張洪霞 林 創(chuàng)

【摘要】在簡(jiǎn)要分析了國(guó)內(nèi)外可靠性軟件的現(xiàn)狀之后,文章闡述了一種可靠性信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路,詳細(xì)介紹了各子系統(tǒng)的功能。該系統(tǒng)可提供面向工程的多項(xiàng)質(zhì)量與可靠性專(zhuān)項(xiàng)技術(shù)的綜合解決方案,使系統(tǒng)及其衍生產(chǎn)品適應(yīng)產(chǎn)品高可靠性的需要。

【關(guān)鍵詞】可靠性信息管理貨架模塊衍生產(chǎn)品MTBF

1 前言

軍用通信系統(tǒng)類(lèi)產(chǎn)品具有可靠性要求高、產(chǎn)品批量小、改型升級(jí)快等特點(diǎn),通常的可靠性信息管理方式難于完成數(shù)據(jù)的流程化處理和綜合分析。

目前國(guó)外開(kāi)發(fā)可靠性相關(guān)領(lǐng)域軟件的公司有Relex、ALD、ITEM TOOLKIT、Isogragh等等。他們已經(jīng)開(kāi)發(fā)了比較成熟的可靠性專(zhuān)業(yè)技術(shù)軟件,并以這些成熟軟件為基礎(chǔ),根據(jù)企業(yè)工程上的具體特點(diǎn)進(jìn)行個(gè)性化的設(shè)計(jì),然后交付企業(yè)使用,如用于F-35聯(lián)合攻擊機(jī)(JSF)的FRACAS系統(tǒng)就是由洛克希德馬丁公司選擇ALD的FavoWeb軟件并進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì)的。這些軟件系統(tǒng)作為專(zhuān)項(xiàng)技術(shù)管理已經(jīng)相當(dāng)成熟,但不適應(yīng)國(guó)內(nèi)軍工電子裝備企業(yè)管理多個(gè)相關(guān)系統(tǒng)的需要;而根據(jù)企業(yè)工程定制軟件,又受到保密的限制。

目前國(guó)內(nèi)比較成熟的可靠性軟件,主要針對(duì)具體企業(yè)的質(zhì)量管理體系過(guò)程進(jìn)行綜合管理,沒(méi)有提供多項(xiàng)目可靠性信息綜合管理平臺(tái),也無(wú)報(bào)/預(yù)警功能;更無(wú)法適應(yīng)多類(lèi)型、小批量產(chǎn)品的高可靠性管理需要和工程現(xiàn)狀,無(wú)法適應(yīng)系統(tǒng)及其衍生產(chǎn)品的可靠性信息管理。

本研究組根據(jù)近幾年某型號(hào)軍用通信系統(tǒng)生產(chǎn)與裝備的實(shí)際情況,通過(guò)對(duì)某研究所某系統(tǒng)產(chǎn)品及其多種衍生產(chǎn)品的可靠性模型、數(shù)據(jù)和信息研究,設(shè)計(jì)建立了一套適合于該通信系統(tǒng)的可靠性信息管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了對(duì)該類(lèi)系統(tǒng)研制、生產(chǎn)、試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)使用等相關(guān)數(shù)據(jù)和故障信息的綜合分析,可有效評(píng)估系統(tǒng)的可靠性,尋找提高裝備可靠性的薄弱環(huán)節(jié)、部位與途徑,從而采取有效措施提高裝備的可靠性,以適應(yīng)當(dāng)前形勢(shì)及各特定系統(tǒng)的高可靠性需要。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

2.1 確定數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析管理的基本單元

對(duì)系統(tǒng)各設(shè)備進(jìn)行分析,篩選出所有貨架模塊,作為數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和管理分析的基本單元;對(duì)系統(tǒng)衍生型號(hào)產(chǎn)品各設(shè)備進(jìn)行分析,篩選出所有貨架模塊,其數(shù)據(jù)可以與原系統(tǒng)相應(yīng)貨架模塊直接累計(jì)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析;對(duì)衍生系統(tǒng)各設(shè)備進(jìn)行分析,篩選出在貨架模塊基礎(chǔ)上進(jìn)行少量改進(jìn)的模塊,比對(duì)形成數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換關(guān)系后,其數(shù)據(jù)可以按轉(zhuǎn)換關(guān)系參與統(tǒng)計(jì)和分析。其它部分仍按通常的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)收集、統(tǒng)計(jì)和分析。

