Programmes for reliability growth

Specifies requirements and gives guidelines for the exposure and removal of weaknesses in hardware and software items for the purpose of reliability growth. Applies when the product specification calls for a reliability growth programme of equipment (electronic, electromechanical and mechanical hardware as well as software) or when it is known that the design is unlikely to meet the requirements without improvement. The main changes with respect to the previous edition are listed below. A subclause on planning reliability growth in the design phase has been added. A subclause on management aspects covering both reliability growth in design and the test phase has been added. A clause on reliability growth in the field has been added.

Programmes de croissance de fiabilité

Spécifie des exigences et fournit des directives de détection et l'élimination des fragilités du matériel et du logiciel dans le but d'accroître la fiabilité. S'applique quand la spécification du produit demande un programme de croissance de fiabilité de l'équipement (matériel électronique, électromécanique et mécanique, ainsi que logiciel) ou quand on sait que la conception est peu susceptible de répondre aux exigences sans amélioration préalable. Les changements majeurs par rapport à l'édition précédente sont les suivants: Un paragraphe sur la planification de croissance de fiabilité pendant la phase de conception a été ajouté. Un paragraphe sur l'organisation couvrant à la fois la croissance de fiabilité dans la conception et la phase d'essai a été ajouté. Un article sur la croissance de fiabilité en exploitation a été ajouté.

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20-Jul-2003
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PPUB - Publication issued
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21-Jul-2003
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21-Jul-2003
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IEC 61014:2003 - Programmes for reliability growth
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NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
61014
INTERNATIONAL
Deuxième édition
STANDARD
Second edition
2003-07
Programmes de croissance de fiabilité
Programmes for reliability growth
Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC 61014:2003
---------------------- Page: 1 ----------------------
Numérotation des publications Publication numbering

Depuis le 1er janvier 1997, les publications de la CEI As from 1 January 1997 all IEC publications are

sont numérotées à partir de 60000. Ainsi, la CEI 34-1 issued with a designation in the 60000 series. For

devient la CEI 60034-1. example, IEC 34-1 is now referred to as IEC 60034-1.
Editions consolidées Consolidated editions

Les versions consolidées de certaines publications de la The IEC is now publishing consolidated versions of its

CEI incorporant les amendements sont disponibles. Par publications. For example, edition numbers 1.0, 1.1

exemple, les numéros d’édition 1.0, 1.1 et 1.2 indiquent and 1.2 refer, respectively, to the base publication,

respectivement la publication de base, la publication de the base publication incorporating amendment 1 and

base incorporant l’amendement 1, et la publication de the base publication incorporating amendments 1

base incorporant les amendements 1 et 2. and 2.
Informations supplémentaires Further information on IEC publications
sur les publications de la CEI

Le contenu technique des publications de la CEI est The technical content of IEC publications is kept

constamment revu par la CEI afin qu'il reflète l'état under constant review by the IEC, thus ensuring that

actuel de la technique. Des renseignements relatifs à the content reflects current technology. Information

cette publication, y compris sa validité, sont dispo- relating to this publication, including its validity, is

nibles dans le Catalogue des publications de la CEI available in the IEC Catalogue of publications

(voir ci-dessous) en plus des nouvelles éditions, (see below) in addition to new editions, amendments

amendements et corrigenda. Des informations sur les and corrigenda. Information on the subjects under

sujets à l’étude et l’avancement des travaux entrepris consideration and work in progress undertaken by the

par le comité d’études qui a élaboré cette publication, technical committee which has prepared this

ainsi que la liste des publications parues, sont publication, as well as the list of publications issued,

également disponibles par l’intermédiaire de: is also available from the following:

• Site web de la CEI (www.iec.ch) • IEC Web Site (www.iec.ch)
• Catalogue des publications de la CEI • Catalogue of IEC publications

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(http://www.iec.ch/searchpub/cur_fut.htm) vous permet (http://www.iec.ch/searchpub/cur_fut.htm) enables

de faire des recherches en utilisant de nombreux you to search by a variety of criteria including text

critères, comprenant des recherches textuelles, par searches, technical committees and date of

comité d’études ou date de publication. Des publication. On-line information is also available

informations en ligne sont également disponibles sur on recently issued publications, withdrawn and

les nouvelles publications, les publications rempla- replaced publications, as well as corrigenda.

