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GB∕T 39590.1-2020 机器人可靠性 第1部分：通用导则.pdf简介：

GB/T 39590.1-2020《机器人可靠性 第1部分：通用导则》是中国国家标准，它为机器人行业的可靠性设计、制造、测试和评估提供了一套通用的准则。该标准明确了机器人在设计和制造过程中应考虑的关键可靠性因素，如系统可靠性、环境适应性、安全性、可用性和维护性等。它涵盖了机器人的整体设计、零部件选择、制造过程控制、测试验证、寿命预测和故障管理等方面，旨在提高机器人产品的稳定性和可靠性，确保其在各种应用场景中能够稳定、安全、有效地运行。

该标准适用于工业机器人、服务机器人、个人机器人等各种类型的机器人，旨在促进中国机器人产业的健康发展，提高其在全球市场的竞争力。阅读和遵循该标准，对于机器人制造商、用户、检验机构和相关科研机构来说，都是非常重要的参考依据。

GB∕T 39590.1-2020 机器人可靠性 第1部分：通用导则.pdf部分内容预览：

器人可靠性第1部分：通用导贝

GB/T39590的本部分规定了机器人生命周期内开展可靠性工作的设计开发、物料管理、运行监 测、可靠性试验及软件可靠性。 本部分适用于GB/T12643一2013中定义的所有机器人。 本部分可供机器人研制厂商、检测机构、用户使用

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T7826系统可靠性分析技术失效模式和影响分析（FMEA)程序 GB/T7827 可靠性预计程序 GB/T 7829 故障树分析程序 GB/T 12642 工业机器人性能规范及其试验方法 GB/T12643一2013机器人与机器人装备词汇 GB/T29309 电工电子产品加速应力试验规程高加速寿命试验导则 GB/T 32466 电工电子产品加速应力试验规程高加速应力筛选导则 GB/T 34986 产品加速试验方法 JB/T10825工业机器人产品验收实施规范

GB/T12643一2013界定的以及下列术语和定义适用于本文件。为了便于使用，以下重复列出了 GB/T12643—2013中的某些术语和定义。 3.1.1 机器人robot 具有两个或两个以上可编程的轴，以及一定程度的自主能力，可在其环境内运动以执行预期任务的 执行机构。 注1：机器人包括控制系统和控制系统接口。 注2：按照预期的用途，机器人分类可划为工业机器人或服务机器人。 『GB/T12643—2013.定义2.67

可靠性reliability 产品在规定的条件下和规定的时间内辽2002SJ802-2 厨房、卫生间垂直集中式排烟气系统，完成规定功能的能力 注：可靠性的概率度量称可靠度

可靠性reliability 产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力 注：可靠性的概率度量称可靠度

规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的 靠性的概率度量称可靠度

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失效率 failure rate 故障率 在规定的条件下和规定的期间内，产品的故障总数与寿命单位总数之比。 3.1.4 可靠寿命 reliablelife 给定的可靠度所对应的寿命单位数。 3.1.5 SAG 任务可靠度 mission reliability 任务可靠性的概率度量。 3.1.6 平均故障间隔时间 mean time between failure;MTBF 在规定的条件下和规定的期间内，产品寿命单位总数与故障总次数之比， 注：可修复产品的一种基本可靠性参数。 3.1.7 平均严重故障间隔时间 meantime between criticalfailures;MTBCF 在规定的一系列任务剖面中，产品任务总时间与严重故障总数之比。 注：与任务有关的一种可靠性参数。原称致命性故障间的任务时间。 3.1.8 平均故障前时间 mean time tofailure;MTTF 在规定条件下和规定的期间内，产品寿命单位总数与故障产品总数之比。 注：不可修复产品的一种基本可靠性参数。 3.1.9 平均修复时间 mean time to repair;MTTR 在规定的条件下和规定的期间内，产品在规定的维修级别上，修复性维修！ 产品的故障总数之比。 注：产品维修性的一种基本参数，是一种设计参数

失效率 failure rat

可用性availabilit

产品在任一时刻需要和开始执行任务时，处于可工作或可使用状态的程度 ：可用性的概率度量称可用度

下列缩略语适用于本文件。 FMEA：失效模式和影响分析（FailureModeandEffectAnalysis） FTA：故障树分析(FaultTreeAnalysis) HALT：高加速寿命试验（HighlyAcceleratedLifeTest) HASS：高加速应力筛选（HighlyAcceleratedStressScreening) SFMEA：软件失效模式和影响分析（SoftwareFailureModeandEffectAnalysis） SFTA：软件故障树分析（SoftwareFaultTreeAnalysis） SIP：标准检验程序（StandardInspectionProcedure） SOP：标准作业程序（StandardOperationProcedure）

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机器人可靠性指标主要有可靠度、失效率、平均故障间隔时间（MTBF）、平均修复时间（MTTR）、平 均故障前时间（MTTF）、平均严重故障间隔时间（MTBCF）、可用度、使用寿命、可靠寿命、任务可靠 度等。

机器人及零部件的故障特点不同，选取考核的可靠性指标有： a）考核机器人、软件及零部件的故障次数，宜选用可靠度、失效率、MTBF； b）考核机器人的早期故障，宜选用MTTF； c）考核机器人的可用性，宜选用可用度、MTBF、MTBCF、MTTR； d）考核机器人及其零部件的耐久性，宜选用使用寿命、可靠寿命

