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嘉峪檢測網(wǎng) 2024-12-10 09:12
可維修性設(shè)計(jì)（Designfor Serviceability; DFS）在于研究產(chǎn)品的維修瓶頸，用以改進(jìn)設(shè)計(jì)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(gè)零組件需要維修，同時(shí)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(gè)方面來探討。
可維修性的評(píng)價(jià)維度
重要性(Importance)：組件故障將導(dǎo)致產(chǎn)品部分機(jī)能失效，而其組件之重要性應(yīng)由該組件對(duì)產(chǎn)品機(jī)能及顧客需求的影響性來決定。
例如電動(dòng)汽車的電機(jī)、電池等，影響基本使用功能的部件，重要性很高，而娛樂相關(guān)的功能則沒有那么高。
出現(xiàn)性(Occurrence)：組件在生命周期中失效的機(jī)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(jī)率，減少維修成本，但須衡量對(duì)零件成本的影響。
易診斷性(Diagnoseability)：產(chǎn)品故障維修的第一步驟在診斷是哪一個(gè)組件失效，可診斷性乃指不借助特殊昂貴的檢測設(shè)備，診斷出問題所在的難易度。
例如我們很多設(shè)備將外設(shè)狀態(tài)通過串口打印，或者通過顯示器顯示狀態(tài)。就是幫助診斷故障，提升設(shè)備的易診斷性。
可達(dá)性(Accessibility)：失效機(jī)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(dǎo)致維修時(shí)間加長。當(dāng)下比較流行的電動(dòng)車，他的維修、保養(yǎng)的費(fèi)用非常非常之低，其組件在維修時(shí)的可達(dá)性也是更好的。
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(shí)間、工具與技術(shù)。當(dāng)零組件常因產(chǎn)品故障而需維修時(shí)，應(yīng)采用適宜反復(fù)拆裝的接合方式。
可修復(fù)性(Repairability):若組件只需調(diào)整或清理，而不需更換整個(gè)零件時(shí)，其調(diào)整或清理的容易度稱為可修復(fù)性。若該零件必須特殊的修復(fù)技術(shù)，或不能修復(fù)需要整個(gè)更換，則其可修復(fù)性較差。
對(duì)智能硬件產(chǎn)品來說，設(shè)計(jì)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(gè)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(jì)，通過便捷舒適的操作客戶體驗(yàn)、時(shí)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?yàn)榫S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(fèi)包括了維修人員的工資補(bǔ)助支出和差旅費(fèi)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(jì)宜從這幾方面入手降低其費(fèi)用。
可維修性設(shè)計(jì)的通用準(zhǔn)則：
設(shè)計(jì)時(shí)，要對(duì)產(chǎn)品功能進(jìn)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(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)簡便，以便于排除因磨損或飄移等原因引起的常見故障。對(duì)易發(fā)生局部耗損的貴重件，設(shè)計(jì)成可調(diào)整或可拆卸的組合件，以便于局部更換或修復(fù)，避免或減少互相牽連的反復(fù)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(shí)，不拆卸、不移動(dòng)或少拆卸、少移動(dòng)其他部分，以降低對(duì)維修人員技能水平的要求和工作量。
（1）通用化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計(jì)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(jì)時(shí)，優(yōu)選標(biāo)準(zhǔn)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(jì)時(shí)，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(jì)成若干個(gè)具有互換性的模塊（或模件），維修時(shí)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(dú)進(jìn)行測試、調(diào)整。在更換模塊（件）后，應(yīng)不需要進(jìn)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(yùn)。質(zhì)量超過 4kg 不便握持的模塊（件）應(yīng)設(shè)有人力搬運(yùn)的把手。
(2)簡化設(shè)計(jì)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(dá)性
所謂維修可達(dá)性是指產(chǎn)品維修時(shí)接近維修部位的難易程度。用通俗的話講,可達(dá)性可以用三句話表達(dá):看得見(視覺可達(dá)) ;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(dá)性；
對(duì)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(dá)性；
為避免產(chǎn)品維修時(shí)交叉作業(yè)，可采用專柜或其他適當(dāng)形式的布局。整套設(shè)備的部（附）件應(yīng)相對(duì)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(shí)零部件進(jìn)出的路線最好是直線或平緩的曲線；各分系統(tǒng)的檢查點(diǎn)、測試點(diǎn)、檢查窗、潤滑點(diǎn)、添加口以及燃油、液壓、氣動(dòng)等系統(tǒng)的維護(hù)點(diǎn)，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(shí)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(dāng)間隙。
(4)易損件的易換性設(shè)計(jì)原則
盡管在設(shè)計(jì)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(huì)有一部分零部件屬于易損件,需要更換。
(5)貴重件的可修復(fù)性設(shè)計(jì)原則
產(chǎn)品的關(guān)鍵零部件、貴重零部件應(yīng)具有可修復(fù)性,失效后可調(diào)整、修復(fù)至正常狀態(tài),這樣能降低產(chǎn)品的維修費(fèi)用,減少維修時(shí)間,提高維修效率。
(6)測試性設(shè)計(jì)原則
產(chǎn)品的測試性是指產(chǎn)品能夠及時(shí)而準(zhǔn)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(jì)特性。
測試點(diǎn)的種類與數(shù)量應(yīng)適應(yīng)各維修級(jí)別的需要。
測試點(diǎn)的布局要便于檢測，并盡可能集中或分區(qū)集中，且可達(dá)性良好，其排列應(yīng)有利于進(jìn)行順序的檢測與診斷。
測試點(diǎn)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(fù)的可更換單元還應(yīng)配備適當(dāng)數(shù)量供修理使用的測試點(diǎn)。
測試點(diǎn)和測試基準(zhǔn)不應(yīng)設(shè)置在易損壞的部位。
選擇檢測方式與設(shè)備的原則：
優(yōu)選原位（在線，實(shí)時(shí)與非實(shí)時(shí)的）檢測方式，重要部位采用性能監(jiān)測（視）和故障報(bào)警裝置，對(duì)危險(xiǎn)的征兆應(yīng)能自動(dòng)顯示、自動(dòng)報(bào)警。