cées ou retirées, ainsi que sur les corrigenda.
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NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
61014
INTERNATIONAL
Deuxième édition
STANDARD
Second edition
2003-07
Programmes de croissance de fiabilité
Programmes for reliability growth
 IEC 2003 Droits de reproduction réservés  Copyright - all rights reserved

Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni No part of this publication may be reproduced or utilized in any

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---------------------- Page: 3 ----------------------
– 2 – 61014  CEI:2003
SOMMAIRE

AVANT-PROPOS ................................................................................................................... 6

INTRODUCTION ...................................................................................................................10

1 Domaine d'application.....................................................................................................12

2 Références normatives ...................................................................................................12

3 Termes et définitions ......................................................................................................14

4 Concepts de base...........................................................................................................26

4.1 Généralités............................................................................................................26

4.2 Origine des fragilités et des défaillances................................................................26

4.2.1 Généralités ................................................................................................26

4.2.2 Fragilités systématiques ............................................................................28

4.2.3 Fragilités résiduelles..................................................................................28

4.3 Concepts de base de la croissance de fiabilité dans le processus de

développement de produit; concept de l'ingénierie de fiabilité intégrée ..................30

4.4 Concepts de base de la croissance de fiabilité en phase d'essai............................30

4.5 Planification de la croissance de fiabilité et estimation de la fiabilité atteinte

pendant la phase de conception ............................................................................34

4.5.1 Généralités ................................................................................................34

4.5.2 Croissance de fiabilité dans la phase de développement/conception

de produit ..................................................................................................34

4.5.3 Croissance de fiabilité avec les programmes d'essai..................................36

5 Organisation ...................................................................................................................40

5.1 Généralités............................................................................................................40

5.2 Méthodes comprenant les processus de la phase de conception ...........................42

5.3 Relations ...............................................................................................................42

5.4 Main-d'œuvre et coûts de la phase de conception..................................................46

5.5 Economies.............................................................................................................46

6 Préparation et exécution des programmes de croissance de fiabilité...............................48

6.1 Concepts intégrés et aperçu de la croissance de fiabilité.......................................48

6.2 Activités de croissance de fiabilité en phase de conception ...................................50

6.2.1 Activités en phase de concept ou de spécifications du produit ...................50

6.2.2 Définition et conception préliminaire du produit..........................................52

6.2.3 Phase de conception du projet...................................................................52

6.2.4 Outillage, premiers lots de production (pré-production), phase de

production..................................................................................................56

6.2.5 Phase produit en exploitation.....................................................................56

6.3 Activités de croissance de fiabilité en phase d'essai de validation .........................56

6.4 Considérations pour les essais de croissance de fiabilité.......................................58

6.4.1 Généralités ................................................................................................58

6.4.2 Préparation d'essai ....................................................................................58

6.4.3 Considérations particulières pour les entités non réparables ou à

utilisation unique (consommables) et les composants ................................62

6.4.4 Classification des défaillances ...................................................................64

6.4.5 Classes de défaillances à ne pas prendre en compte.................................64

6.4.6 Classes de défaillances à prendre en compte ............................................66

6.4.7 Catégories de défaillances, se produisant pendant l’essai et à

prendre en compte....................................................................................66

6.4.8 Processus d'amélioration de la fiabilité dans les essais de croissance

de fiabilité..................................................................................................68

---------------------- Page: 4 ----------------------
61014  IEC:2003 – 3 –
CONTENTS

FOREWORD .......................................................................................................................... 7

INTRODUCTION ...................................................................................................................11

1 Scope .............................................................................................................................13

2 Normative references......................................................................................................13

3 Terms and definitions .....................................................................................................15

4 Basic concepts ...............................................................................................................27

4.1 General .................................................................................................................27

4.2 Origins of weaknesses and failures........................................................................27

4.2.1 General......................................................................................................27

4.2.2 Systematic weaknesses .............................................................................29

4.2.3 Residual weaknesses ................................................................................29

4.3 Basic concepts for reliability growth in product development process;

integrated reliability engineering concept ...............................................................31

