9.1.1 故障及其分类
1）故障定义
产品不能执行规定功能的状态，通常指功能故障。因预防性维修或其他计划性活动或缺乏外部资源造成不能执行规定功能的情况除外，故障也可以简单地说成产品丧失了规定的功能。
故障的表现形式，称为故障模式。引起故障物理的、化学的、生物的或其他的过程，称为故障机理。
2）故障分类
故障一般可按下述原则进行分类：
（1）按故障性质分类，可分为关联故障和非关联故障、责任故障和非责任故障。
非关联故障是指已经证实是未按规定的条件使用而引起的故障；或已证实仅属某项将不采用的设计所引起的故障。否则为关联故障。
非责任故障是指非关联故障或事先已规定不属某个特定组织提供的产品的关联故障。否则为责任故障。
（2）按故障后果严重程度分类，可分为：
灾难故障——导致人员伤亡、系统毁坏、重大经济损失及重大环境污染的故障。
严重故障——导致人员的严重伤害、较大经济损失、任务失败及严重环境污染的故障。
一般故障——导致人员轻度伤害、一定的经济损失、任务延误及中等程度的环境污染的故障。
轻度故障——不足以导致人员伤害、一定的经济损失、任务延误，但会导致非计划性维护和修理的故障。
（3）按故障特点分类，可分为：
渐变故障，即产品性能随时间的推移逐渐变化而产生的故障。这种故障一般可通过检测或监控来预测，有时可通过预防性维修加以避免。
潜在故障，即产品或其组成部分即将不能完成规定功能的可鉴别的状态。
间歇故障，产品发生故障后，不经修理而在有限时间内或适当条件下自行恢复功能的故障。
共因故障，即不同产品由共同的原因引起的故障。
隐蔽功能故障，即正常使用装备的人员不能发现的功能故障。其功能的中断不易被正常使用装备的人员发现，或一般情况下不工作的产品在需要使用时是否良好，不易被正常使用装备的人员发现。
从属故障，即由另一产品故障引起的故障，也称诱发故障。
独立故障，即不是由另一产品故障引起的故障。也称原发故障。
（4）按故障规律分类，可分为：
早期故障，即产品在其寿命的早期，因设计、制造、装配的缺陷等原因引起的故障，其故障率随着寿命单位数的增加而降低。
偶然故障，即产品在寿命周期中由偶然因素引起的故障，其故障率不随寿命单位数的增加而变化。
耗损故障，即产品在其寿命周期中因疲劳、磨损、松动、腐蚀、老化等原因引起的故障，其故障率随寿命单位数的增加而增加。
9.1.2 寿命制面与任务制面
1）寿命剖面
寿命剖面的定义为，产品从交付使用到寿命终结或退出使用这段时间内所经历的全部事件和环境的时序描述。它包含一个或多个任务剖面。寿命剖面说明了产品在整个寿命期经历的事件（如装卸、运输、储存、检测、维修、部署、执行任务等）以及每个事件的顺序、持续时间、环境和工作方式。图9-1为某登陆艇寿命剖面。
寿命剖面对建立产品可靠性要求是必不可少的。一般装备大部分时间处于非任务状态（见表9-1），在非任务期间由于装卸、运输、储存、检测所产生的长时间应力也会严重影响产品的可靠性。因此，必须把寿命剖面中非任务期间的特殊状况转化为设计要求。
图9-1 某艇寿命剖面
表9-1 任务时间与非任务时间比较
2）任务剖面
任务剖面的定义为，产品在完成规定任务这段时间内所经历的事件和环境的时序描述（见图9-2）。它包括任务成功或严重故障的判断规则。对于完成一种或多种任务的产品都应制定一种或多种任务剖面。任务剖面一般应包括：
（1）产品的工作状态划。
（2）任务期间可修产品的维修方案。
（3）产品工作的时间。
（4）产品所处环境（外加的与诱发的）的时间与顺序。
（5）任务成功或严重故障的定义。
图9-2 某登陆艇典型任务剖面
寿命剖面、任务剖面一般在产品论证阶段由订购方提出，并作为招标、选择承制方及签订合同的技术依据。同时也是承制方对产品进行可靠性设计、分析与试验的依据。
3）基本可靠性与任务可靠性
在进行可靠性设计时，需要考虑和综合权衡完成规定功能和减少用户费用两个方面的需求，依此可以把可靠性分为基本可靠性与任务可靠性。
基本可靠性，即产品在规定的条件下，限定的时间内，无故障工作的能力。基本可靠性反映产品对维修资源的要求。确定基本可靠性值时，应统计产品的所有寿命单位和所有的关联故障。常见的基本可靠性参数有平均故障间隔时间（MTBF）、平均维修间隔时间（MTBM）、平均故障间隔飞行小时（MFHBF）、平均拆卸间隔时间（MTBR）等。
任务可靠性，是产品在规定的任务剖面内完成规定功能的能力。确定任务可靠性指标时仅考虑在任务期间那些影响任务完成的故障（即严重故障）。常见的任务可靠性参数有任务可靠度、平均严重故障间隔时间（MTBCF）等。
4）固有可靠性与使用可靠性
固有可靠性是设计和制造赋予产品的，并在理想的使用和保障条件下所具有的可靠性。它是从承制方的角度来评价产品的可靠性水平，如MTBF、MTBCF等。
使用可靠性是产品在实际的环境中使用时所呈现的可靠性，它反映产品设计、制造、使用、维修、环境等因素的综合影响。它是从最终用户的角度来评价产品的可靠性水平，如MFHBF、MTBM等。
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