1、目的
“简化”本来是产品设计的一般原则。装备构造复杂,带来使用、维修复杂,随之而来的是对人员技能、设备、技术资料、备件器材等要求提高,以致造成人力、时间及其他各种保障资源消耗的增加,维修费用的增长,同时降低了装备的可用性。因此,简化产品设计、简化维修是最重要的维修性要求。简化,应当作为每个设计人员在维修性设计中追求的主要目标。
2、定义
机内测试:Built-In-Test (BIT),产品内部提供的检测和隔离故障的自动测试能力。
外场可更换单元:Line Replaceable Unit(LRU),产品在现场运行时,一旦发生故障即可拆卸的单元。对于公司插框式产品,单板、框间连接线、风扇、电源等就是LRU。
内场(车间)可更换单元:Shop Replaceable Unit(SRU),产品现场运行送到维修车间维修的故障单元,对于故障单板,板上的大多数IC、接插件、功能模块等就是SRU。
3、设计技术
实现简化的设计技术包括:
a. 简化功能;
b. 合并功能;
c. 减少元器件、零部件的品种与数量;
d. 改善产品检测、维修的可达性;
e. 产品与其维修工作协调设计;
f. 改进维修作业程序。
3.1 简化功能
简化功能就是消除产品不必要乃至次要的功能。通过逐层分析每一产品功能,找出并消除某个或某些不必要或次要的功能,就可能省掉某个或某些产品,使构造简化。
采用价值工程(VE)的分析方法,寻求简化功能、简化设计的途径是十分有效的。VE 将产品的功能(广义的功能,包括可靠性、维修性或其他性能)与需花的费用(寿命周期费用)之比称为价值(V)。把价值低即功能相对费用很弱的产品作为简化的备选对象,经权衡后取消该功能,从而简化结构。VE 采用问答式方法,进行分析判断。可就下列问题对每一产品提问:
a. 它是什么(产品定义)?
b. 它要做什么(产品功能)?
c. 它要花费多少(产品费用)?
d. 还有其他产品(方法)能做此工作(完成产品功能)吗?
e. 用其他产品做此工作要花费多少?
如果某项产品价值很低(功能弱,费用高,能用装备上的其他产品完成该工作),则宜去掉该功能、该产品。
简化功能的价值工程分析,不仅适用于主装备,也适用于保障资源(尤其是检测设备、操纵台、运输设施等)的分析,特别适用于直觉上需要新的保障资源,而实际上现有资源(或稍加改进)即可适用于新产品的情况。
3.2 合并功能
合并功能就是相同或相似的功能结合在一起来执行。显然,这可以简化功能的执行过程,从而简化构造与操作。
为了合并功能,需要对各组成单元要执行的各种功能和完成规定任务所需的产品类型进行分析,从简化操作或硬件来达到简化维修、节省资源的目的。
采用合并功能简化操作的途径,最明显的办法就是把执行相似功能的硬件适当地集中在一起,以便于使用人员操作,“一次办几件事”。例如,若某个系统或设备要求大量的数字显示装置来监控其使用状况,则最好将它们集中在一个面板或分区集中在几个面板上,以便于使用、维修人员观察。
采用硬件的合并功能途径,就是把几种功能集中在一个硬件产品上或加以集中控制,即“一物多用”。最常见的如打开个人计算机电源开关时,不只接通电源,同时还启动自检程序,完成检查设备状况、状态标志初始化等功能。
但是,功能的合并也要适当、可行,过分的合并又可能使产品反而复杂和不可靠。
3.3 减少元器件、零部件的品种与数量
减少元器件、零部件的品种与数量,不仅利于减少维修并可使维修操作简单,降低维修技能的要求,减少备件、工具和设备等保障资源。但是,从增加功能及其他工程学科的要求出发,常常又要增加元器件、零部件的品种与数量。为此,必须进行综合权衡,分析某种零部件、元器件的增减对维修性及其他质量特性,包括对系统效能与费用的影响,以决定其取舍。 #p#分页标题#e#
