本连载由装备质量知识库“来出书”计划推动，欢迎加入活动专业组，共同学习进步，撰写专著。
韩泉泉 师卫平 李栋 陈茂 张磊
2021年12月31日，GJB 450B-2021《装备可靠性工作通用要求》发布，标准代替GJB 450A-2004《装备可靠性工作通用要求》，并于2022年3月起实施。GJB 450B 是一项顶层的可靠性管理性标准，它规定了装备全寿命周期中订购方和承制方各阶段的可靠性工作，以适应新的装备管理体制，满足军方在装备全寿命周期中开展可靠性工作的需要。该标准保持了GJB 450A中可靠性工作项目系列的框架结构，并在此基础上进行了多项变更和完善。
GJB 450 标准的发展变化历程可以概括为以下几个阶段：
1984年 - 初始制定
- 背景：1984年，原国防科工委按照“结合国情，积极采用国外先进标准”的原则，系统性地安排了可靠性、维修性等军用基础标准的制定工作。
- 标准发布：1988年，GJB 450《装备研制和生产的可靠性通用大纲》首次发布，标志着我国在可靠性工程领域有了初步的标准体系。标准基本上与美国军标MIL-STD-785B《系统设备研制与生产的可靠性大纲》一致，而且其规定的工作项目也确实主要局限于对承制方研制和生阶段的可靠性工作要求，因此标准的名称和内容也是基本相符的。
2004年 - 第一次修订
- 背景：随着我国军用装备管理体制的重大变化以及高新武器装备的研制对可靠性工作提出了更高要求，原标准的内容已不能完全适应这些新的需求。
- 标准修订：2004年，GJB 450第一次修订，并更名为GJB 450A《装备可靠性工作通用要求》。这次修订适应了新的装备管理体制，满足了在装备寿命周期中开展可靠性工作的需要，并适当反映了我国可靠性工作的经验和国外一些可借鉴的成果。
2021年 - 第二次修订
- 背景：2021年，在进一步结合我国装备可靠性工作现状和工作经验的基础上，组织进行了第二次修订。
- 标准修订：2021年，GJB 450B《装备可靠性工作通用要求》颁布，并于2022年3月1日正式实施。这次修订更为全面完整地规定了装备全寿命周期中订购方和承制方各阶段的可靠性工作，以适应我国新的装备管理体制。
GJB 450发布后，原国防科工委先后发布了《进一步加强武器装备可靠性维修性工作》(1991)、《武器装备可靠性与维修性管理规定》(1993) 和《武器装备可靠性维修性设计若干要求》(1994)等一系列法规文件，并陆续制订和颁布了 GJB 899《可靠性鉴定与验收试验》、GJB 1391《故障模式影响与危害性分析程序》、GJB 900《系统安全性通用大纲》、GJB 2547《装备测试性大纲》、GJB 1372《装备综合保障通用要求》、GJB 4239《装备环境工程通用要求》等十多项可靠性或与可靠性相关标准。
GJB 450B 主要内容包括
- 工作项目系列：GJB 450B将可靠性工作分为5个工作系列，共包含37个可靠性工作项目。
- 100系列：确定可靠性要求及其工作项目要求，包含2个工作项目。
- 200系列：可靠性管理，包含8个工作项目。
- 300系列：可靠性设计与分析，包含17个工作项目。
- 400系列：可靠性试验与评价，包含7个工作项目。
- 500系列：使用可靠性评估与改进，包含3个工作项目。
GJB 450A-2004相比，主要有以下变更：
a）新增补工作项目要求，主要有：
1）在200系列中新增工作项目“可靠性设计核查（工作项目208）”；
2）在300系列中新增工作项目“软件可靠性需求分析与设计（工作项目316）”、“可靠性关键产品工艺分析与控制（工作项目317）”；
3）在400系列中新增工作项目“软件可靠性测试（工作项目407）
b）将原“可靠性研制试验（工作项目402）”和“可靠性增长试验（工作项目403）”合并为“可靠性研制试验（工作项目402）”。
