T-SZUAVIA 011-2019 多旋翼無人機(jī)系統(tǒng)可靠性評(píng)價(jià)方法

T/SZUAVIA

011—2019 前言

................................................................................

II1

..............................................................................

12 規(guī)范性引用文件

....................................................................

13 術(shù)語和定義

........................................................................

14 評(píng)價(jià)目標(biāo)的確定

....................................................................

25

..............................................................................

26 試驗(yàn)方案

..........................................................................

37 試驗(yàn)條件

..........................................................................

38 故障判定

..........................................................................

49 數(shù)據(jù)采集

..........................................................................

510 可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)

...................................................................

5附錄

A（資料性附錄） 可靠性試驗(yàn)運(yùn)行記錄..............................................

8附錄

B（資料性附錄） 可靠性試驗(yàn)故障記錄..............................................

9附錄

C（資料性附錄） 故障分析報(bào)告表.................................................

10T/SZUAVIA

011—20191 范圍關(guān)術(shù)語和定義、抽樣、試驗(yàn)方案、試驗(yàn)條件、故障判定、數(shù)據(jù)采集和指標(biāo)評(píng)價(jià)等。本標(biāo)準(zhǔn)適用于多旋翼無人機(jī)系統(tǒng)的可靠性評(píng)價(jià)。2 規(guī)范性引用文件件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GJB

450A-2004

裝備可靠性工作通用性要求GJB

899A-2009

可靠性鑒定和驗(yàn)收試驗(yàn)GB/T

2828-2012

計(jì)數(shù)抽樣檢驗(yàn)程序GB/T

可靠性試驗(yàn)

第1:試驗(yàn)條件和統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)原理GJB

5433-2005

無人機(jī)系統(tǒng)通用要求3 術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1多旋翼無人機(jī)系統(tǒng)

aircraft

system

with

multi-rotors機(jī)系統(tǒng)。3.2可靠性

Reliability產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。3.3故障

Fault產(chǎn)品不能執(zhí)行規(guī)定功能的狀態(tài)。預(yù)防性維修或者其他計(jì)劃性活動(dòng)或缺乏外部資源的情況下除外。3.4關(guān)聯(lián)故障

Relevant

FaultT/SZUAVIA

011—2019在解釋試驗(yàn)或工作結(jié)果或者計(jì)算可靠性量值時(shí)應(yīng)計(jì)入的失效。3.5可靠性評(píng)價(jià)

Reliability

Evaluation析、預(yù)計(jì)和認(rèn)定其符合可靠性準(zhǔn)則程度的過程。3.6平均故障間工作時(shí)間

mean

operating

time

failures，MTBF相鄰故障間工作時(shí)間的數(shù)學(xué)期望。3.7平均首次故障前工作時(shí)間

Mean

operating

time

to

first

failures，

經(jīng)過磨合期以后的無人機(jī)產(chǎn)品首次進(jìn)入可用狀態(tài)直至首次故障發(fā)生的持續(xù)工作時(shí)間。3.8試驗(yàn)場(chǎng)試驗(yàn)

lab

test試驗(yàn)條件可以人工設(shè)定、控制、調(diào)整、監(jiān)控的試驗(yàn)，包括外場(chǎng)試飛和內(nèi)場(chǎng)等可靠性試驗(yàn)。3.9外場(chǎng)跟蹤試驗(yàn)

field

tracking

test無人機(jī)產(chǎn)品在用戶實(shí)際的使用環(huán)境下的故障跟蹤統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)。3.10定時(shí)截尾試驗(yàn)

fixed

time

test試驗(yàn)前規(guī)定產(chǎn)品的試驗(yàn)時(shí)間，試驗(yàn)前進(jìn)行到規(guī)定的試驗(yàn)時(shí)間，就終止試驗(yàn)。3.11有替換試驗(yàn)

test間，然后終止試驗(yàn)。3.12無替換試驗(yàn)

non-substitutional

test時(shí)間。4 評(píng)價(jià)目標(biāo)的確定T/SZUAVIA

011—2019從整體上描述多旋翼無人機(jī)系統(tǒng)的系統(tǒng)工作的可靠性（MTBF、MTTF）水平。5 抽樣5.1 抽樣原則抽樣原則如下：a)

應(yīng)從合格批次且為近兩年內(nèi)生產(chǎn)的無人機(jī)產(chǎn)品中進(jìn)行抽樣；b)

推薦采用隨機(jī)抽樣的方式，或按GB/T

2828要求進(jìn)行抽樣。5.2 抽樣數(shù)量抽樣數(shù)量應(yīng)不小于3臺(tái)。6 試驗(yàn)方案6.1 分類可靠性試驗(yàn)分類如下：a)

按執(zhí)行方式（試驗(yàn)場(chǎng)所）：分為試驗(yàn)場(chǎng)試驗(yàn)和外場(chǎng)跟蹤試驗(yàn)；b)

