[发明专利]航空电子设备可靠性设计优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及主要应用于航空电子设备设计，是一种利用可靠性分析来完成航空电子 设备设计优化并提升设备可靠性的方法。

背景技术

航空电子设备技术难度大，系统性强。所处的自然环境和机械环境条件恶劣,同时对 可靠性要求也越来越高,如何改善和提高设备在恶劣环境下的可靠性已成为一个必须面临的 问题。随着科学技术的发展，综合化航空电子设备的功能要求越来越高，结构日益复杂，使 电子设备的故障诊断变得十分复杂，可靠性受到影响。目前航空电子设备中采用了大量新技 术，集成度高，系统性强，产品结构复杂，使用环境严酷，工艺装配程度密集；要求维护费 用降低，可靠性技术步入新的领域。未来的航空电子设备向综合化、模块化、小型化、多功 能化、高可靠性的方向发展，这将必然导致如散热、电磁兼容和接口互联等问题的出现。同 时,电子设备的功能、体积、重量、可靠性以及对各种环境的适应性等被纳入设计的范畴,这 给设计提出了更高的要求。航空电子设备的可靠性受多方面因素的影响，按过去一般的可靠 性设计已不能满足要求。在过去的可靠性理论中，对影响设备可靠性至关重要的人的因素没 有全面描述，甚至很少提到。在可靠性工程中，只把人的作用局限于维护和管理方面。可产 品可靠性设计的基础是稳定性设计，离开了稳定性设计，产品质量时间上的延续是无法保证 的。设计因素产品可靠性是设计出来的。设计对设备的可靠性有着举足轻重的影响。如果设 计人员在产品设计时，对可靠性缺乏应有的重视，由不适当的设计将带入潜在的缺陷，这些 缺陷在应力驱使时将使缺陷样品达到失效，产品运行将出现难以预料的重大故障。大量统计 表明，在元器件失效中，软件因素影响可靠性的诸因素、不正确使用元器件造成的失效占 1/3。根据统计，因人为因素造成的设备故障占设备总故障数的30％～50％，典型统计值为 30.6％。目前国内航空电子设备的可靠性工程还主要依靠可靠性鉴定、可靠性增长试验等事 后评价的方法,存在周期长、费用高，而且不能完全暴露设计和生产中的所有缺陷可能给后 续设备投入使用造成重大损失等问题。大量统计表明，在元器件失效中，软件因素影响可靠 性的诸因素、不正确使用元器件造成的失效占1/3。目前硬件可靠性不断提高，而软件可靠 性问题显得更为突出。应用软件日益复杂，软件商开发的各种软件产品往往都有数以万计甚 至几百万源程序语句。在进行内容丰富、结构十分复杂的软件设计时，要求不发生差错或把 错误的数目限制在极低的限额以下，必需有一整套提高软件可靠性的技术与工具。软件是人 脑所设计的产品，并由人工生产。如果设计人员对用户某些要求失察，或设计时忽视了某些 外部环境规律，或者设计人员和用户联系不畅都有可能发生错误。错误的软件在一定输入环 境下会形成软件运行错误。若软件本身不包含适当的容错技术，软件出错将导致软件故障。

在现有技术中，航空电子设备可靠性水平的提升普遍采用“设备性能设计—可靠性 设计—可靠性试验—改进与完善—可靠性试验”的串行工作模式。这种模式通常是在设备设 计完成后,用基于经验确定的元件恒定失效模型的失效率来对设备的可靠性预计。这种可靠 性预计可以计算出设备的故障率值，但如何对预计数据进行综合分析,找出设备的可靠性优 化方向,进而在设计阶段提高设备的可靠性水平,这种可靠性预计方法并未提供。这将使设备 的可靠性优化无法在设计阶段完成，导致设计过程的多次迭代，甚至有可能在试验中出现不 满足可靠性指标的情况，引起生产过程的迭代。由于综合化航空电子设备越来越复杂，可靠 性要求越来越高，可靠性受各种因素的制约，按目前的设计方法和控制方法难以保证。综合 化航空电子设备的。

发明内容

为了克服现有技术航空电子设备可靠性方法存在的上述不足，本发明提供一种能够 缩短研制周期，降低研发成本，并能防止故障出现，提升设备可靠性水平的提升航空电子设 备可靠性设计优化方法