4.4 Basic concepts for reliability growth in the test phase ............................................31

4.5 Planning of the reliability growth and estimation of achieved reliability during

the design phase ...................................................................................................35

4.5.1 General......................................................................................................35

4.5.2 Reliability growth in the product development/design phase.......................35

4.5.3 Reliability growth with the test programmes ...............................................37

5 Management aspects......................................................................................................41

5.1 General .................................................................................................................41

5.2 Procedures including processes in the design phase .............................................43

5.3 Liaison...................................................................................................................43

5.4 Manpower and costs for design phase ...................................................................47

5.5 Cost benefit ...........................................................................................................47

6 Planning and execution of reliability growth programmes ................................................49

6.1 Integrated reliability growth concepts and overview ...............................................49

6.2 Reliability growth activities in the design phase .....................................................51

6.2.1 Activities in concept and product requirements phase ................................51

6.2.2 Product definition and preliminary design...................................................53

6.2.3 Project design phase .................................................................................53

6.2.4 Tooling, first production runs (preproduction), production phase ................57

6.2.5 Product fielded phase ................................................................................57

6.3 Reliability growth activities in the validation test phase ..........................................57

6.4 Considerations for reliability growth testing............................................................59

6.4.1 General......................................................................................................59

6.4.2 Test planning .............................................................................................59

6.4.3 Special considerations for non-repaired or one-shot (expendable)

items and components ...............................................................................63

6.4.4 Classification of failures.............................................................................65

6.4.5 Classes of non-relevant failures.................................................................65

6.4.6 Classes of relevant failures........................................................................67

6.4.7 Categories of relevant failures that occur in test ........................................67

6.4.8 Process of reliability improvement in reliability growth tests .......................69

---------------------- Page: 5 ----------------------
– 4 – 61014  CEI:2003

6.4.9 Modèles mathématiques d'essai de croissance de fiabilité .........................72

6.4.10 Nature et objectifs de la modélisation ........................................................72

6.4.11 Concepts des mesures de fiabilité en essai de croissance de fiabilité

utilisés dans la modélisation ......................................................................74

6.4.12 Comptes rendus d'essai de croissance de fiabilité et documentation..........80

7 Croissance de fiabilité en exploitation.............................................................................84

Bibliographie .........................................................................................................................86

Figure 1 – Comparaison entre processus de croissance et de réparation en essais de

croissance de la fiabilité........................................................................................................32

Figure 2 – Amélioration (réduction) planifiée du taux de défaillance équivalente ...................36

Figure 3 – Amélioration de fiabilité planifiée exprimée en termes de probabilité de survie .....36

Figure 4 – Diagrammes des défaillances en essai ou en laboratoire à prendre en

compte avec le temps ...........................................................................................................38

Figure 5 – Structure générale d'un programme de croissance de fiabilité ..............................42

Figure 6 – Diagramme indiquant les relations et les fonctions ...............................................46

Figure 7 – Processus intégré d'ingénierie de fiabilité.............................................................50

Figure 8 – Processus de croissance de fiabilité en essai.......................................................70

Figure 9 – Courbe caractéristique représentant les intensités de défaillance

instantanée et extrapolée ......................................................................................................76

Figure 10 – Intensité de défaillance projetée, estimée par modélisation ................................78

Figure 11 – Exemples de courbes de croissance et de «sauts».............................................80

---------------------- Page: 6 ----------------------
61014  IEC:2003 – 5 –

6.4.9 Mathematical modelling of test reliability growth ........................................73

6.4.10 Nature and objectives of modelling ............................................................73

6.4.11 Concepts of reliability measures in reliability growth testing as used

in modelling ...............................................................................................75

6.4.12 Reporting on reliability growth testing and documentation..........................81

7 Reliability growth in the field ...........................................................................................85

Bibliography..........................................................................................................................87

Figure 1 – Comparison between growth and repair processes in reliability growth testing .....33

Figure 2 – Planned improvement (reduction) of the equivalent failure rate.............................37

Figure 3 – Planned reliability improvement expressed in terms of probability of survival........37

Figure 4 – Patterns of relevant test or field failures with time ................................................39

Figure 5 – Overall structure of a reliability growth programme...............................................43

Figure 6 – Chart showing liaison links and functions .............................................................47