2.2 系統(tǒng)構(gòu)建

根據(jù)對(duì)多年通信系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的分析、研究,以及本系統(tǒng)的目的和用途,確定系統(tǒng)框架,系統(tǒng)模塊構(gòu)成有:故障管理、貨架模塊管理、用戶(hù)及其權(quán)限管理、維修性預(yù)報(bào)管理、可靠性增長(zhǎng)分析。后臺(tái)還有兩個(gè)支撐模塊——報(bào)表輸出和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理模塊。這樣的系統(tǒng)構(gòu)架,可實(shí)現(xiàn)可靠性數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、分析、查詢(xún)等功能,使可靠性信息管理工作系統(tǒng)化,既解決了項(xiàng)目之間的橫向聯(lián)系,也歸納了可靠性信息內(nèi)在特性之間的縱向關(guān)系。

2.3 建立各子系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型

建立矩陣管理、故障管理、可靠性評(píng)估、維修性預(yù)報(bào)管理等子系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,如建立可靠性(MTBF)評(píng)價(jià)模型。由于該通信系統(tǒng)和設(shè)備服從指數(shù)分布,故其MTBF貝葉斯單側(cè)置信下限可用如下的模型計(jì)算得出:

MTBF_L=2T/[χ1-α(2γ)] (1)

其中:

MTBFL表示系統(tǒng)/設(shè)備的MTBF單側(cè)置信下限;

T為系統(tǒng)和設(shè)備的等效試驗(yàn)累積時(shí)間,該值可由系統(tǒng)和設(shè)備環(huán)境試驗(yàn)、滿(mǎn)負(fù)荷加電考核、外場(chǎng)試驗(yàn)、加電老煉、應(yīng)力篩選試驗(yàn)等數(shù)據(jù),經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)加權(quán)得到;

γ為故障數(shù),(1-α)為置信度。

衍生系統(tǒng)的可靠性評(píng)估模型是在原系統(tǒng)評(píng)估模型基礎(chǔ)上,將改進(jìn)部分比對(duì)形成數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換關(guān)系后,形成相應(yīng)衍生系統(tǒng)的可靠性評(píng)估模型。

2.4 子系統(tǒng)設(shè)計(jì)

細(xì)化各子系統(tǒng)功能;建立各子系統(tǒng)工作流程;確定各子系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn);明確子系統(tǒng)之間與信息和數(shù)據(jù)處理的關(guān)聯(lián)流程。

2.5 軟件設(shè)計(jì)

(1)人機(jī)交互

數(shù)據(jù)輸入部分可接受多種輸入模式,進(jìn)行準(zhǔn)確、詳細(xì)、形象、規(guī)范的信息記錄;數(shù)據(jù)輸出部分可將信息及時(shí)傳送給指定用戶(hù),并能通過(guò)多種方式輸出所指定的結(jié)果。

(2)用戶(hù)權(quán)限管理

二級(jí)安全措施:第一層是系統(tǒng)安全級(jí)別,第二層是數(shù)據(jù)庫(kù)訪(fǎng)問(wèn)級(jí)別?？梢园错?xiàng)目、資源、級(jí)別等設(shè)置不同的用戶(hù)組權(quán)限,保證數(shù)據(jù)的訪(fǎng)問(wèn)安全,同時(shí)能產(chǎn)生用戶(hù)對(duì)關(guān)鍵資源的訪(fǎng)問(wèn)日志。在這里數(shù)據(jù)的安全主要包括兩個(gè)方面:一是讓用戶(hù)按規(guī)定的權(quán)限進(jìn)入系統(tǒng),以保證管理流程的正常實(shí)施;二是防止偽信息進(jìn)入,保證輸入數(shù)據(jù)的真實(shí)有效,從而保證可靠性數(shù)據(jù)與信息管理的準(zhǔn)確度和可信度。

(3)系統(tǒng)容量管理

對(duì)用戶(hù)的訪(fǎng)問(wèn)流量、訪(fǎng)問(wèn)速度進(jìn)行管理和控制,使系統(tǒng)可同時(shí)接納120個(gè)用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn),不產(chǎn)生明顯延時(shí)。

