系统类产品可靠性信息管理系统设计

2009-06-04张洪霞林创

移动通信 2009年20期

关键词：货架子系统可靠性

张洪霞林创

【摘要】在简要分析了国内外可靠性软件的现状之后,文章阐述了一种可靠性信息管理系统的设计思路,详细介绍了各子系统的功能。该系统可提供面向工程的多项质量与可靠性专项技术的综合解决方案,使系统及其衍生产品适应产品高可靠性的需要。

【关键词】可靠性信息管理货架模块衍生产品MTBF

1 前言

军用通信系统类产品具有可靠性要求高、产品批量小、改型升级快等特点,通常的可靠性信息管理方式难于完成数据的流程化处理和综合分析。

目前国外开发可靠性相关领域软件的公司有Relex、ALD、ITEM TOOLKIT、Isogragh等等。他们已经开发了比较成熟的可靠性专业技术软件,并以这些成熟软件为基础,根据企业工程上的具体特点进行个性化的设计,然后交付企业使用,如用于F-35联合攻击机(JSF)的FRACAS系统就是由洛克希德马丁公司选择ALD的FavoWeb软件并进行个性化设计的。这些软件系统作为专项技术管理已经相当成熟,但不适应国内军工电子装备企业管理多个相关系统的需要;而根据企业工程定制软件,又受到保密的限制。

目前国内比较成熟的可靠性软件,主要针对具体企业的质量管理体系过程进行综合管理,没有提供多项目可靠性信息综合管理平台,也无报/预警功能;更无法适应多类型、小批量产品的高可靠性管理需要和工程现状,无法适应系统及其衍生产品的可靠性信息管理。

本研究组根据近几年某型号军用通信系统生产与装备的实际情况,通过对某研究所某系统产品及其多种衍生产品的可靠性模型、数据和信息研究,设计建立了一套适合于该通信系统的可靠性信息管理系统,实现了对该类系统研制、生产、试验、现场使用等相关数据和故障信息的综合分析,可有效评估系统的可靠性,寻找提高装备可靠性的薄弱环节、部位与途径,从而采取有效措施提高装备的可靠性,以适应当前形势及各特定系统的高可靠性需要。

2 系统设计思路

2.1 确定数据统计和分析管理的基本单元

对系统各设备进行分析,筛选出所有货架模块,作为数据统计和管理分析的基本单元;对系统衍生型号产品各设备进行分析,筛选出所有货架模块,其数据可以与原系统相应货架模块直接累计进行统计和分析;对衍生系统各设备进行分析,筛选出在货架模块基础上进行少量改进的模块,比对形成数学转换关系后,其数据可以按转换关系参与统计和分析。其它部分仍按通常的方式进行数据收集、统计和分析。

2.2 系统构建

根据对多年通信系统基础数据的分析、研究,以及本系统的目的和用途,确定系统框架,系统模块构成有:故障管理、货架模块管理、用户及其权限管理、维修性预报管理、可靠性增长分析。后台还有两个支撑模块——报表输出和基础数据管理模块。这样的系统构架,可实现可靠性数据统计、分析、查询等功能,使可靠性信息管理工作系统化,既解决了项目之间的横向联系,也归纳了可靠性信息内在特性之间的纵向关系。

2.3 建立各子系统的数学模型

建立矩阵管理、故障管理、可靠性评估、维修性预报管理等子系统的数学模型,如建立可靠性(MTBF)评价模型。由于该通信系统和设备服从指数分布,故其MTBF贝叶斯单侧置信下限可用如下的模型计算得出:

MTBF_L=2T/[χ1-α(2γ)] (1)

其中:

MTBFL表示系统/设备的MTBF单侧置信下限;

T为系统和设备的等效试验累积时间,该值可由系统和设备环境试验、满负荷加电考核、外场试验、加电老炼、应力筛选试验等数据,经过统计数学加权得到;

γ为故障数,(1-α)为置信度。

衍生系统的可靠性评估模型是在原系统评估模型基础上,将改进部分比对形成数学转换关系后,形成相应衍生系统的可靠性评估模型。

2.4 子系统设计

细化各子系统功能;建立各子系统工作流程;确定各子系统功能实现的评价标准;明确子系统之间与信息和数据处理的关联流程。

2.5 软件设计

(1)人机交互

数据输入部分可接受多种输入模式,进行准确、详细、形象、规范的信息记录;数据输出部分可将信息及时传送给指定用户,并能通过多种方式输出所指定的结果。

(2)用户权限管理

二级安全措施:第一层是系统安全级别,第二层是数据库访问级别。可以按项目、资源、级别等设置不同的用户组权限,保证数据的访问安全,同时能产生用户对关键资源的访问日志。在这里数据的安全主要包括两个方面:一是让用户按规定的权限进入系统,以保证管理流程的正常实施;二是防止伪信息进入,保证输入数据的真实有效,从而保证可靠性数据与信息管理的准确度和可信度。

