖析、验证和计划承认等活动,这些活动从概念性规划阶段开端,持续贯穿到规划开发以及后来的一切的寿命周期阶段。
根据模型的体系工程着重体系规划规范的生成要从“根据文本”向“根据模型”转变,着重应运用“模型”而不是“文档”作为体系各阶段规划的传递言语,削减规划开发和迭代进程中的言语不一致性。在MBSE办法中,体系架构模型是体系开发进程的要害要素,经过采用面向对象的、图形化、可视化的体系建模言语描绘体系的底层元素,进而逐层向上树立集成化、详细化、可视化的体系架构模型,增加了对体系描绘的全面性、准确性和一致性。

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