YY／T 1837-2022标准规范下载简介

YY／T 1837-2022 医用电气设备 可靠性通用要求.pdf

由式(D.2)可知，组成产品的并联单元数目越多，产品的可靠度就越大。因此，在设计阶段可采用 余设计来提高产品的可靠性。文献研究表明，随着n的不断增大，产品可靠度越来越大，但提高速度却 越来越慢，故要根据产品的可靠度要求和成本预算及空间要求合理地安排并联单元的数目。

对于复杂系统而言，一般会同时包含串联和并联关系组合而成的单元，称为混联模型。利用串联和 并联原理，可以将混联模型中的串联、并联部分简化为等效单元，最终得到与原混联模型等效的串联或 并联模型。图D.3a)为一般的混联模型，图D.3b)、图D.3c)为简化后的等效模型。

其系统对应的可靠性数学模型为： 并联单元1、2转化为等效单元S1XXX水电站黄河大桥施工组织设计，其可靠度见式(D.3)

图D.3混联模型的可靠性框图

共中 串联单元3、4转化为等效单元S2，其可靠度见式(D.4)： Rs, (t)=R(t)R4(t) 串联单元5、6转化为等效单元S3，其可靠度见式（D.5)： Rss (t)=Rs(t)Rs(t)

最终，系统的可靠度见式（D.7）

Rs(t)=Rs (t)Rs (t)R,(t) ++++++++++++++++++(D.7

D.4可靠性建模的流程

可靠性建模的一般流程包括明确产品定义、绘制可靠性框图、建立可靠性数学模型等，具体步骤 下。 a） 明确产品定义。即明确产品及其单元的构成、功能、接口、故障判据等。功能框图是在对产品 各层次功能进行静态分组的基础上，描述产品的功能和各子功能之间的相互关系，以及系统的 数据流程。对于各功能间有时序关系的产品，一般采用功能流程图的形式。功能流程图是动 态的，可以描述系统各功能之间的时序相关性。功能框图或功能流程图是绘制可靠性框图的 基础。 b）绘制可靠性框图。可靠性框图是以图的形式逻辑地描述产品正常工作的情况。可靠性框图应 描述产品每次完成任务时的所有单元功能组之间的相互关系，绘制可靠性框图需要充分了解 产品的任务定义和寿命剖面。在最终的可靠性框图中，通常一个方框只对应一个功能单元，所 有的方框均应按要求以串联、并联、旁联或其组合形式连接，每个方框都应进行标注。 c）建立可靠性数学模型。可靠性数学模型用于表达可靠性框图中各方框的可靠性与系统可靠性 之间的函数关系。常用的方法有普通概率法、布尔真值表法、蒙特卡罗模拟法等

D.5例子：某ME设备的电池电路的可靠性建

某ME设备的电池电路的可靠性框图如图D.4所示。 该电池电路由电芯组和保护板组成，电芯组由12节电芯（四串三并）组成，保护板由监测电路、保护 IC、动作器件和线路板（PCB)组成，电芯1~4串联组成第1列电芯，电芯5～8串联组成第2列电芯，电 芯9～12串联组成第3列电芯；第1列电芯、第2列电芯和第3列电芯并联后再与监测电路、保护IC、动 作器件和线路板(PCB)串联，因此电池电路的可靠度R（t）为：

)=1—[1R电芯1t）R电芯2（t）R电芯3（t）R电芯4（t)J[1—R电芯s（t）R电芯6（t）R电芯?（t）R电芯：（t）

图D.4电池电路的可靠性框图

选择下一级故障。如果电源失效或应急电池无效，电源会失效；如果灯泡有缺陷或电阻器 灯泡和电阻会失效。 在最低层级，如果开关无法关闭或电池没电了，应急电池无效。告警电路的故障树如图F.

一级故障。如果电源失效或应急电池无效，电源会失效；如果灯泡有缺陷或电阻器有缺陷， 会失效。 低层级，如果开关无法关闭或电池没电了，应急电池无效。告警电路的故障树如图F.2所示。

图F.2告警电路的故险

表F.1组件及其失效概率

图F.3告警电路的概率树

附录G （资料性） 元器件、部件选型可靠性评估表 元器件及部件的可靠性直接影响到产品的质量，因此在ME设备或ME系统设计过程中，需要对 元器件及部件进行选型及控制，其选型时的可靠性评估表见表G.1。

