chapter1-introduction

1、可靠性設計可靠性設計電子科技大學電子科技大學凌丹凌丹機械電子工程學院機械電子工程學院教材教材機械電子工程學院機械電子工程學院參考資料參考資料牟致忠，機械可靠性牟致忠，機械可靠性理論理論方法方法應用，機械工業(yè)出版社，應用，機械工業(yè)出版社，2011謝里陽，機械可靠性基本理論與方法，科學出版社，謝里陽，機械可靠性基本理論與方法，科學出版社，2012劉惟信，機械可靠性設計，清華大學出版社，劉惟信，機械可靠性設計，清華大學出版社，1996王超，王金，機械可靠性工程，冶金工業(yè)出版社，王超，王金，機械可靠性工程，冶金工業(yè)出版社，1992 梅啟智等梅啟智等. 系統(tǒng)可靠性工程基礎系統(tǒng)可靠性工程基礎. 科學出版社

2、科學出版社, 1987黃洪鐘黃洪鐘. 機械傳動可靠性理論與應用機械傳動可靠性理論與應用.科學出版社科學出版社,1995朱文予朱文予. 機械可靠性設計機械可靠性設計.上海交通大學出版社上海交通大學出版社, 1998B S Dhillon. Design Reliability, Fundamentals and Application. 機械電子工程學院機械電子工程學院第一章第一章 可靠性概論可靠性概論可靠性學科發(fā)展歷程可靠性學科發(fā)展歷程2可靠性研究的意義可靠性研究的意義3可靠性基本概念可靠性基本概念1 可靠性學科研究的內容可靠性學科研究的內容4機械電子工程學院機械電子工程學院1.1 可靠性的基

3、本概念可靠性的基本概念可靠性定義可靠性定義廣義可靠性與狹義可靠性廣義可靠性與狹義可靠性固有可靠性與使用可靠性固有可靠性與使用可靠性基本可靠性與任務可靠性基本可靠性與任務可靠性機械電子工程學院機械電子工程學院1.1 可靠性的基本概念可靠性的基本概念現代產品質量包括：現代產品質量包括：性能、可靠性、經濟性和安全性性能、可靠性、經濟性和安全性四四個方面。個方面?？煽啃钥煽啃允钱a品質量的部分內容。它是質量的一個局部，是產品質量的部分內容。它是質量的一個局部，但它是質量的核心部分。但它是質量的核心部分。什么樣的人是可靠的人？什么樣的人是可靠的人？什么樣的設備（產品）是可靠的設備（產品）？什么樣的設備（產

4、品）是可靠的設備（產品）？為什么消費者傾向于購買口碑好的名牌產品？為什么消費者傾向于購買口碑好的名牌產品？機械電子工程學院機械電子工程學院可靠性的定義可靠性的定義可靠性可靠性 reliability是指產品在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內，完成規(guī)定功能是指產品在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內，完成規(guī)定功能的能力。的能力。 The ability of a system or a component to perform its required functions under stated conditions for a specified period of time.The IEEE Definitio

5、n機械電子工程學院機械電子工程學院可靠性定義中的五個要素可靠性定義中的五個要素1. 產品：指研究對象產品：指研究對象 可以是零件、構件、部件、機器、甚至系統(tǒng)可以是零件、構件、部件、機器、甚至系統(tǒng) 。美國美國1961年研制年研制Apollo-11宇宙飛船，宇宙飛船，7 2 0 萬 個 零 件 ， 提 出 可 靠 度 為萬 個 零 件 ， 提 出 可 靠 度 為99.99999的定量要求，的定量要求，1967年成年成功，功，1969年年7月發(fā)射。月發(fā)射。機械電子工程學院機械電子工程學院2.2.規(guī)定條件規(guī)定條件包括：運輸條件包括：運輸條件環(huán)境條件（溫度、濕度、壓力、腐蝕、環(huán)境條件（溫度、濕度、壓力、

6、腐蝕、振動、沖擊等振動、沖擊等 ）工作條件（載荷性質、大小、操工作條件（載荷性質、大小、操作方法、維修措施等）作方法、維修措施等）這些條件必須在使用說明書這些條件必須在使用說明書中加以規(guī)定，這是判斷發(fā)生中加以規(guī)定，這是判斷發(fā)生故障時有關責任方的關鍵。故障時有關責任方的關鍵。儲存條件儲存條件可靠性定義中的五個要素可靠性定義中的五個要素機械電子工程學院機械電子工程學院3.3.規(guī)定時間規(guī)定時間所研究對象的工作期限。所研究對象的工作期限。（1）所研究對象的可靠性與工作時間有關系）所研究對象的可靠性與工作時間有關系設產品在規(guī)定條件下的壽命為設產品在規(guī)定條件下的壽命為T，它是隨機變量，而給定的，它是隨機變

7、量，而給定的時間為時間為t。可靠性定義中的五個要素可靠性定義中的五個要素“時間時間”不限于日歷時間，根據產品不同，還可能是與時間成不限于日歷時間，根據產品不同，還可能是與時間成比例的次數、距離等，如應力循環(huán)次數、汽車的行駛里程等。比例的次數、距離等，如應力循環(huán)次數、汽車的行駛里程等。（如交換機壽命（如交換機壽命20年，手機壽命年，手機壽命5年，手機劃蓋工作壽命年，手機劃蓋工作壽命6萬次，汽車壽命萬次，汽車壽命30萬公里等）萬公里等）若產品壽命若產品壽命Tt ，可靠（正常工作），可靠（正常工作）若若Tt，不可靠（故障或失效），不可靠（故障或失效）機械電子工程學院機械電子工程學院（2）可靠程度與）

