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降本设计:DFMA的变种——可维护设计

发布时间:2021-08-17作者来源:科理咨询浏览:119

可维护设计作为DFX的其中一员,虽然不如DFMA®出名,但NASA成为使用可维护设计的先锋者,在多个版本的Man Systems Integration MSI 标准内给与可维护设计高度的关注。

MSI是一套全面的指导方针,定义了人类在太空中使用的空间设施和其他设备的要求。



在这种情况下,当更换设备不易使用和故障可能导致危及生命的情况时,重要的是所有机器都易于用人手修理。

MSI标准定义了物理访问,视觉访问,移除,替换,模块化,错误检测,测试点等的最低标准(NASA,1995)

与此同时,通用汽车也在这方向作研究和应用。

他们以“可维修性任务评估矩阵”(STEM)这个设计工具,来评估维修和维护时间,零件成本,诊断时间,工具要求和部件可用性等的情况。


案例说明

HL-20人员发射系统是NASA 航天飞机的研究,其明确的目标是实现低运营成本,提高飞行安全性能,以及增加在传统跑道上着陆的可能性。

HL-20 PLS概念中的可维护性设计,有助于保证低成本的操作。

大型外部检修面板允许技术人员方便地访问子系统,如果需要,子系统可能会暴露并易于更换。子系统的选择和设计将强调简单性和减少维护要求。

例如,液压系统将被全电控制所取代。与航天飞机不同,HL-20不具备有效载荷舱或主发动机推进装置,从而缩短了处理时间。

热保护系统与航天飞机相似,但HL-20的尺寸小得多将导致检查和维护时间的大幅减少。这些设计变更和子系统简化以及飞机维修理念的采用,可以将HL-20处理工时降低至目前用于航天飞机轨道器的人数的10%以下。


五个设计维护目标

最后,引用Tjiparuro&Thompson(2004)的文章内容,他们将五个最重要的设计维护目标归类为:简单性,零件特征,操作环境,零件识别和装配/拆卸原则。


规范

1.维护设备和工具应保持在最低限度

2.将所有调节控件设计为相同方向(即顺时针,右上,上)

3.使用标准紧固件和组件

4.减少最终装配中的部件数量

5.符合国家,国际和行业标准和规范

6. 尽量减少需要特殊技能的维护工作

处理

7.避免可能导致伤害的尖锐边缘,角落和突起

8.元件尺寸,形状应确保在插入过程中自动对齐

9.调整控制应该是自我指导和自我停止的

10.提供模块组件对齐的导销

11.为重量超过5公斤的组件提供手柄或笨重的组件

12.尽可能减少安装重型部件

13.安装的组件不需要或只需很少的调整

14.应使用快速断开连接器

替代

16.提供一条移除可替换单元而不移除其他单元的路径。

17.可以移除可替换单元而不中断设备的功能

18.可以测试单元而不中断设备的功能

19.在电路板上提供测试点或自诊断

进接

20.敷设电缆以便于进接和更换

21.提供连接器周围的空间以便进接和查看

22.对系统运行最为关键的部件应是最容易接近的

23. 进接取向排名:无遮盖(最佳),透明窗口,快开金属盖(最差)。

识别

24.将电缆和电线编码以便识别

25.零件参考显示在每个零件旁边


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