c）将原“有限元分析（工作项目312）”拆分为三个工作项目,即“振动仿真分析（工作项目312）”、 “温度仿真分析（工作项目313）”和“电应力仿真分析（工作项目314）”。
d）对第4章“总则”的相关内容进行了补充和细化。
e）对原有多数工作项目的目的、工作项目要点和注意事项内容进行了补充或调整。
f）根据修订内容增加了缩略语。
GJB 450 标准的发展变化反映了我国在可靠性工程领域从无到有，再到不断完善的历程，也体现了对国际先进标准的学习借鉴和结合国情的实际应用。
3.1.1 寿命剖面 life profile
产品从交付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。
【重点知识链接】
- 寿命剖面 (Life Profile)：这一概念指的是产品从交付使用开始直到其寿命终结或不再使用这段时间内所经历的所有事件和环境的有序描述。它包括了产品在其生命周期内可能遭遇的各种运行条件、使用场景、维护保养活动以及可能出现的故障情况等。
- 事件 (Events)：指的是产品在其使用过程中可能会遇到的各种情况，比如启动、关闭、异常停机、维修活动等。
- 环境 (Environments)：指的是产品在其生命周期内可能遭遇的各种外部条件，包括但不限于温度、湿度、振动、电磁干扰等。
【举例说明】
假设有一款无人机系统，它的寿命剖面将包括：
- 事件：
- 启动：每次飞行前的系统自检和启动过程。
- 关闭：每次飞行结束后的系统关闭过程。
- 异常停机：因故障或紧急情况导致的非计划性停止。
- 维护保养：定期的检查、清洁、更换零部件等维护活动。
- 环境：
- 温度：从低温启动到高温环境下的持续运行。
- 湿度：在不同湿度条件下的运行，如雨天飞行。
- 振动：起飞、降落和飞行过程中的振动情况。
- 电磁干扰：在不同电磁环境下的运行，如靠近高压线或无线电信号密集区域。
【实施要点】
- 确定关键事件和环境：在制定寿命剖面时，需要重点关注那些可能对产品可靠性产生重大影响的事件和环境条件。
- 环境条件的模拟：在实验室环境中模拟产品可能遇到的极端条件，以评估其性能和可靠性。
- 数据收集与分析：记录产品在使用过程中的性能数据，分析这些数据以识别潜在的可靠性问题。
- 定期更新：随着产品的使用和维护，寿命剖面应定期更新以反映最新的使用状况和维护信息。
- 与可靠性设计相结合：寿命剖面的制定应该与可靠性设计工作紧密结合，以确保设计时充分考虑到产品在其整个生命周期内的使用条件。
通过这样的分析和规划，可以有效地评估和提高产品的可靠性，确保其在各种使用条件下的性能和耐用性。
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,其中包括任务成功或严重故障的判断准则。
【重点知识链接】
- 任务剖面 (Mission Profile)：这是指产品在执行特定任务期间所经历的一系列事件和环境条件的有序描述。它不仅包括了任务的成功完成，也涵盖了可能导致任务失败或严重故障的情况。
- 事件 (Events)：产品执行任务过程中可能遇到的各种情况，包括启动、运行、关闭等操作，以及可能发生的故障情况。
- 环境 (Environments)：产品在执行任务期间所处的外部条件，例如温度、湿度、振动、电磁干扰等。
- 任务成功 (Mission Success)：任务成功是指产品能够按照预定的性能指标完成任务。
- 严重故障 (Critical Failure)：严重故障是指导致产品无法继续执行任务或者严重影响任务完成的故障。
【举例说明】
假设有一个无人侦察机（UAV），它的任务剖面可能包括以下内容：
- 事件：
- 启动：每次飞行前的系统自检和启动过程。
- 飞行：从起飞到着陆的整个飞行过程，包括飞行路径和高度的变化。
- 数据采集：在飞行过程中进行图像和视频数据的采集。
- 返航：当完成任务或电池电量低时，自动返回基地。
