【技术实现步骤摘要】
本专利技术提供了一种r-kqc驱动的制造过程内建可靠性方法，属于系统任务可靠性评估与建模。
技术介绍
1、近年来，我国的武器装备建设得到前所未有的发展，武器装备中新技术、新工艺、新材料的大量使用，使得武器装备的性能得到了明显的提升。然而，随着产品结构愈加复杂、使用环境愈发严酷和多变、研制技术难度更高、可靠性和安全性要求越来越高，新型武器装备的外场故障多发，机内测试的故障覆盖能力有限、虚警率、测试性指标缺乏有效的验证方法等质量与可靠性问题日益突出，越来越影响装备性能的充分发挥，武器装备的质量与可靠性成为更进一步发展的关键因素。此外，当前可靠性工作存在着典型的“两张皮”问题，产品的设计与可靠性工作相互平行，可靠性工作游离于产品研制的核心环节之外，设计人员往往更加关注产品的功能性能而不是产品的可靠性，很难参与到可靠性工作中，无法实现产品可靠性与性能设计一体化，导致产品的可靠性保证工作很难落到实处。
2、内建可靠性(built-in reliability,bir)方法指的是将质量与可靠性活动向产品全寿命周期上游推展，从设计阶段就与可靠性工作结合，并参与到产品全寿命周期内的各个活动中的一种可靠性保证方法，是一种主动预防式方法。产品的可靠性内建需要贯彻产品全寿命周期，实现产品整个生命周期内参与的各个角色对产品可靠性进行实时监测与控制，将可靠性工作与产品设计过程紧密结合，在产品研制和生产过程中尽可能早地发现和改正错误，确保产品在交付到下一环节前已经有了基础的可靠性保证，减少产品缺陷的产生，将可靠性工作落实到各个环节中，解决可靠性
3、关键质量特性(key quality characteristic,kqc)是产品质量特性中最为关键的一部分，是对产品质量与可靠性影响最大的特性参数的集合。在产品寿命周期中，产品可靠性受到各种因素的影响不断地退化，其本质在于产品kqc的偏差，而当kqc超过产品设计中规定的范围时，会直接导致最终产品的故障、丧失其主要功能，甚至影响产品的安全性。产品kqc作为产品质量与可靠性的重要载体，贯穿产品寿命周期各阶段并不断演化，是内建可靠性方法的核心与关键，识别并控制产品关键质量特性是保障最终产品可靠性的根本途径。然而传统kqc缺乏对产品寿命周期中产生的大量可靠性数据的利用，尤其是产品设计数据、次品数据以及产品使用数据。
4、上述的以面向可靠性kqc(reliability-oriented kqc,r-kqc)驱动的内建可靠性方法是很少有考虑的。针对此问题，本专利技术开发了一种r-kqc驱动的制造过程内建可靠性方法。旨在从r-kqc驱动的产品生命周期可靠性演化机制出发，提出bir新内涵，并将rqr链向设计与使用阶段拓展，提出bir-oriented rqr链；并基于拓展rqr链提出由r-kqc驱动的产品bir活动链；提出了基于bir活动链的r-kqc驱动的bir保障技术框架，并基于该框架建立了考虑r-kqc偏差的产品可靠性模型。本专利技术适用于制造过程产品可靠性保障与改进，对制造企业保障产品可靠性提供了可行的技术框架。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种r-kqc驱动的制造过程内建可靠性方法；内建可靠性一种是将产品可靠性工作落实到各个阶段各个活动的方法，是产品质量和可靠性保证的重要方法。然而，以往的研究往往局限于电子产品的制造过程，主要聚焦于产品可靠性试验与产品检测环节，忽视了产品制造过程与产品设计过程和使用过程之间的关系，无法实现全过程可靠性内建。为此，提出了一种r-kqc驱动的制造过程内建可靠性方法。首先，阐述了产品寿命周期中可靠性的演化机理，并提出bir新内涵与拓展rqr链。其次，建立了基于拓展rqr链的bir活动链及bir保障技术框架；最后，在建立的bir保障技术框架基础上，实现r-kqc的识别与分解，建立了考虑r-kqc偏差的产品可靠性模型。结果表明，该方法能实现制造过程可靠性内建，保障产品的可靠性。
2、(2)技术方案：
3、本专利技术一种r-kqc驱动的制造过程内建可靠性方法，提出的基本假设如下：
4、假设1、该制造系统的链间的物质流动满足守恒定律；
5、假设2、每台机械设备在整个制造系统的物理层独立运行；
6、假设3、每台机械设备所加工的对应关键质量特征视为互相独立；