按試驗(yàn)截止情況：采用定時(shí)截尾試驗(yàn)，可根據(jù)樣機(jī)的替換情況分為有替換截尾和無替換截尾兩種。6.2 基本要求可靠性試驗(yàn)方案應(yīng)滿足以下要求：a)

新研發(fā)的無人機(jī)產(chǎn)品采用試驗(yàn)場(chǎng)試驗(yàn)，其他產(chǎn)品可選擇試驗(yàn)場(chǎng)試驗(yàn)或外場(chǎng)跟蹤試驗(yàn)；b)

試驗(yàn)截尾時(shí)間應(yīng)不少于50倍產(chǎn)品續(xù)航時(shí)間；7 試驗(yàn)條件7.1 預(yù)檢預(yù)檢應(yīng)滿足以下要求：a)

試驗(yàn)前按有關(guān)產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范對(duì)無人機(jī)樣機(jī)進(jìn)行檢驗(yàn)（即預(yù)檢）；b)

預(yù)檢結(jié)果為不合格的樣機(jī)應(yīng)進(jìn)行更換；c)

試驗(yàn)前可按產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范對(duì)無人機(jī)樣機(jī)進(jìn)行維護(hù)、處理，但不應(yīng)進(jìn)行任何質(zhì)量方面的處理。7.2 試驗(yàn)場(chǎng)試驗(yàn)條件試驗(yàn)場(chǎng)試驗(yàn)條件如下：a)

應(yīng)根據(jù)無人機(jī)壽命周期的各種信息事先確定任務(wù)剖面和環(huán)境剖面；b)

可根據(jù)任務(wù)剖面的信息編制一個(gè)或一系列典型程序，以便于在試驗(yàn)場(chǎng)試驗(yàn)中模擬任務(wù)剖面；c)

試驗(yàn)環(huán)境應(yīng)按無人機(jī)的環(huán)境剖面布置；d)

試驗(yàn)時(shí)任務(wù)剖面的模擬程序和環(huán)境剖面的模擬環(huán)境應(yīng)同時(shí)施加，以充分暴露系統(tǒng)故障；e)

如采用加速方法進(jìn)行試驗(yàn)，應(yīng)滿足下列要求：1)

加速方法應(yīng)具有明顯的加速性；T/SZUAVIA

011—20192)

加速方法不應(yīng)改變故障模式和故障機(jī)理；3)

應(yīng)確定加速系數(shù)。7.3 外場(chǎng)跟蹤試驗(yàn)條件外場(chǎng)跟蹤試驗(yàn)條件如下：a) 一般宜在無人機(jī)工作

3

期故障，可在無人機(jī)產(chǎn)品投入工作起進(jìn)行可靠性外場(chǎng)跟蹤試驗(yàn)；b) 外場(chǎng)使用工況應(yīng)符合設(shè)計(jì)及無人機(jī)產(chǎn)品使用手冊(cè)（使用說明書）的相關(guān)要求；c) 選擇觀察的樣機(jī)應(yīng)盡可能具有相似的工況條件。8 故障判定8.1 故障判據(jù)在試驗(yàn)過程中，出現(xiàn)下列任何一種狀態(tài)時(shí)，應(yīng)判定受試產(chǎn)品出現(xiàn)故障：a) 受試產(chǎn)品不能工作或部分功能喪失；b) 受試產(chǎn)品參數(shù)檢測(cè)結(jié)果超出允差范圍；c) 產(chǎn)品的機(jī)械、結(jié)構(gòu)部件或元器件發(fā)生松動(dòng)、破裂、斷裂或損壞。8.2 故障計(jì)數(shù)8.2.1

故障的統(tǒng)計(jì)原則故障的統(tǒng)計(jì)原則如下：a) 定為只產(chǎn)生了一個(gè)故障；b) 每一個(gè)獨(dú)立的故障均判定為一個(gè)故障；c) 如果在同一部位多次出現(xiàn)故障模式相同的間歇故障，則判定為只產(chǎn)生了一個(gè)故障；d)

1

倍產(chǎn)品續(xù)航時(shí)間，則判定為只產(chǎn)生了一個(gè)故障。8.2.2

計(jì)數(shù)原則計(jì)數(shù)原則如下：a) 在計(jì)算無人機(jī)可靠性指標(biāo)時(shí)，只計(jì)關(guān)聯(lián)故障；b) 不符合規(guī)定程序進(jìn)行的任何維修和保養(yǎng)，均作為關(guān)聯(lián)故障計(jì)數(shù)；c) 停機(jī)檢測(cè)、試驗(yàn)中止及試驗(yàn)終止時(shí)發(fā)現(xiàn)的關(guān)聯(lián)故障，應(yīng)計(jì)入故障總數(shù)中。8.2.3

不計(jì)數(shù)原則不計(jì)數(shù)原則如下：a)