(4)信息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理

選擇合適的數(shù)據(jù)庫(kù)模型,完善信息數(shù)據(jù)的存儲(chǔ),保證整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和數(shù)據(jù)的安全可靠,確保數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性控制、并發(fā)控制和安全性控制。

(5)信息數(shù)據(jù)處理

實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)處理模型,包括矩陣管理、故障管理、監(jiān)控報(bào)警管理、維修性預(yù)報(bào)管理、可靠性增長(zhǎng)分析等子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理。除完成縱向信息數(shù)據(jù)處理外,重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了各項(xiàng)目橫向的關(guān)聯(lián)信息處理。

2.6 信息和數(shù)據(jù)錄入

信息和數(shù)據(jù)錄入包括兩方面的內(nèi)容:一是管理信息,必須嚴(yán)格按照組織的管理制度、流程、相關(guān)人員的職責(zé)、權(quán)限準(zhǔn)確地錄入,以保證管理流程和工作程序的正常動(dòng)作。二是技術(shù)信息,現(xiàn)有的歷史信息和數(shù)據(jù)是使系統(tǒng)具有生命力的血液,這些數(shù)據(jù)需要進(jìn)行提煉和錄入,并提供關(guān)鍵詞引擎和數(shù)據(jù)的共享,把這些“死的寶貝”變成“活的寶貝”,實(shí)現(xiàn)信息與數(shù)據(jù)的共用和延續(xù)。要嚴(yán)格按管理流程識(shí)別這些信息和數(shù)據(jù)的價(jià)值和真?zhèn)?加以提煉和控制錄入,以保證錄入系統(tǒng)的信息和數(shù)據(jù)具有可用性。

2.7 軟件接口

該系統(tǒng)可與辦公自動(dòng)化系統(tǒng)(OA)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,主要交互的數(shù)據(jù)內(nèi)容:(1)用戶(hù)資料信息,(2)短信息內(nèi)容。這樣可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的共享,如組織機(jī)構(gòu)信息、人員信息、預(yù)報(bào)警信息等。

3 系統(tǒng)功能介紹

3.1 系統(tǒng)功能框圖

圖1 QDIS系統(tǒng)功能框圖

3.2 子系統(tǒng)功能

本系統(tǒng)共包含6個(gè)子系統(tǒng),2個(gè)基礎(chǔ)支撐模塊,各部分具體的功能如下:

(1)故障管理子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)包括決策指派、質(zhì)量分析、技術(shù)五項(xiàng)歸零、管理五項(xiàng)歸零等四個(gè)模塊。決策指派模塊是FIO對(duì)故障處理的級(jí)別、方式等作出決策和指派,當(dāng)該子系統(tǒng)接受故障信息后,與數(shù)據(jù)庫(kù)的信息進(jìn)行比對(duì),根據(jù)產(chǎn)品所處階段、發(fā)生頻次、所處部位及決策指派流程對(duì)故障的處理作出決策和指派。技術(shù)歸零模塊對(duì)技術(shù)原因引起的故障五項(xiàng)歸零活動(dòng)進(jìn)行管理;質(zhì)量分析模塊對(duì)無(wú)法進(jìn)行故障復(fù)現(xiàn)的技術(shù)歸零活動(dòng)進(jìn)行管理;管理歸零模塊對(duì)管理原因引起的故障五項(xiàng)歸零活動(dòng)進(jìn)行管理。

(2)貨架模塊管理子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)按貨架模塊類(lèi)別、故障部位、故障類(lèi)型、故障環(huán)節(jié)、故障機(jī)理、故障模式等進(jìn)行橫向或縱向的管理和統(tǒng)計(jì)分析功能。

(3)用戶(hù)及其權(quán)限管理子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能有:按項(xiàng)目、資源、級(jí)別等設(shè)置不同的用戶(hù)組權(quán)限,保證數(shù)據(jù)的訪(fǎng)問(wèn)安全,同時(shí)產(chǎn)生用戶(hù)的訪(fǎng)問(wèn)日志;允許120個(gè)用戶(hù)同時(shí)使用,不會(huì)產(chǎn)生明顯的延時(shí)。