- 紧急降落：当遇到严重故障时，需要紧急降落以避免更大的损失。
- 环境：
- 温度：从低温启动到高温环境下的持续运行。
- 湿度：在不同湿度条件下的运行，如雨天飞行。
- 振动：起飞、降落和飞行过程中的振动情况。
- 电磁干扰：在不同电磁环境下的运行，如靠近高压线或无线电信号密集区域。
【实施要点】
- 定义任务成功和失败的标准：明确任务成功完成的条件和导致任务失败的严重故障的判定标准。
- 环境条件的模拟：在实验室环境中模拟产品可能遇到的极端条件，以评估其性能和可靠性。
- 数据收集与分析：记录产品在执行任务过程中的性能数据，分析这些数据以识别潜在的可靠性问题。
- 定期更新：随着产品的使用和维护，任务剖面应定期更新以反映最新的使用状况和维护信息。
- 与可靠性设计相结合：任务剖面的制定应该与可靠性设计工作紧密结合，以确保设计时充分考虑到产品在其整个生命周期内的使用条件。
- 确保安全性：在任务剖面中考虑所有可能的安全性问题，以确保在执行任务时不会对人员和设备造成伤害。
通过制定详细的任务剖面，可以更好地理解产品在执行特定任务时面临的挑战，有助于提高产品的可靠性设计和评估，确保产品能够在实际任务中稳定运行。
产品寿命周期内经受的环境和环境组（综）合及其时序描述构成的剖面。
【重点知识链接】
- 环境剖面 (Environmental Profile)：环境剖面是对产品在其整个寿命周期内可能遇到的各种环境条件及其变化过程的描述。这些环境条件包括但不限于温度、湿度、振动、电磁干扰等，并且还包括这些条件的组合和时序变化。
- 环境条件 (Environmental Conditions)：指的是产品在其使用过程中可能遇到的各种外部环境条件，例如温度、湿度、振动、电磁干扰等。
- 环境组合 (Environmental Combinations)：指的是多个环境条件同时作用于产品的情况，例如温度和湿度的组合、温度和振动的组合等。
- 时序描述 (Temporal Description)：指的是环境条件随时间变化的顺序和持续时间。
【举例说明】
假设一款无人机系统，其环境剖面可能包括：
- 温度：从低温启动到高温环境下的持续运行，例如 -20°C 到 +50°C。
- 湿度：在不同湿度条件下的运行，例如 5% 到 95% RH。
- 振动：起飞、飞行、降落过程中的振动情况，例如 5 g 到 10 g 的振动加速度。
- 电磁干扰 (EMI)：在不同电磁环境下的运行，例如靠近高压线或无线电信号密集区域。
- 组合环境条件：例如在高温和高湿度环境下同时飞行。
【实施要点】
- 环境条件的识别：在产品的设计阶段，需要识别可能遇到的所有环境条件，包括极端条件。
- 环境条件的模拟：在实验室环境中模拟这些环境条件，以评估产品的性能和可靠性。
- 数据收集与分析：记录产品在不同环境条件下的性能数据，并分析这些数据以识别潜在的可靠性问题。
- 环境组合的影响评估：评估不同环境条件组合对产品的影响，特别是在极端条件下的组合。
- 定期更新：随着产品的使用和维护，环境剖面应定期更新以反映最新的使用状况和维护信息。
- 与设计相结合：环境剖面的制定应该与产品的设计工作紧密结合，以确保设计时充分考虑到产品在其整个生命周期内的使用条件。
通过这样的分析和规划，可以有效地评估和提高产品的可靠性，确保其在各种使用条件下的性能和耐用性。
产品在规定的条件下，无故障的持续时间或概率。基本可靠性反映产品对维修资源的要求。确定基本可靠性参数指标时应统计产品的所有寿命单位和所有的关联故障。
【重点知识链接】
- 基本可靠性 (Basic Reliability)：基本可靠性是指产品在规定的条件下，无故障持续工作的时间或概率。它反映了产品在整个寿命周期中对维修资源的需求。
- 规定的条件 (Specified Conditions)：这些条件是指产品正常使用时所处的环境条件和技术要求，例如温度、湿度、压力等。