Figure 7 – Integrated reliability engineering process .............................................................51

Figure 8 – Process of reliability growth in testing...................................................................71

Figure 9 – Characteristic curve showing instantaneous and extrapolated failure intensities ...77

Figure 10 – Projected failure intensity estimated by modelling...............................................79

Figure 11 – Examples of growth curves and “jumps” .............................................................81

---------------------- Page: 7 ----------------------
– 6 – 61014  CEI:2003
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
____________
PROGRAMMES DE CROISSANCE DE FIABILITÉ
AVANT-PROPOS

1) La CEI (Commission Electrotechnique Internationale) est une organisation mondiale de normalisation

composée de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a

pour objet de favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les

domaines de l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI – entre autres activités – publie des Normes

internationales, des Spécifications techniques, des Rapports techniques et des Guides (ci-après dénommés

"Publication(s) de la CEI"). Leur élaboration est confiée à des comités d'études, aux travaux desquels tout

Comité national intéressé par le sujet traité peut participer. Les organisations internationales,

gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec la CEI, participent également aux travaux. La CEI

collabore étroitement avec l'Organisation Internationale de Normalisation (ISO), selon des conditions fixées par

accord entre les deux organisations.

2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques représentent, dans la mesure

du possible, un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux de la CEI

intéressés sont représentés dans chaque comité d’études.

3) Les Publications de la CEI se présentent sous la forme de recommandations internationales et sont agréées

comme telles par les Comités nationaux de la CEI. Tous les efforts raisonnables sont entrepris afin que la CEI

s'assure de l'exactitude du contenu technique de ses publications; la CEI ne peut pas être tenue responsable

de l'éventuelle mauvaise utilisation ou interprétation qui en est faite par un quelconque utilisateur final.

4) Dans le but d'encourager l'uniformité internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent, dans toute la

mesure possible, à appliquer de façon transparente, les Publications de la CEI dans leurs publications

nationales et régionales. Toutes divergences entre toutes Publications de la CEI et toutes publications

nationales ou régionales correspondantes doivent être indiquées en termes clairs dans ces dernières.

5) La CEI n’a prévu aucune procédure de marquage valant indication d’approbation et n'engage pas sa

responsabilité pour les équipements déclarés conformes à une de ses Publications.

6) Tous les utilisateurs doivent s'assurer qu'ils sont en possession de la dernière édition de cette publication.

7) Aucune responsabilité ne doit être imputée à la CEI, à ses administrateurs, employés, auxiliaires ou

mandataires, y compris ses experts particuliers et les membres de ses comités d'études et des Comités

nationaux de la CEI, pour tout préjudice causé en cas de dommages corporels et matériels, ou de tout autre

dommage de quelque nature que ce soit, directe ou indirecte, ou pour supporter les coûts (y compris les frais

de justice) et les dépenses découlant de la publication ou de l'utilisation de cette Publication de la CEI ou de

toute autre Publication de la CEI, ou au crédit qui lui est accordé.

8) L'attention est attirée sur les références normatives citées dans cette publication. L'utilisation de publications

référencées est obligatoire pour une application correcte de la présente publication.

9) L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments de la présente Publication de la CEI peuvent faire

l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. La CEI ne saurait être tenue pour

responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et de ne pas avoir signalé leur existence.

La Norme internationale CEI 61014 a été établie par le comité 56 de la CEI: Sûreté de

fonctionnement.
Le texte de cette norme est issu des documents suivants:
FDIS Rapport de vote
56/859/FDIS 56/863/RVD

Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant

abouti à l'approbation de cette norme.
Cette publication a été rédigée selon les Directives ISO/CEI, Partie 2.

Cette deuxième édition de la CEI 61014 annule et remplace la première édition, parue en

1989, et constitue une révision technique.
---------------------- Page: 8 ----------------------
61014  IEC:2003 – 7 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
____________
PROGRAMMES FOR RELIABILITY GROWTH
FOREWORD

1) The International Electrotechnical Commission (IEC) is a worldwide organization for standardization comprising

all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of IEC is to promote

international co-operation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields. To

this end and in addition to other activities, IEC publishes International Standards, Technical Specifications,

Technical Reports, and Guides (hereafter referred to as “IEC Publication(s)”). Their preparation is entrusted to

technical committees; any IEC National Committee interested in the subject dealt with may participate in this

preparatory work. International, governmental and non-governmental organizations liaising with the IEC also

participate in this preparation. IEC collaborates closely with the International Organization for Standardization

(ISO) in accordance with conditions determined by agreement between the two organizations.