7、假设4、每次加工完成后有一个绝对可靠的检查点，用于检验输出产品的质量状态；
8、假设5、产品设计信息、过程质量数据、产品故障信息等数据均可获取；
9、假设6、处于缺陷状态的在制品，按报废处理；
10、假设7、制造过程不考虑人为因素影响；
11、基于上述假设，本专利技术一种r-kqc驱动的制造过程内建可靠性方法，其步骤如下：
12、步骤1、分析r-kqc在bir方法中的核心作用；
13、步骤2、建立面向bir的rqr链模型；
14、步骤3、建立基于拓展rqr链的bir活动链；
15、步骤4、建立基于bir活动链的bir保障技术框架；
16、步骤5、收集产品的设计可靠性数据、产品制造数据与产品故障数据；
17、步骤6、根据步骤5的数据以及步骤4的框架，实现r-kqc的识别与分解；
18、步骤7、根据步骤4的框架，建立描述r-kqc偏差的过程模型；
19、步骤8、根据步骤7的模型，推导考虑r-kqc偏差的产品可靠性模型；
20、步骤9、根据步骤8的模型，计算产品的可靠度。
21、通过以上步骤，提出了r-kqc驱动的制造过程内建可靠性方法，本专利技术解决了传统可靠性保障方法的局限性，面向产品可靠性，提出r-kqc新内涵，以r-kqc为核心将产品可靠性保障工作落实到产品全寿命周期的各个活动中；所提出的方法能以实现用户价值为核心，更全面、客观地分析影响产品可靠性的关键特性，有助于指导制造商实现全过程的可靠性内建，落实可靠性工作，从而保证产品的质量与可靠性。
22、其中，在步骤1中所述的“分析r-kqc在bir方法中的核心作用”，是指r-kqc是贯穿产品全寿命周期，面向产品可靠性的重要因素，是影响产品可靠性的关键因素，是bir方法的核心与抓手；其具体做法如下：首先提出r-kqc的新内涵与寿命周期内r-kqc驱动的产品可靠性演化机理，分析r-kqc对产品可靠性的影响。r-kqc在产品的可靠性演化过程中，始终占据着主导地位，产品可靠性下降的本质就在于产品r-kqc的偏差，而相较于传统kqc而言，r-kqc更加注重产品整个生命周期内的可靠性因素，将设计阶段的产品可靠性信息、使用阶段的产品故障信息与产品制造阶段的质量特性结合，面向产品的可靠性有效地实现产品质量控制。其次，提出bir方法的新内涵，提出bir三层次模型，将其本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种R-KQC驱动的制造过程内建可靠性方法，需要设置如下：
2.根据权利要求1所述的一种R-KQC驱动的制造过程内建可靠性方法，其特征在于：在步骤1中所述的“分析R-KQC在BIR方法中的核心作用”，具体做法如下：首先提出R-KQC的新内涵与寿命周期内R-KQC驱动的产品可靠性演化机理，分析R-KQC对产品可靠性的影响；其次，提出BIR方法的新内涵，提出BIR三层次模型，将其分为系统级BIR、过程级BIR以及产品级BIR，并以过程级BIR作为关注的重点；最后，分析R-KQC在BIR方法中的关键作用。
3.根据权利要求1所述的一种R-KQC驱动的制造过程内建可靠性方法，其特征在于：在步骤2中所述的“建立面向BIR的RQR链模型”，是指根据所提出的BIR新内涵，以R-KQC作为连接设计阶段、使用阶段与制造阶段的桥梁，将RQR链向设计阶段与使用阶段扩展，分析设计阶段、使用阶段与制造阶段之间的关联关系。
4.根据权利要求1所述的一种R-KQC驱动的制造过程内建可靠性方法，其特征在于：在步骤3中所述的“建立基于拓展RQR链的BIR活动链”，是指为了能
5.根据权利要求1所述的一种R-KQC驱动的制造过程内建可靠性方法，其特征在于：在步骤4中所述的“建立基于BIR活动链的BIR保障技术框架”，是指需要提出并集成相应的可靠性保证技术来支持步骤3所提出的BIR活动链中各类活动的执行，建立了基于BIR活动链的BIR保障技术框架；该框架由三项具体技术组成，首先利用模糊QFD方法对R-KQC进行识别，并通过瀑布式分解方法将R-KQC分解；其次，考虑R-KQC偏差，建立过程模型以描述R-KQC的偏差，并对产品可靠性进行建模；最后，通过收集相关数据对产品可靠性进行改进。