- 无故障的持续时间 (Failure-Free Time)：指的是产品从开始使用到首次出现故障的时间。
- 概率 (Probability)：基本可靠性还可以用无故障的概率来表示，即在某个时间段内产品无故障的概率。
- 维修资源 (Maintenance Resources)：基本可靠性直接影响了对维修资源的需求，包括维修人员、备件和工具等。
【举例说明】
假设一款军用通信设备，其基本可靠性可以通过以下参数来描述：
- 平均故障间隔时间 (Mean Time Between Failures, MTBF)：例如，该设备的MTBF为1000小时，意味着在规定的条件下，平均每个设备在首次故障前可以连续工作1000小时。
- 故障率 (Failure Rate, λ)：例如，该设备的故障率为0.001次/小时，这意味着每工作1000小时，平均会有1次故障发生。
【实施要点】
- 确定规定的条件：明确产品正常工作所需的环境和技术条件，例如工作温度范围、湿度范围等。
- 统计所有寿命单位：在确定基本可靠性时，需要考虑所有产品的寿命单位，包括不同批次的产品。
- 统计所有关联故障：不仅要统计导致产品完全失效的故障，还要统计那些不影响产品主要功能但需要维修的故障。
- 分析故障原因：通过对故障数据的分析，了解故障发生的根本原因，从而采取措施改进设计或制造过程。
- 评估维修资源需求：基于基本可靠性的数据，评估所需的维修资源，包括备件库存、维修人员数量等。
- 持续改进：通过不断收集和分析数据，持续改进产品的设计和制造过程，以提高基本可靠性。
基本可靠性是评估产品可靠性的关键指标之一，它对于确保产品在使用期间能够持续无故障运行至关重要。通过正确地定义和评估基本可靠性，可以有效预测产品在实际使用中的表现，并据此优化维修计划和支持策略。
产品在规定的任务剖面中完成规定功能的能力（概率）。
【重点知识链接】
-任务可靠性 (Mission Reliability)：任务可靠性是指产品在规定的任务剖面中完成规定功能的能力或概率。它侧重于产品在执行特定任务期间的表现。
-任务剖面 (Mission Profile)：任务剖面描述了产品在完成特定任务时所经历的一系列事件和环境条件，包括任务成功或严重故障的判断准则。
-规定功能 (Specified Function)：指产品在任务期间需要完成的功能要求。
-能力 (Capability)：产品完成规定功能的能力，可以用概率形式表示。
-概率 (Probability)：任务可靠性的度量通常是概率形式，表示产品完成任务成功的可能性大小。
【举例说明】
假设一款无人机系统，其任务可靠性可能通过以下情况进行描述：
-任务剖面：无人机在执行侦察任务时，需要在特定的地理区域内飞行，并完成拍摄特定目标的照片任务。
-规定功能：在任务剖面中，无人机需要在指定的时间内飞行至指定位置，并完成拍摄任务，同时还需要考虑飞行过程中的安全性。
-能力 (概率)：假设无人机的飞行任务剖面要求在1小时内完成任务，任务可靠性可以表示为在1小时内成功完成任务的概率为95%。
【实施要点】
-定义任务剖面：明确任务剖面中涉及的事件和环境条件，以及任务成功或严重故障的判断准则。
-确定规定功能：明确产品在任务期间需要完成的具体功能要求。
-评估任务可靠性：通过分析和试验来评估产品完成任务的成功概率。
-考虑冗余设计：为了提高任务可靠性，可以采用冗余设计策略，确保即使在某些部件出现故障时，产品仍能完成任务。
-优化任务剖面：根据任务可靠性的评估结果，优化任务剖面，例如调整飞行路线、飞行高度等，以提高任务成功率。
-故障恢复能力：增强产品的故障恢复能力，确保即使发生轻微故障，产品也能继续完成任务。
任务可靠性是评估产品能否在特定任务期间完成其功能的关键指标。通过正确地定义任务剖面和规定功能，并进行有效的评估，可以确保产品在执行任务时具有足够的可靠性。
来源：装备质量微信公众号
