可維修性設(shè)計（DesignforServiceability;DFS）在于研究產(chǎn)品的維修瓶頸，用以改進設(shè)計組合、簡化拆卸步驟、權(quán)衡零件壽命與維修困難度，確保使用者的滿意度及降低產(chǎn)品維修成本。而產(chǎn)品維修之難易度主要取決于能否迅速斷定哪一個零組件需要維修，同時是否能容易地拆裝該維修零件，產(chǎn)品維修性分析可從六個方面來探討。

 

可維修性的評價維度

 

(1)重要性(Importance)

 

組件故障將導致產(chǎn)品部分機能失效，而其組件之重要性應(yīng)由該組件對產(chǎn)品機能及顧客需求的影響性來決定。

 

(2)出現(xiàn)性(Occurrence)

 

組件在生命周期中失效的機率需權(quán)衡零件成本與維修成本，提升零件質(zhì)量可降低失效機率，減少維修成本，但須衡量對零件成本的影響。

 

(3)易診斷性(Diagnoseability)

 

產(chǎn)品故障維修的第一步驟在診斷是哪一個組件失效，可診斷性乃指不藉助特殊昂貴的檢測設(shè)備，診斷出問題所在的難易度。

 

(4)可達性(Accessibility)

 

失效機率較高的組件應(yīng)安排在產(chǎn)品較外層的位置，并且需提供足夠的工具維修空間，否則須拆解影響維修的零件，導致維修時間加長。

 

(5)易拆卸性(Reassemblibility)

 

零件的接合方式?jīng)Q定更換該零組件所需的時間、工具與技術(shù)。當零組件常因產(chǎn)品故障而需維修時，應(yīng)采用適宜反復拆裝的接合方式。

 

(6)可修復性(Repairability)

 

若組件只需調(diào)整或清理，而不需更換整個零件時，其調(diào)整或清理的容易度稱為可修復性。若該零件必須特殊的修復技術(shù)，或不能修復需整個更換，則其可修復性較差。

 

對智能硬件產(chǎn)品來說，設(shè)計的首要任務(wù)是應(yīng)用的安全，其次就是利潤。而利潤的產(chǎn)生有兩個途徑：開源和節(jié)流。開源是為了讓產(chǎn)品具有更多的附加值，使產(chǎn)品多銷售，這樣的方法包括了可使用性的設(shè)計，通過便捷舒適的操作客戶體驗、時尚的外觀增加客戶的購買欲望；而節(jié)流的核心則是可維修性，因為維修產(chǎn)生的成本支出蠶食的都是產(chǎn)品的純利潤，這里的花費包括了維修人員的工資補助支出和差旅費用、備品備件的庫存、維修工具儀器儀表等。因此，可維修性的設(shè)計宜從這幾方面入手降低其費用。

 

維修性分級

 

根據(jù)維修地點的不同，軍工設(shè)備的維修性一般分為連隊級、中繼級、基地級。作為民用產(chǎn)品，可參照轉(zhuǎn)化為用戶級（指在用戶現(xiàn)場的維修）、中間商級（指在辦事處或經(jīng)銷商、代理商處的維修）、廠部級（指返廠維修）。

 

這三個維修性級別分別對應(yīng)了不同的需求。

 

從節(jié)省費用的角度看，各級維修性的要求如（表1）。

 

 

可維修性設(shè)計的通用準則

 

設(shè)計時，要對產(chǎn)品功能進行分析權(quán)衡，合并相同或相似功能，消除不必要的功能，以簡化產(chǎn)品和維修操作。

 

在滿足規(guī)定功能要求的條件下，構(gòu)造簡單，減少產(chǎn)品層次和組成單元的數(shù)量，簡化零件的形狀。

 

產(chǎn)品的調(diào)整機構(gòu)設(shè)計簡便，以便于排除因磨損或飄移等原因引起的常見故障。對易發(fā)生局部耗損的貴重件，設(shè)計成可調(diào)整或可拆卸的組合件，以便于局部更換或修復，避免或減少互相牽連的反復調(diào)校。

 

合理安排各組成部分的位置，減少連接件、固定件、使其檢測、換件等維修操作簡單方便，做到在維修任一部分時，不拆卸、不移動或少拆卸、少移動其他部分，以降低對維修人員技能水平的要求和工作量。