(4)監(jiān)控報(bào)警管理子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)對(duì)關(guān)鍵、重要及異常事件實(shí)現(xiàn)報(bào)/預(yù)警功能。包括兩類(lèi)不同性質(zhì)的報(bào)警:一類(lèi)是技術(shù)報(bào)警,即當(dāng)故障發(fā)生并輸入系統(tǒng)時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)與數(shù)據(jù)庫(kù)信息進(jìn)行比對(duì),若為重復(fù)發(fā)生的故障,則觸發(fā)系統(tǒng)報(bào)/預(yù)警功能,系統(tǒng)報(bào)警并輸出檢索到的信息;一類(lèi)是管理報(bào)警,即當(dāng)某故障頻繁發(fā)生或在限定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有完成規(guī)定的處理時(shí),在指定的時(shí)間、條件或狀態(tài)下會(huì)自動(dòng)觸發(fā)報(bào)/預(yù)警功能,并通過(guò)OA傳遞給相應(yīng)級(jí)別的人員,促使他們及時(shí)處理這些可靠性信息。

(5)維修性預(yù)報(bào)管理子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)按照設(shè)定的模型,根據(jù)輸入的產(chǎn)品可靠性信息,提供維修性計(jì)劃和預(yù)報(bào)等功能。

(6)可靠性增長(zhǎng)分析子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)按產(chǎn)品使用、試驗(yàn)等故障信息,評(píng)估出產(chǎn)品的可靠性水平,提供產(chǎn)品可能的可靠性增長(zhǎng)曲線(xiàn),為質(zhì)量師提供決策參考。

(7)計(jì)算與報(bào)表輸出功能模塊

提供報(bào)表與圖形輸入和輸出功能,包括MTBF/MTTR、可用度的計(jì)算、故障統(tǒng)計(jì)、分析圖表的輸入/出等功能。

(8)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理功能模塊

建立信息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù),保證整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和數(shù)據(jù)的安全可靠,確保數(shù)據(jù)庫(kù)的恢復(fù)、完整性控制、并發(fā)控制和安全性控制。比如產(chǎn)品BOM、使用數(shù)據(jù)、顧客信息、故障信息等,這些數(shù)據(jù)和信息一次錄入,系統(tǒng)共享。

4 結(jié)束語(yǔ)

該系統(tǒng)已進(jìn)入試運(yùn)行階段,至少解決了以下工程問(wèn)題:

(1)某型號(hào)通信系統(tǒng)的使用可靠性受設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、使用維修以及環(huán)境條件等多因素的影響,且各因素之間互相作用,僅靠局部的信息處理往往不能達(dá)到期望。該平臺(tái)通過(guò)對(duì)各類(lèi)可靠性信息的綜合分析,可研究通信系統(tǒng)的可靠性規(guī)律,識(shí)別出解決通信系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

(2)對(duì)某型號(hào)通信系統(tǒng)可靠性信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行管理,對(duì)各類(lèi)衍生型號(hào)產(chǎn)品進(jìn)行橫向關(guān)聯(lián)處理,實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)可靠性的評(píng)估。

(3)對(duì)正在研制生產(chǎn)的產(chǎn)品,凡使用了貨架模塊的均能進(jìn)行警報(bào)設(shè)置,以確保及時(shí)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)防范,從技術(shù)上實(shí)現(xiàn)預(yù)防為主的管理思想。

(4)通過(guò)提高某型號(hào)通信系統(tǒng)及其各模塊,特別是貨架模塊公共基礎(chǔ)信息和數(shù)據(jù)的共享程度,減少重復(fù)性事務(wù),提升相關(guān)系統(tǒng)及產(chǎn)品的可靠性。 ★

【作者簡(jiǎn)介】

張洪霞:畢業(yè)于成都電訊工程學(xué)院,在中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第七研究所工作至今。長(zhǎng)期從事質(zhì)量與可靠性研究、科研與質(zhì)量管理等工作,歷任質(zhì)量處長(zhǎng)、所辦公室主任、總質(zhì)量師,現(xiàn)任科技計(jì)劃部主任兼管理者代表。曾作為主要作者編著出版《2000版ISO 9000族標(biāo)準(zhǔn)在電子信息行業(yè)的應(yīng)用》。