6.根据权利要求5所述的一种R-KQC驱动的制造过程内建可靠性方法，其特征在于：在步骤5中所述的“收集产品的设计可靠性数据、产品制造数据与产品故障数据”，是指在产品的寿命周期内会产生大量的质量与可靠性数据，将设计阶段设计可靠性数据、使用阶段产品故障数据与制造阶段产品质量特性进行数据融合，为实现可靠性内建奠定数据基础。
7.根据权利要求6所述的一种R-KQC驱动的制造过程内建可靠性方法，其特征在于：在步骤6中所述的“根据步骤5的数据以及步骤4的框架，实现R-KQC的识别与分解”，是指通过步骤5收集到的数据，利用模糊QFD方法对R-KQC进行识别；首先需要在设计过程中通过集合U＝{el,l,m,h,eh}对用户的需求进行重要度评价，该集合使用三角模糊数进行量化，el→(0,1,2),l→(2,3,4)，m→(4,5,6),h→(6,7,8),eh→(8,9,10)；最终重要度计算为：
8.根据权利要求1或5所述的一种R-KQC驱动的制造过程内建可靠性方法，其特征在于：在步骤7中所述的“根据步骤4的框架，建立描述R-KQC偏差的过程模型”，是指产品R-KQC的偏差受到制造过程中各种工艺变量的影响，因此建立过程模型来定量描述可控过程变量和噪声因素对R-KQC的影响：
9.根据权利要求8所述的一种R-KQC驱动的制造过程内建可靠性方法，其特征在于：在步骤8中所述的“根据步骤7的模型，推导考虑R-KQC偏差的产品可靠性模型”，是指根据步骤7建立的过程模型，推导R-KQC偏差指标，并建立产品可靠性模型；首先，定义rk为理想条件下R-KQC的偏差程度，即Ci(t)＝0，则rk被计算得到：
10.根据权利要求9所述的一种R-KQC驱动的制造过程内建可靠性方法，其特征在于：在步骤9中所述的“根据步骤8的模型，计算产品的可靠性”，是指根据收集的相关数据，利用步骤8所建立的可靠性模型，计算产品的可靠度，并利用matlab编程软件绘制产品可靠性曲线进行分析。
...【技术特征摘要】
1.一种r-kqc驱动的制造过程内建可靠性方法，需要设置如下：
2.根据权利要求1所述的一种r-kqc驱动的制造过程内建可靠性方法，其特征在于：在步骤1中所述的“分析r-kqc在bir方法中的核心作用”，具体做法如下：首先提出r-kqc的新内涵与寿命周期内r-kqc驱动的产品可靠性演化机理，分析r-kqc对产品可靠性的影响；其次，提出bir方法的新内涵，提出bir三层次模型，将其分为系统级bir、过程级bir以及产品级bir，并以过程级bir作为关注的重点；最后，分析r-kqc在bir方法中的关键作用。
3.根据权利要求1所述的一种r-kqc驱动的制造过程内建可靠性方法，其特征在于：在步骤2中所述的“建立面向bir的rqr链模型”，是指根据所提出的bir新内涵，以r-kqc作为连接设计阶段、使用阶段与制造阶段的桥梁，将rqr链向设计阶段与使用阶段扩展，分析设计阶段、使用阶段与制造阶段之间的关联关系。
4.根据权利要求1所述的一种r-kqc驱动的制造过程内建可靠性方法，其特征在于：在步骤3中所述的“建立基于拓展rqr链的bir活动链”，是指为了能够系统地指导bir方法的开展，提出基于扩展rqr链的bir活动链；活动链由三个活动包括可靠性规划、质量控制、可靠性改进和一条主线即r-kqcs识别与分解过程组成；在可靠性规划环节，需要根据用户需求，结合产品设计信息、产品故障信息、制造过程数据，对r-kqc识别与分解，将其分解为设计r-kqc、部件r-kqc、装配r-kqc以及使用r-kqc；在质量控制环节，通过质量检查、过程监测、诊断评估方法，实现质量控制；在可靠性改进环节，通过分析收集的大量数据，并反馈给设计人员，实现对产品可靠性的改进。
5.根据权利要求1所述的一种r-kqc驱动的制造过程内建可靠性方法，其特征在于：在步骤4中所述的“建立基于bir活动链的bir保障技术框架”，是指需要提出并集成相应的可靠性保证技术来支持步骤3所提出的bir活动链中各类活动的执行，建立了基于bir活动链的bir保障技术框架；该框架由三项具体技术组成，首先利用模糊qfd方法对r-kqc进行识别，并通过瀑布式分解方法将...
【专利技术属性】
技术研发人员：何益海，郑欣，冯天钰，李佳阳，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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