 

原則主要有:

 

(1)通用化、標準化、模塊化設(shè)計原則

 

上述原則可以提高產(chǎn)品的互換性,降低產(chǎn)品成本,簡化生產(chǎn)工藝,便了維修過程中的拆、拼、換、裝,提高產(chǎn)品的維修速度和維修質(zhì)量。

設(shè)計時，優(yōu)選標準化的設(shè)備、元器件、零部件和工具，且減少其品種、規(guī)格；

 

故障率高、容易損壞、關(guān)鍵性的零部件或單元具有良好的互換性和通用性；

 

可互換零部件，須完全接口兼容，既可功能互換，又可安裝互換；

 

可互換的零部件，修改設(shè)計時，不要任意更改安裝的結(jié)構(gòu)要素，破壞互換性；

 

產(chǎn)品應(yīng)按其功能設(shè)計成若干個具有互換性的模塊（或模件），維修時可在現(xiàn)場更換的部件更應(yīng)模塊（件）化；

 

模塊（件）從產(chǎn)品上卸下來以后，應(yīng)便于單獨進行測試、調(diào)整。在更換模塊（件）后，應(yīng)不需要進行參數(shù)調(diào)整；

 

模塊（件）的尺寸與質(zhì)量應(yīng)便于拆裝、攜帶或搬運。質(zhì)量超過4kg不便握持的模塊（件）應(yīng)設(shè)有人力搬運的把手；必須用機械提升的模件，應(yīng)設(shè)有相應(yīng)的吊孔或吊環(huán)。

 

(2)簡化設(shè)計原則

 

在滿足使用需求的前提下,盡可能簡化產(chǎn)品功能。包括取消不必要的功能,合并相同或相似的功能,盡量減少零、部件的品種和數(shù)量。

 

(3)良好的可達性

 

所謂維修可達性是指產(chǎn)品維修時接近維修部位的難易程度。用通俗的話講,可達性可以用三句話表達:看得見(視覺可達);夠得著(人手或借助于工具能接觸到維修部位);有足夠的操作空間。

 

需要維修的零件部件，都應(yīng)具有良好的可達性；

 

對故障率高而又需要經(jīng)常維修的部位及應(yīng)急開關(guān)，應(yīng)提供最佳的可達性；

 

為避免產(chǎn)品維修時交叉作業(yè)，可采用專柜或其他適當形式的布局。整套設(shè)備的部（附）件應(yīng)相對集中安裝；

 

產(chǎn)品的易損件、常拆件和附加設(shè)備的拆裝要簡便，拆裝時零部件進出的路線最好是直線或平緩的曲線；各分系統(tǒng)的檢查點、測試點、檢查窗、潤滑點、添加口以及燃油、液壓、氣動等系統(tǒng)的維護點，宜布局在便于接近的位置上；

 

需要維修和拆裝的產(chǎn)品，其周圍要有足夠的操作空間；

 

維修時要求能看見內(nèi)部的操作，其通道除了能容納維修人員的手或臂外，還留有供觀察的適當間隙。

 

(4)易損件的易換性設(shè)計原則

 

盡管在設(shè)計中采用了高可靠性的零部件,但受壽命和惡劣環(huán)境的影響,產(chǎn)品中一般仍然會有一部分零部件屬于易損件,需要更換。

 

(5)貴重件的可修復性設(shè)計原則

 

產(chǎn)品的關(guān)鍵零部件、貴重零部件應(yīng)具有可修復性,失效后可調(diào)整、修復至正常狀態(tài),這樣能降低產(chǎn)品的維修費用,減少維修時間,提高維修效率。

 

(6)測試性設(shè)計原則

 

產(chǎn)品的測試性是指產(chǎn)品能夠及時而準確地確定其工作狀態(tài),并隔離其內(nèi)部故障的一種設(shè)計特性。

 

1、對測試點配置的要求

 

測試點的種類與數(shù)量應(yīng)適應(yīng)各維修級別的需要。

 

測試點的布局要便于檢測，并盡可能集中或分區(qū)集中，且可達性良好，其排列應(yīng)有利于進行順序的檢測與診斷；

 