復(fù)雜系統(tǒng)，采用機(jī)內(nèi)測試（BIT）、外部自動(dòng)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(zhǔn)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(cuò)措施及識(shí)別標(biāo)志
從結(jié)構(gòu)上消除發(fā)生差錯(cuò)的可能性,裝錯(cuò)了就裝不上;增加明顯的識(shí)別標(biāo)記。
設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)避免或消除在使用操作和維修時(shí)造成人為差錯(cuò)的可能，即使發(fā)生差錯(cuò)也應(yīng)不危及人機(jī)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(shí)容易發(fā)生差錯(cuò)的零部件，應(yīng)從構(gòu)造上采取防差錯(cuò)措施或有明顯的防止差錯(cuò)識(shí)別標(biāo)志。
產(chǎn)品上應(yīng)有必要的為防止差錯(cuò)和提高維修效率的標(biāo)志。
應(yīng)在產(chǎn)品上規(guī)定位置設(shè)置標(biāo)牌或刻制標(biāo)志。標(biāo)牌上應(yīng)有型號(hào)、制造工廠、批號(hào)、編號(hào)、出廠時(shí)間等。
測試點(diǎn)和與其他有關(guān)設(shè)備的連接點(diǎn)均應(yīng)標(biāo)明名稱或用途以及必要的數(shù)據(jù)等，也可標(biāo)明編號(hào)或代號(hào)。
對(duì)可能發(fā)生操作差錯(cuò)的裝置應(yīng)有操作順序號(hào)碼和方向的標(biāo)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(biāo)志。
? 標(biāo)志應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的特點(diǎn)、使用維修的需要，按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)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(hào)等表示。標(biāo)志的大小和位置要適當(dāng)，鮮明醒目，容易看到辨認(rèn)。
? 標(biāo)牌和標(biāo)志在裝備使用、存放和運(yùn)輸條件下須經(jīng)久耐用。
（8）維修性的人機(jī)環(huán)工程要求
設(shè)計(jì)時(shí)，按照使用和維修時(shí)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(dāng)?shù)牟僮骺臻g，使維修人員有個(gè)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(jìn)行操作。
噪聲不允許超過相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；如難避免，對(duì)維修人員應(yīng)有防護(hù)措施；
對(duì)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(dòng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的條件下進(jìn)行檢修維修。
設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮維修人員在舉起、推拉、提起及轉(zhuǎn)動(dòng)物體等操作中人的體力限度。
設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮使維修人員的工作負(fù)荷和難度適當(dāng)，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(jì)原則
① 最少拆卸時(shí)間。一般產(chǎn)品是由多種不同材料制成。材料回收價(jià)值低、拆卸費(fèi)時(shí)是造成資源浪費(fèi)和環(huán)境污染的主要原因。減少使用材料種類和改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),可使產(chǎn)品得到更好的回收。例如,可拆卸的機(jī)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(shí)對(duì)零件之間的聯(lián)接,使用同一類型固定件,避免拆卸時(shí)零部件的多方向復(fù)雜運(yùn)動(dòng),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(jì)時(shí),避免二次光潔產(chǎn)品表面(如油漆、涂層等),同時(shí)避免零件材料拆卸時(shí)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(jì)過程中,減少緊固類型,同時(shí)盡量使用標(biāo)準(zhǔn)零部件。尤其在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí),零部件在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)與功能上應(yīng)具有良好的設(shè)計(jì)繼承性和通用性。
（10）預(yù)防性維修設(shè)計(jì)
裝備應(yīng)設(shè)計(jì)成不需要或很少需要進(jìn)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(jì)的產(chǎn)品；不能實(shí)現(xiàn)無維修設(shè)計(jì)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(jì)時(shí)，應(yīng)使系統(tǒng)在故障狀態(tài)或分解狀態(tài)進(jìn)行維修是安全的。
在可能發(fā)生危險(xiǎn)的部位上，應(yīng)提供醒目的標(biāo)記、警告燈或聲響警告等輔助預(yù)防手段。
嚴(yán)重危及安全的組成部分應(yīng)有自動(dòng)防護(hù)措施，不要將被損壞后容易發(fā)生嚴(yán)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(xiàng)。
②防機(jī)械傷害
維修時(shí)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(fù)蓋橡膠、纖維等防護(hù)物。
維修時(shí)需要移動(dòng)的重物，應(yīng)設(shè)有適用的提把或類似的裝置；需要挪動(dòng)但并不完全卸下的產(chǎn)品，挪動(dòng)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(diǎn)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(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)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(duì)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(duì)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(xiǎn)電壓的電氣系統(tǒng)的機(jī)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(dòng)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(xiǎn)裝置。
復(fù)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(xiǎn)的器件，應(yīng)該用防火材料封裝。盡量避免采用在工作時(shí)或在不利條件下可燃或產(chǎn)生可燃物的材料；必須采用時(shí)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(bào)警器和滅火設(shè)備。
來源：硬十
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