(3)系统容量管理

对用户的访问流量、访问速度进行管理和控制,使系统可同时接纳120个用户访问,不产生明显延时。

(4)信息数据存储管理

选择合适的数据库模型,完善信息数据的存储,保证整个系统的正常运转和数据的安全可靠,确保数据库的完整性控制、并发控制和安全性控制。

(5)信息数据处理

实现各种数据处理模型,包括矩阵管理、故障管理、监控报警管理、维修性预报管理、可靠性增长分析等子系统的数据处理。除完成纵向信息数据处理外,重点实现了各项目横向的关联信息处理。

2.6 信息和数据录入

信息和数据录入包括两方面的内容:一是管理信息,必须严格按照组织的管理制度、流程、相关人员的职责、权限准确地录入,以保证管理流程和工作程序的正常动作。二是技术信息,现有的历史信息和数据是使系统具有生命力的血液,这些数据需要进行提炼和录入,并提供关键词引擎和数据的共享,把这些“死的宝贝”变成“活的宝贝”,实现信息与数据的共用和延续。要严格按管理流程识别这些信息和数据的价值和真伪,加以提炼和控制录入,以保证录入系统的信息和数据具有可用性。

2.7 软件接口

该系统可与办公自动化系统(OA)进行数据通信,主要交互的数据内容:(1)用户资料信息,(2)短信息内容。这样可以实现系统基础数据的共享,如组织机构信息、人员信息、预报警信息等。

3 系统功能介绍

3.1 系统功能框图

图1 QDIS系统功能框图

3.2 子系统功能

本系统共包含6个子系统,2个基础支撑模块,各部分具体的功能如下:

(1)故障管理子系统

该子系统包括决策指派、质量分析、技术五项归零、管理五项归零等四个模块。决策指派模块是FIO对故障处理的级别、方式等作出决策和指派,当该子系统接受故障信息后,与数据库的信息进行比对,根据产品所处阶段、发生频次、所处部位及决策指派流程对故障的处理作出决策和指派。技术归零模块对技术原因引起的故障五项归零活动进行管理;质量分析模块对无法进行故障复现的技术归零活动进行管理;管理归零模块对管理原因引起的故障五项归零活动进行管理。

(2)货架模块管理子系统

该子系统实现按货架模块类别、故障部位、故障类型、故障环节、故障机理、故障模式等进行横向或纵向的管理和统计分析功能。

(3)用户及其权限管理子系统

该子系统实现的功能有:按项目、资源、级别等设置不同的用户组权限,保证数据的访问安全,同时产生用户的访问日志;允许120个用户同时使用,不会产生明显的延时。

(4)监控报警管理子系统

该子系统对关键、重要及异常事件实现报/预警功能。包括两类不同性质的报警:一类是技术报警,即当故障发生并输入系统时,系统自动与数据库信息进行比对,若为重复发生的故障,则触发系统报/预警功能,系统报警并输出检索到的信息;一类是管理报警,即当某故障频繁发生或在限定时间内没有完成规定的处理时,在指定的时间、条件或状态下会自动触发报/预警功能,并通过OA传递给相应级别的人员,促使他们及时处理这些可靠性信息。

(5)维修性预报管理子系统

该子系统按照设定的模型,根据输入的产品可靠性信息,提供维修性计划和预报等功能。

(6)可靠性增长分析子系统

该子系统按产品使用、试验等故障信息,评估出产品的可靠性水平,提供产品可能的可靠性增长曲线,为质量师提供决策参考。

(7)计算与报表输出功能模块

提供报表与图形输入和输出功能,包括MTBF/MTTR、可用度的计算、故障统计、分析图表的输入/出等功能。

(8)基础数据管理功能模块

建立信息数据存储数据库,保证整个系统的正常运转和数据的安全可靠,确保数据库的恢复、完整性控制、并发控制和安全性控制。比如产品BOM、使用数据、顾客信息、故障信息等,这些数据和信息一次录入,系统共享。

4 结束语

该系统已进入试运行阶段,至少解决了以下工程问题:

(1)某型号通信系统的使用可靠性受设计、生产、使用维修以及环境条件等多因素的影响,且各因素之间互相作用,仅靠局部的信息处理往往不能达到期望。该平台通过对各类可靠性信息的综合分析,可研究通信系统的可靠性规律,识别出解决通信系统可靠性的关键环节。

(2)对某型号通信系统可靠性信息和数据进行管理,对各类衍生型号产品进行横向关联处理,实现对系统可靠性的评估。