元器件及部件的可靠性直接影响到产品的质量，因此在ME设备或ME系统设计过程中，需要 件及部件进行选型及控制，其选型时的可靠性评估表见表G.1。

表G.1元器件、部件选型可靠性评估表

一般工程问题的有限元分析过程都可以归纳为如图H.1所示的流程

附录H （资料性） 有限元分析

图H.1有限元分析流程

图示流程的a)和e)需要分析者根据所分析问题的特点、工程规范、数值分析准则以及计算机软硬 件性能等综合因素决定。b)、c)、d)是有限元分析的3个基本组成部分。b)的前处理是根据已经确定的 物理模型，建立有限元离散模型，内容包括生成有限元网格、选择单元形式、选择材料模式、给定约束和 载荷条件、选择求解方法和给定计算参数；c)由有限元求解器对离散化的模型进行数值选代，得到整个 系统的有限元方程的解；d)的后处理主要查看求解的物理场的分布情况，包括位移、应力、应变、频率、 温度等，识别关键位置及关键参数。

通常元器件有一个最佳降额范围。在此范围内，元器件工作应力的降低对其失效率的下降有显著 改善，ME设备或其部件的设计易于实现，且不必在重量、体积、成本方面付出大的代价。 应按待分析对象的可靠性要求、设计的成熟性、维修费用和难易程度、安全性要求，以及对其重量和 寸的限制等因素，综合权衡确定降额等级。在最佳降额范围内推荐采用三个降额等级。 a）工级降额 I级降额是最大的降额，对元器件使用可靠性的改善最大。超过它的更大降额，通常对元器件 可靠性的提高有限，且可能使ME设备或其部件的设计难以实现。 I级降额适用于下述情况：部件的失效将导致人员伤亡或ME设备或其部件的严重破坏；对 ME设备或其部件有高可靠性要求，且采用新技术、新工艺的设计；由于费用和技术原因，ME 设备或其部件失效后无法或不宜维修；对ME设备或其部件的尺寸、重量有苛刻的限制。 bIⅡ级降额 Ⅱ级降额是中等降额，对元器件使用可靠性有明显改善。Ⅱ级降额在设计上较I级降额易于 实现。 IⅡ级降额适用于下述情况：部件的失效将可能引起ME设备或部件的损坏；有高可靠性要求 且采用了某些专门的设计；需支付较高的维修费用。 c）Ⅲ级降额 Ⅲ级降额是最小的降额，对元器件使用可靠性改善的相对效益最大，但可靠性改善的绝对效果 不如I级和Ⅱ级降额。血级降额在设计上最容易实现。 Ⅲ级降额适用于下述情况：ME设备或其部件的失效不会造成人员的伤亡或ME设备的破坏 ME设备或其部件采用成熟的标准设计；故障可迅速、经济的加以修复；对设备或部件的尺寸， 重量无大的限制，

降额可以有效地提高元器件的使用可靠性，但降额是有限度的。通常，超过最佳范围的更天降额， 元器件可靠性改善的相对效益下降，而ME设备或其部件的重量、体积和成本却会有较快的增加。有 时过度的降额会使元器件的正常特性发生变化，甚至有可能找不到满足ME设备或部件功能要求的元 器件；过度的降额还可能引入元件新的失效机理，或导致元器件数量不必要的增加，结果反而使可靠性 下降。

不应将降额量值绝对化。降额是多方面因素综合分析的结果。在实际使用中由于条件的限制，允 许降额值作一些变动，即某降额参数可与另一参数彼此综合调整，但不应轻易改变降额等级（如从I级 隆额变到Ⅱ级降额），

L.4确定降额量值的工作基础

降额量值的工作基础可分为以下三种情况，在应用中应予以注意：

工作基础可分为以下三种情况，在应用中应予以

a）对量使用数据进行过分析，并对元器件的应力与可靠性关系有很好的认识； b）供分析的使用数据有限，或结构复杂，但对元器件的应力与可靠性关系有一定的认识； c）由于技术较新，或受到器件所在设备中组合方式的限制，至今尚无降额的应用数据可供参考， 但研究了它们的结构和材料，作出降额的工程判断

L.5元器件的质量水平

应根据产品可靠性要求选用适合质量等级的元器件。不能用降额补偿的方法解决低质 使用问题。

L.6某型号运算放大器降额准则应用示例

L.6.1模拟电路隆额准则

模拟电路降额准则见表I.1。其中： a）电源电压从额定值降额； b）输入电压从额定值降额； c）输出电流从额定值降额； d）功率从最大允许值降额； e）结温降额给出了最高允许结温

