基于公理設(shè)計的產(chǎn)品可靠性要求實現(xiàn)方法

楊德真 任 羿 王自力 肖 靜

(北京航空航天大學 可靠性與系統(tǒng)工程學院，北京100191)

可靠性設(shè)計的目的就是要盡可能減少產(chǎn)品潛在的設(shè)計缺陷，它可以作為產(chǎn)品設(shè)計優(yōu)化的一種方法.其核心思想［1］是要漸進理解各級產(chǎn)品承受的載荷和應(yīng)力，漸進識別可能產(chǎn)生的故障模式及其產(chǎn)生機理，主動消除所暴露的故障模式或降低其發(fā)生概率，減少產(chǎn)品潛在的不確定因素，在實現(xiàn)產(chǎn)品功能性能的同時，滿足可靠性要求.然而，傳統(tǒng)的可靠性設(shè)計手段多依賴于“經(jīng)驗”［2－4］，且設(shè)計結(jié)果相對“隱性”，難以直接評價.因此在產(chǎn)品設(shè)計早期，糾正已有產(chǎn)品設(shè)計方案中的設(shè)計缺陷非常困難，幾乎不可能［5］.目前較為通用的評價方法是可靠性試驗與評估［6］.該方法需在產(chǎn)品樣件制造完成后才可進行，時間嚴重滯后，易造成設(shè)計反復.盡管近年來可靠性技術(shù)領(lǐng)域很多專家提出了可靠性仿真試驗方法［7－8］，但該類方法較適用于設(shè)備級簡單產(chǎn)品，復雜的系統(tǒng)級產(chǎn)品難以應(yīng)用.傳統(tǒng)依賴于“經(jīng)驗設(shè)計—試驗驗證—設(shè)計改進”的可靠性設(shè)計模式，可能造成大規(guī)模、跨階段的設(shè)計反復，影響產(chǎn)品研制進度，增加研制成本.

面向產(chǎn)品設(shè)計過程，文獻［9］中提出了公理設(shè)計(AD，Axiomatic Design)理論，并得到了普遍認可.該理論為產(chǎn)品設(shè)計過程提供了基于邏輯和理性思維的基礎(chǔ)理論，其核心是兩條設(shè)計公理:獨立公理和信息公理.基于這兩條公理，已推導得到了一系列的定理、推論和方法論.近20年來，AD理論已被廣泛……