2) The formal decisions or agreements of IEC on technical matters express, as nearly as possible, an international

consensus of opinion on the relevant subjects since each technical committee has representation from all

interested IEC National Committees.

3) IEC Publications have the form of recommendations for international use and are accepted by IEC National

Committees in that sense. While all reasonable efforts are made to ensure that the technical content of IEC

Publications is accurate, IEC cannot be held responsible for the way in which they are used or for any

misinterpretation by any end user.

4) In order to promote international uniformity, IEC National Committees undertake to apply IEC Publications

transparently to the maximum extent possible in their national and regional publications. Any divergence

between any IEC Publication and the corresponding national or regional publication shall be clearly indicated in

the latter.

5) IEC provides no marking procedure to indicate its approval and cannot be rendered responsible for any

equipment declared to be in conformity with an IEC Publication.

6) All users should ensure that they have the latest edition of this publication.

7) No liability shall attach to IEC or its directors, employees, servants or agents including individual experts and

members of its technical committees and IEC National Committees for any personal injury, property damage or

other damage of any nature whatsoever, whether direct or indirect, or for costs (including legal fees) and

expenses arising out of the publication, use of, or reliance upon, this IEC Publication or any other IEC

Publications.

8) Attention is drawn to the Normative references cited in this publication. Use of the referenced publications is

indispensable for the correct application of this publication.

9) Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this IEC Publication may be the subject of

patent rights. IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.

International Standard IEC 61014 has been prepared by IEC technical committee 56:

Dependability.
The text of this standard is based on the following documents:
FDIS Report on voting
56/859/FDIS 56/863/RVD

Full information on the voting for the approval of this standard can be found in the report on

voting indicated in the above table.

This publication has been drafted in accordance with the ISO/IEC Directives, Part 2.

This second edition of IEC 61014 cancels and replaces the first edition, published in 1989,

and constitutes a technical revision.
---------------------- Page: 9 ----------------------
– 8 – 61014  CEI:2003
Les changements majeurs par rapport à l’édition précédente sont les suivants:

• Les références aux normes sur la gestion de la sûreté de fonctionnement ont été

insérées.

• Les termes et définitions relatifs à la croissance de fiabilité durant la conception du

produit ont été ajoutés.

• Les diagrammes sur la croissance de fiabilité de 4.4 et 6.4.8 (voir Figures 1 et 8) ont été

corrigés.

• Un paragraphe sur la planification de croissance de fiabilité pendant la phase de

conception a été ajouté (voir 4.5).

• Un paragraphe sur l’organisation couvrant à la fois la croissance de fiabilité dans la

conception et la phase d’essai a été ajouté (voir Article 5).

• L’Article 6 inclut une partie supplémentaire sur la croissance de fiabilité dans la phase

de conception prenant en compte ses aspects d’analyse et d’essai.

• La figure montrant l'intensité de défaillance projetée, estimée par modélisation (voir

Figure 10) a été corrigée.

• Un article sur la croissance de fiabilité en exploitation (voir Article 7) a été ajouté.

Le comité a décidé que le contenu de cette publication ne sera pas modifié avant 2011.

A cette date, la publication sera
• reconduite;
• supprimée;
• remplacée par une édition révisée, ou
• amendée.
---------------------- Page: 10 ----------------------
61014  IEC:2003 – 9 –
The main changes with respect to the previous edition are listed below.
• References to dependability management standards have been inserted.

• Terms and definitions related to the reliability growth during the product design have been

added.

• Flow diagrams for reliability growth in 4.4 and 6.4.8 (see Figures 1 and 8) have been

corrected.

• A subclause on planning reliability growth in the design phase has been added (see 4.5).

• A subclause on management aspects covering both reliability growth in design and the

test phase has been added (see Clause 5).

• Clause 6 has been extended to include reliability growth in the design phase with its

analytical and test aspec
...

Questions, Comments and Discussion

Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.