广泛采用集成电路,并提高集成电路的集成度,是减少元器件、零部件,简化设计、简化维修的重要途径。随着科技工业水平的提高,在产品中采用大规模、超大规模集成电路已很现实。
减少元器件、零部件的品种和数量,还要靠设计人员的设计技巧。例如,前述的“一物多用”就是一种好办法。尽量减少执行同一或相近功能的零部件或元器件,也是一种好办法。用多芯插头代替多个单、双芯插头;用尺寸稍大的紧固件代替多个小紧固件,等等,都是有效的途径。模块(件)化是一种有效途径。
减少零部件、元器件的重要途径是考查、分析各种接口、相互联接、功能或结构相近或相同的部分,这些部分或部位会有减少零部件、元器件的余地。对测试点及相应的测试设备、装置也是这样。再如电气保险是在设备外部设置一个总的保险,还是在各装置、组件上设置若干个保险?一般地说应在外部设一个保险。
3.4 改善产品检测、维修的可达性
可达性取决于产品的设计构型,是影响维修性的主要因素。
3.5 产品与其维修工作协调设计
设计者应当自觉地在其设计产品的同时设计好产品的维修工作,并在设计早期就将这二者有机地结合起来,以简化使用、维修人员的工作为目标。
装备的设计应当与维修保障方案相适应。设计时要合理确定现(外)场可更换单元(LRU)、车间可更换单元(SRU),以便在规定的维修级别方便地更换,中国可靠性网。
根据装备的使用与构造特点,将装备或其中的某些单元设计成在使用或储存期间无须进行维修的产品,即按“无维修设计”准则进行设计。
为了协调产品设计与其维修工作的设计,简化维修工作,设计者应充分考虑维修人员的能力及技术。一般地说,应以中等(平均)能力的人员作为设计维修工作的依据。要吸取人机工程和人员培训方面的专家的意见,执行有关标准的规定。即使是设计一个功能很复杂的设备,通过提供标准的、可更换的单元,采用简单的测试诊断方法,也可使之易于维修。
3.6 改进维修作业程序
改进维修作业程序,使之合理化,是降低系统的保障要求并简化维修工作的重要措施。合理的维修程序应当:
a. 能正确地将故障隔离到可更换单元,一般不应要求维修人员查阅手册或做决断;
b. 所有可更换单元的更换应在短时间内完成;
c. 一般不应要求调整,特别是互相牵连的反复调整。
为实现维修作业程序合理化,简化维修,要从多方面着手;
a. 采用简单、成熟的设计和惯例。良好的设计,可以简化到由产品的简图就可以想到如何拆装,好象“由用户买回自行装配的成套零件”一样。为此,要尽可能采用用户熟悉且通用的零部件;尽可能使用标准的元器件、零部件;采用定位销、定位孔、导向斜面(锥面)使零部件安装、对准容易;采用标准紧固件并减少其品种、数量;元器件、零部件、电路的设计,要避免互相交叉,减少在维修中进行许多牵连工作等。
b. 使机件的形状尽可能简单,并将固定或限位用的螺钉、销钉等小零件设于明显位置,或加标志,使拆装机件时不遗忘它们,防止差错或返工。
c. 维修计划安排。维修计划的安排要利于简化维修工作,保持装备的安全性、可靠性。为此,要尽量减少保养或预防性维修间隔期的差别,把间隔期相近的维修工作归并在同一间隔期完成;对于不影响安全、任务的维修工作,可推迟到装备进行维修时进行。
d. 简化诊断技术。现场运行时进行的维修应为快速维修,主要是换件等。所以,应尽量采用机内测试(BIT);如果要采用外部测试设备,也应采用测试结果为“通过、不通过”类型的,不应要求对数据进行分析判断。在单板维修时,也应尽量消除人工诊断操作,即不需由熟练的维修人员使用仪表、示波器或其他测试设备和详细的示意图,通过逐步、反复试探来诊断故障。 #p#分页标题#e#
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