表I.1模拟电路隆额准则

电源电压降额后不应小于推荐的正常工作电压。 ，输入电压在任何情况下不应超过电源电压。 “电压调整器的输入电压在一般情况下即为电源电压

电源电压降额后不应小于推荐的正常工作电压。 ，输入电压在任何情况下不应超过电源电压。 °电压调整器的输人电压在一般情况下即为电源电压

I.6.2某型号运算放大器降额应用示例

正电源电压 负电源电压 输人差动电压 输出短路电流 最高结温 总功率

根据输人电压在任何情况下不应超过电源电压”的原则，输入差动电压V应不大于 Ⅱ级和Ⅲ级降额的计算可依次类推。 为了使结温和功率同时满足表I.1的要求，放大器应根据不同的降额等级工作在图I.1所 线范围内

图I.1运算放大器降额曲线

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附录J （资料性） 电路容差分析的方法和程序 容差分析技术是一种预测电路性能参数稳定性的方法。它主要研究电路组成部分参数偏差，在规 定的使用条件范围内，对电路性能容差的影响。 容差分析应从设计早期初步电路图给出时开始，一般在做过故障模式影响分析（FMEA)之后进 行。在电路修改后应再进行容差分析。本附录措达

容差分析技术是一种预测电路性能参数稳定性的方法。它主要研究电路组成部分参数偏差， 的使用条件范围内，对电路性能容差的影响。 容差分析应从设计早期初步电路图给出时开始，一般在做过故障模式影响分析（FMEA)之 。在电路修改后应再进行容差分析。本附录描述了一般电路容差分析的方法和程序。

.1.1确定待分析电路

根据任务的重要性、经费与进度的限制条件以及FMEA或其他分析结果来确定各研制阶段需要进 行容差分析的关键电路。主要有： a）严重影响产品安全性的电路； b）严重影响任务完成的电路； c）昂贵的电路； d）采购或制作困难的电路； e）需要特殊保护的电路

J.1.2明确电路设计的有关基线

电路设计的有关基线包括： a）被分析电路的功能和使用寿命； b）.电路性能参数及偏差要求； c）电路使用环境应力条件(或环境剖面)； d）元器件参数的标称值、偏差值和分布； e）‘电源和信号源的额定值和偏差值； f）电路接口参数。

对电路进行分析，得出在各种工作方式下电路的性能参数、输入量和元器件参数之间的关系。

容差分析包括： a）根据已确定的待分析电路的具体要求和条件，适当选择本文件所列的分析方法； b）根据已明确的电路设计的有关基线按选定的方法对电路进行容差分析，求出电路输出性能： 数的偏差范围，找出对电路敏感度影响较大的参数并进行控制，使电路满足要求，

J.1.5分析结果判别

围与电路性能指标要求相比较，比较结果分两种 a）符合要求，则分析结束； b）若不符合要求，则需修改设计(重新选择电路组成部分参数或其精度等级或更改原电路结

斤所求得的电路性能参数的偏差范围与电路性能指标要求相比较，比较结果分两种情况： 求，则分析结束； 合要求，则需修改设计（重新选择电路组成部分参数或其精度等级或更改原电路结构）

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设计修改后，仍需进行容差分析， 标要求为止。 容差分析程序见图 L.1.

图J.1容差分析程序

容差分析结果应形成报告，并作为产品设计评审的资料。容差分析报告应反映分析的主要内容利 结果。一般要包括下列内容： a）产品的描述； b） 分析时所考虑的参数； 用于评价电路（系统）特性时的统计极限判断； d）分析结论及其相应建议

.3.1电路容差分析应考虑的因素

电路容差分析除了考虑J.1.2给定的电路有关基线外，还应考虑如下因素 a）参数随时间的漂移量； b）电路负载的变动； c）所有的正常工作方式，预料中的偶然工作方式及各个工作点的情况。

I.4.1最坏情况试验法

最坏情况试验法是便被测电路处于 压力、电源电压、电网频率、元器件参数、信号源幅度 和频率等主要因素均为上下限值的条件下，测试电路性能参数偏差的方法。一般在电路可靠性要求高、 成本不严格控制时采用此分析方法

I.4.2最坏情况分析法

最坏情况分析法是分析在电路组成部分参数最坏组合情况下的电路性能参数偏差的一种非概率 法。它需要给出电路的网络函数DOC-薄壁不锈钢管卡压式连接施工工艺，其表达式见式（J.1）

式中 Y 电路性能参数； X1,X2,"",X, 电路组成部分及其他有关量参数值。

Y=f(X.,X.,",X,)

最坏情况分析法包括线性展开法和直接代入法

J.4.2.1线性展开法

线性展开法是将电路的网络函数f（X1，X2，，X,)在工作点附近展开并取偏导数，简化为线性关 系式，求出电路性能参数的变化范围，用式（J.2)表示：

A(a/aX)工作点· ..( J.2

J.4.2.2直接代入法

基坑支护结构和土方开挖施工方案A(a/a)工作点·X