4.2.3指标水平的确定

机器人可靠性指标水平的确定应基于以下因素或原则： a）依据机器人的寿命面和任务剖面； b）基于机器人研制企业的研发能力； c）参考以往机器人产品的可靠性水平； d）参考行业同类机器人产品的可靠性水平； 2 可靠性指标水平的选取宜高于使用方的要求值； 机器人零部件的可靠性指标水平可单独提出，但应满足机器人的总体可靠性水平； g 对于相互关联的可靠性指标，所确定的可靠性指标水平应相互匹配

可靠性分配的对象是可靠性指标，分为两类： a）描述机器人基本可靠性的指标，如可靠度、失效率、MTBF等； b）描述机器人任务可靠性的指标，如任务可靠度、MTBCF等。

可靠性分配的主要原则有： 可靠性指标分配在机器人研制阶段的早期进行：

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b）根据各模块能够达到的可靠性量值进行分配，可靠性分配宜与可靠性预计工作结合进行 对复杂度较高的模块，分配较低的可靠性指标； d 对在恶劣环境条件下工作的模块，分配较低的可靠性指标； e 对失效率高的模块，分配较低的可靠性指标； 对不易维修、更换的零部件，分配较高的可靠性指标； g） 对不易版本升级与迭代的软件模块，分配较高的可靠性指标； h） 对故障致命性高的模块，分配较高的可靠性指标； 对已有可靠性指标或使用成熟的模块，不再单独分配

工程上，常用的可靠性分配方法有等分配法、评分分配法、比例组合分配法等： a）等分配法默认机器人各组成模块单元重要度、复杂度等情况相同，将机器人的可靠性定量要求 平均分配到规定层次。该方法简单，适用于粗略分配。 b）评分分配法是由有经验的技术专家对相关因素进行评分，根据评分结果给每个单元分配可靠 性指标。当缺乏有关机器人的可靠性数据时，可选用该方法。 比例组合分配法是将机器人的可靠性定量要求按机器人和各模块失效率数据的比例进行可靠 性指标分配。该方法适用于新研、历史机器人结构相似，而且有历史统计数据或者新研机器人 各模块预计数据的串联系统

机器人可靠性建模和预计应在研制阶段的早期进行。当产品的设计条件、环境要求、应力数据、失 效率数据、工作模式发生重要变更时，应及时修正并重新预计 机器人可预计的可靠性指标，常见的有失效率、MTBF等。机器人可靠性的建立和可靠性预 计按照GB/T7827规定的程序和方法进行

可靠性准则的制定宜符合以下程序： a 收集机器人的可靠性要求、相似产品的可靠性设计准则、历史项目的可靠性设计经验等，归纳 形成准则草案； D 逐条审查可靠性设计准则草案的适用性与可行性； c）确定可靠性设计准则

可靠性设计准则通常包含简化设计、降额设计、几余设计、热设计、环境防护设计、电磁兼容设计、 运输设计等

4.5.2.2简化设计

在保证性能要求及便于制造装配维修的前提下，可简化产品的零部件尺寸精度、形位要求、结构 模块、系统的要求。主要简化原则有：

b）在满足规定功能要求的条件下，尽可能减少产品层次和零部件的数量； 最大限度地采用通用的零部件，在合理范围内尽量减少其供应商数量； d）尽量使用成熟的模块或单元，

4.5.2.3降额设计

机器人电气模块的降额设计工作，主要是确定降额等级、降额参数和降额因子（工作应力与额定应 打之比）等 机器人机械模块的降额设计工作，通常是采用提高强度均值、降低应力均值、降低应力和强度方差 等基本方法，找出应力与强度的最佳匹配

4.5.2.4贝余设计

机器人的允余设计主要原则有： a）当简化设计、降额设计及选用高可靠性的模块仍不能满足任务可靠性要求时，采用余设计； b）在质量、体积、成本允许的条件下，亢余设计比其他设计方法更能满足任务可靠性要求； c）对于影响任务成功的关键模块，如有单点故障模式，可考虑采用穴余设计； d）穴余设计中宜重视余转换的设计，尽量选择高可靠的转换模块

合理的散热设计可降低产品的工作温度及产品的失效率。热设计主要原则有： a） 通过控制散热量来控制温升； b 选择合理的热传递方式（传导、对流、辐射）； C 尽量减小传热路径的热阻； d 选择合理的冷却方式（自然、强迫）； e 热设计宜与其他设计（电气设计、结构设计、材料选型等)同时进行，当出现矛盾时进行权衡分 析，折中解决，但不应有损电气性能

4.5.2.6环境防护设计

机器人的环境防护设计包括温度防护设计、冲击与振动的防护设计、“三防”设计（防潮湿、防盐雾和 防霉）、防雷击设计、外壳防护设计等。 注：要特别注意综合环境防护设计问题，例如采用整体密封结构，不仅能起到“三防”作用，也能起到对电磁环境的 防护作用

CJ∕T 197-2004燃气用不锈钢波纹软管4.5.2.7电磁兼容设计

机器人产品的电磁兼容设计宜从组件、模块、系统等层级考虑。例如，工业机器人的电磁兼容设计 包含考虑示教器、控制柜、机器人本体等

5.2.8储存与运输设计

储存与运输设计宜考虑产品在包装、储存、装卸与运输过程中可能出现的故障GB∕T 22459.7-2019 耐火泥浆 第7部分：其他性能试验方法，并对包装、储存、装 卸与运输方式提出约束要求。

.6失效模式和影响分机

关系的分析确定潜在的硬件、软件的设计缺陷，以便采取改进措施， 机器人的故障树分析（FTA)按照GB/T7829的程序进行