測試點的選配優(yōu)選適應(yīng)原位檢測的需要。產(chǎn)品內(nèi)部及需修復的可更換單元還應(yīng)配備適當數(shù)量供修理使用的測試點；

 

測試點和測試基準不應(yīng)設(shè)置在易損壞的部位。

 

2、選擇檢測方式與設(shè)備的原則

 

優(yōu)選原位（在線，實時與非實時的）檢測方式，重要部位采用性能監(jiān)測（視）和故障報警裝置，對危險的征兆應(yīng)能自動顯示、自動報警；

 

復雜系統(tǒng)，采用機內(nèi)測試（BIT）、外部自動測試設(shè)備、測試軟件、人工測試等形成高的綜合診斷能力，保證能迅速、準確地判明故障部位；注意被測單元與測試設(shè)備的接口匹配；

 

(7)防插錯措施及識別標志

 

從結(jié)構(gòu)上消除發(fā)生差錯的可能性,裝錯了就裝不上;增加明顯的識別標記。

 

設(shè)計時，應(yīng)避免或消除在使用操作和維修時造成人為差錯的可能，即使發(fā)生差錯也應(yīng)不危及人機安全，并能立即發(fā)覺和糾正；

 

外形相近而功能不同的零部件、重要連接部件和安裝時容易發(fā)生差錯的零部件，應(yīng)從構(gòu)造上采取防差錯措施或有明顯的防止差錯識別標志；

 

產(chǎn)品上應(yīng)有必要的為防止差錯和提高維修效率的標志；

 

應(yīng)在產(chǎn)品上規(guī)定位置設(shè)置標牌或刻制標志。標牌上應(yīng)有型號、制造工廠、批號、編號、出廠時間等；

 

測試點和與其他有關(guān)設(shè)備的連接點均應(yīng)標明名稱或用途以及必要的數(shù)據(jù)等，也可標明編號或代號；

 

對可能發(fā)生操作差錯的裝置應(yīng)有操作順序號碼和方向的標志；

 

間隙較小、周圍產(chǎn)品較多且安裝定位困難的組合件、零部件等應(yīng)有定位銷、槽或安裝位置的標志；

 

標志應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的特點、使用維修的需要，按照有關(guān)標準的規(guī)定采用規(guī)范化的文字、數(shù)字、顏色或光、圖案或符號等表示。標志的大小和位置要適當，鮮明醒目，容易看到辨認；

 

標牌和標志在裝備使用、存放和運輸條件下須經(jīng)久耐用。

 

（8）維修性的人機環(huán)工程要求

 

設(shè)計時，按照使用和維修時人員所處的位置、姿勢與使用工具的狀況，并根據(jù)人體量度，提供適當?shù)牟僮骺臻g，使維修人員有個比較合理的姿勢，盡量避免以跪、臥、蹲、趴等容易疲勞或致傷的姿勢進行操作。

 

噪聲不允許超過相關(guān)標準的規(guī)定；如難避免，對維修人員應(yīng)有防護措施；

 

對產(chǎn)品的維修部位應(yīng)提供自然或人工的適度照明條件；

 

應(yīng)采取減震或隔離措施，減少維修人員在超過振動標準規(guī)定的條件下進行檢修維修；

 

設(shè)計時，應(yīng)考慮維修人員在舉起、推拉、提起及轉(zhuǎn)動物體等操作中人的體力限度；

 

設(shè)計時，應(yīng)考慮使維修人員的工作負荷和難度適當，以保證維修人員在持續(xù)工作能力、維修質(zhì)量和效率。

 

(9)易拆卸性設(shè)計原則

 

1、最少拆卸時間。

 

一般產(chǎn)品是由多種不同材料制成。材料回收價值低、拆卸費時是造成資源浪費和環(huán)境污染的主要原因。減少使用材料種類和改進產(chǎn)品設(shè)計結(jié)構(gòu),可使產(chǎn)品得到更好的回收。例如,可拆卸的機夾式硬質(zhì)合金車刀比焊接式的材料回收性要好。

 

2、可拆卸。

 