在計(jì)算無人機(jī)可靠性指標(biāo)時(shí)，非關(guān)聯(lián)故障不計(jì)數(shù)但應(yīng)作記錄。非關(guān)聯(lián)故障包括以下方面：1)

安裝不當(dāng)引起的故障；2)

誤用故障；3)

誤操作故障；4)

維修不當(dāng)引起的故障；5)

試驗(yàn)裝置故障引起的故障；6)

試驗(yàn)條件超過設(shè)計(jì)規(guī)定所造成的故障；T/SZUAVIA

011—20197)

除1）～6）外，其他外界因素引起的故障。b)

按規(guī)定程序進(jìn)行的預(yù)防性維修不作為故障計(jì)數(shù)，包括：1)

按使用手冊(cè)（使用說明書）規(guī)定的易損件的更換或損壞；2)

必要的調(diào)整和調(diào)校。3)

在規(guī)定考核期截止范圍以外的故障不計(jì)數(shù)。9 數(shù)據(jù)采集9.1 試驗(yàn)場(chǎng)試驗(yàn)試驗(yàn)場(chǎng)試驗(yàn)的數(shù)據(jù)采集要求如下：a)

A應(yīng)有記錄人的簽章和理由說明；b)

在試驗(yàn)過程中一旦發(fā)生故障，檢驗(yàn)人員應(yīng)根據(jù)故障判定原則及計(jì)數(shù)原則立即對(duì)故障進(jìn)行記錄，并填寫“故障記錄表”（參見附錄B“故障分析報(bào)告表”（參見附錄Cc)

如經(jīng)檢查確定故障是由達(dá)到壽命期限的易損件和配套件造成的，則該故障不計(jì)入總數(shù)，但應(yīng)對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行記錄。9.2 外場(chǎng)跟蹤試驗(yàn)外場(chǎng)跟蹤試驗(yàn)的數(shù)據(jù)采集要求如下：a)

無人機(jī)可靠性外場(chǎng)跟蹤試驗(yàn)的數(shù)據(jù)采集點(diǎn)應(yīng)至少在兩個(gè)以上；b)

A凡有涂改，應(yīng)有記錄人的簽章和理由說明；c)

由用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)，應(yīng)就相關(guān)定義和含義、故障判定原則等對(duì)用戶進(jìn)行培訓(xùn)；d)

試驗(yàn)方應(yīng)定期到用戶外場(chǎng)了解試驗(yàn)情況，并對(duì)具體問題予以指導(dǎo)，同時(shí)應(yīng)定期對(duì)用戶的記錄和報(bào)告進(jìn)行回收并負(fù)責(zé)保存；e)

“故障記錄表”（參見附錄B“故障分析報(bào)告表”（參見附錄Cf)

如經(jīng)檢查確定故障是由達(dá)到壽命期限的耗損件和配套件造成的，則該故障不計(jì)入總數(shù)，但應(yīng)對(duì)相關(guān)信息作記錄；g)

若試驗(yàn)期間未發(fā)現(xiàn)故障，或中途停止試驗(yàn)，應(yīng)按有關(guān)方法處理中斷數(shù)據(jù)。10 可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)10.1 平均首次故障前工作時(shí)間平均首次故障前工作時(shí)間的點(diǎn)估計(jì)的計(jì)算公式如下：式中：——所有樣品首次故障前工作時(shí)間之和，單位為小時(shí)（h）；N——樣品總數(shù)。10.2 平均故障間工作時(shí)間T/SZUAVIA

011—201910.2.1點(diǎn)估計(jì)平均故障間工作時(shí)間的點(diǎn)估計(jì)公式：∑ ∑∑式中：N——樣機(jī)總數(shù)；r——樣機(jī)發(fā)生故障總數(shù)；——評(píng)價(jià)周期內(nèi)第i臺(tái)無人機(jī)的累積工作時(shí)間，單位為小時(shí)（h）；——評(píng)價(jià)周期內(nèi)第i臺(tái)無人機(jī)的累積故障數(shù)。10.2.2無故障數(shù)據(jù)分析如果到定時(shí)截尾試驗(yàn)時(shí)間，無人機(jī)產(chǎn)品沒有出現(xiàn)故障，則平均故障間工作時(shí)間的置信下限為：( )式中：T——定時(shí)截尾試驗(yàn)所有樣機(jī)總試驗(yàn)時(shí)間，單位為小時(shí)（h）?！眯哦取?0.2.2區(qū)間估計(jì)平均故障間工作時(shí)間的區(qū)間估計(jì)方法如下：式中：——平均故障間工作時(shí)間的置信下限；——平均故障間工作時(shí)間的置信上限；——定時(shí)截尾平均故障間工作時(shí)間的置信下限系數(shù)（見表2——定時(shí)截尾平均故障間工作時(shí)間的置信上限系數(shù)（見表2T/SZUAVIA

011—2019表1 定時(shí)