產(chǎn)品最好采用簡易的緊固方法,盡量減少固定件數(shù)量。同時對零件之間的聯(lián)接,使用同一類型固定件,避免拆卸時零部件的多方向復雜運動,避免金屬材料嵌入塑料零件。

 

3、易操作。

 

產(chǎn)品留有可抓取表面,避免非剛性零件,在產(chǎn)品單元結(jié)構(gòu)內(nèi)密封有害物質(zhì)(如廢液等),防止污染環(huán)境,構(gòu)成危害職業(yè)健康的根源。

 

4、易拆散。

 

產(chǎn)品設(shè)計時,避免二次光潔產(chǎn)品表面(如油漆、涂層等),同時避免零件材料拆卸時本身的損壞和損壞產(chǎn)品的其他結(jié)構(gòu)。

 

5、減少變異。

 

產(chǎn)品在設(shè)計過程中,減少緊固類型,同時盡量使用標準零部件。尤其在新產(chǎn)品設(shè)計時,零部件在設(shè)計結(jié)構(gòu)與功能上應(yīng)具有良好的設(shè)計繼承性和通用性。

 

（10）預(yù)防性維修設(shè)計

 

裝備應(yīng)設(shè)計成不需要或很少需要進行預(yù)防性維修，即使維修也要避免經(jīng)常拆卸和維修；

 

避免采用不工作狀態(tài)無維修設(shè)計的產(chǎn)品；不能實現(xiàn)無維修設(shè)計的產(chǎn)品，應(yīng)減少維修的內(nèi)容與頻率，并便于檢測和換件。

 

（11）維修安全要求

 

1、一般原則

 

設(shè)計時，應(yīng)使系統(tǒng)在故障狀態(tài)或分解狀態(tài)進行維修是安全的；

 

在可能發(fā)生危險的部位上，應(yīng)提供醒目的標記、警告燈或聲響警告等輔助預(yù)防手段；

 

嚴重危及安全的組成部分應(yīng)有自動防護措施，不要將被損壞后容易發(fā)生嚴重后果的組成部分設(shè)置在易被損壞的位置；

 

凡與安裝、操作、維修安全有關(guān)的地方，都應(yīng)在技術(shù)文件、資料中提出注意事項。

 

2、防機械傷害

 

維修時肢體必須經(jīng)過的通道、孔洞，不得有尖銳邊角；邊緣都須制成圓角或復蓋橡膠、纖維等防護物；

 

維修時需要移動的重物，應(yīng)設(shè)有適用的提把或類似的裝置；需要挪動但并不完全卸下的產(chǎn)品，挪動后應(yīng)處于安全穩(wěn)定的位置。通道口的鉸鏈應(yīng)根據(jù)口蓋大小、形狀及裝備特點確定，通常應(yīng)安裝在下方或設(shè)置支撐桿將其固定在開啟位置，而不需用手托住。

 

3、防靜電、防電擊、防輻射

 

設(shè)計時，應(yīng)當減少使用、維修中的靜電放電及其危害，確保人員和裝備的安全；

 

對可能因靜電或電磁輻射而危及人身安全、引起失火或起爆的裝置，應(yīng)有靜電消散或防電磁輻射措施；

 

對可能因靜電而危及電路板的，應(yīng)有靜電消散措施；

 

裝備各部分的布局應(yīng)能防止維修人員接近高壓電；帶有危險電壓的電氣系統(tǒng)的機殼、暴露部分均應(yīng)接地；維修工作燈電壓不得超過36V；

 

高壓電路（包括陰極射線管能接觸到的表面）與電容器，斷電后2s以內(nèi)電壓不能自動降到36V以下的，均應(yīng)提供放電裝置；

 

為防止超載過熱而損壞器材或危及人員安全，電源總電路和支電路一般應(yīng)設(shè)置保險裝置；

 

復雜的電氣系統(tǒng)，應(yīng)在便于操作的位置上設(shè)置緊急情況下斷電、放電的裝置；

 

4、防火

 

可能發(fā)生火險的器件，應(yīng)該用防火材料封裝。盡量避免采用在工作時或在不利條件下可燃或產(chǎn)生可燃物的材料；必須采用時應(yīng)與熱源、火源隔離；產(chǎn)品上容易起火的部位，應(yīng)安裝有效的報警器和滅火設(shè)備。