8、可靠程度與t大小有關大小有關0小時小時 1000小時小時 1500小時小時甲廠：甲廠：t = 1000小時，小時，T1000有有210失效失效乙廠：乙廠：t =1500小時，小時，T1500有有410失效失效通?？煽慷仁请S時間而通常可靠度是隨時間而降低，產品只能在一定降低，產品只能在一定的時間區(qū)間內才能達到的時間區(qū)間內才能達到目標可靠度。因此，對目標可靠度。因此，對時間的規(guī)定一定要明確。時間的規(guī)定一定要明確。機械電子工程學院機械電子工程學院4.4.規(guī)定的功能規(guī)定的功能研究對象能在規(guī)定的功能參數下研究對象能在規(guī)定的功能參數下正常運行。正常運行。產品有兩種狀態(tài)：產品有兩種狀態(tài)： 完成規(guī)定功能完成規(guī)

9、定功能喪失規(guī)定功能故障（可維修產品）、失效（不喪失規(guī)定功能故障（可維修產品）、失效（不可維修產品）。可維修產品）。規(guī)定功能，即規(guī)定故障判據。規(guī)定功能，即規(guī)定故障判據?？煽啃远x中的五個要素可靠性定義中的五個要素機械電子工程學院機械電子工程學院可靠性定義中的五個要素可靠性定義中的五個要素5. 能力能力 只是定性分析是不夠的，應加以定量描述。只是定性分析是不夠的，應加以定量描述。 “能力能力”是各種可靠性特征量，如是各種可靠性特征量，如“可靠度可靠度”、“故障率故障率”、 “平均壽命平均壽命”。 產品的失效或故障具有偶然性，一個確定的產品在某段時間的產品的失效或故障具有偶然性，一個確定的產品在某段

10、時間的工作情況并不能很好地反映該產品可靠性的高低，應觀察大量該工作情況并不能很好地反映該產品可靠性的高低，應觀察大量該產品的運行情況并進行合理的處理后才能正確反映該產品的可靠產品的運行情況并進行合理的處理后才能正確反映該產品的可靠性。因此，這里所說的性。因此，這里所說的“能力能力”具有數理統(tǒng)計學的意義，需要用具有數理統(tǒng)計學的意義，需要用概率和數理統(tǒng)計的方法來處理。概率和數理統(tǒng)計的方法來處理。機械電子工程學院機械電子工程學院實例實例1: 拖拉機拖拉機 GB3187-82可靠性名詞與術語可靠性名詞與術語規(guī)定：失效即產品規(guī)定：失效即產品喪失了規(guī)定的功能，對可修復產品失效也稱為故障。喪失了規(guī)定的功能，

11、對可修復產品失效也稱為故障。為正確判斷產品是否失效，合理的判據非常重要。為正確判斷產品是否失效，合理的判據非常重要。若任何不正常（漏油、漏水、噪聲大，耗油超標等）若任何不正常（漏油、漏水、噪聲大，耗油超標等）出現其中之一，為故障。出現其中之一，為故障。 則平均無故障工作時間（則平均無故障工作時間（MTBF）=330h 若視停機為故障。若視停機為故障。 則則MTBF=1200h 機械電子工程學院機械電子工程學院廣義可靠性和狹義可靠性廣義可靠性和狹義可靠性對于發(fā)生故障的產品一般有兩種處置方式：對于發(fā)生故障的產品一般有兩種處置方式：廢棄、修復故障廢棄、修復故障廢棄的不可修復產品的可靠性為廢棄的不可修

12、復產品的可靠性為狹義可靠性狹義可靠性?？尚迯彤a品的可靠性為可修復產品的可靠性為廣義可靠性廣義可靠性。 廣義可靠性除考慮狹義可靠性外，還有考慮發(fā)生故廣義可靠性除考慮狹義可靠性外，還有考慮發(fā)生故障后修理的難易程度即障后修理的難易程度即維修性維修性。狹義可靠性維修性廣義可靠性狹義可靠性維修性廣義可靠性機械電子工程學院機械電子工程學院固有可靠性與使用可靠性固有可靠性與使用可靠性固有可靠性固有可靠性產品在生產過程中產品在生產過程中確立的可靠性。生確立的可靠性。生產廠在模擬實際工產廠在模擬實際工作標準環(huán)境下，對作標準環(huán)境下，對產品進行檢測并給產品進行檢測并給以保證的可靠性。以保證的可靠性。使用可靠性使用可

13、靠性與產品的使用條件與產品的使用條件密切相關，受到使密切相關，受到使用環(huán)境、操作水平、用環(huán)境、操作水平、保養(yǎng)與維修、使用保養(yǎng)與維修、使用者的素質等因素的者的素質等因素的影響。影響。機械電子工程學院機械電子工程學院MIL-STD-7875B 將裝備可靠性定義分為任務可靠性和將裝備可靠性定義分為任務可靠性和基本可靠性基本可靠性任務可靠性任務可靠性產品在規(guī)定的任務產品在規(guī)定的任務剖面內完成規(guī)定功剖面內完成規(guī)定功能的能力能的能力基本可靠性基本可靠性產品在規(guī)定條件下，產品在規(guī)定條件下，無故障的持續(xù)時間無故障的持續(xù)時間或概率?；蚋怕?。基本可靠性與任務可靠性基本可靠性與任務可靠性機械電子工程學院機械電子工程

14、學院任務剖面任務剖面產品完成規(guī)定任務的時間內所經歷的時間和環(huán)境的描述。產品完成規(guī)定任務的時間內所經歷的時間和環(huán)境的描述。 產品的工作狀態(tài)；產品的工作狀態(tài)； 維修方案；維修方案； 產品工作的時間與順序；產品工作的時間與順序； 產品所處的環(huán)境產品所處的環(huán)境(外加的與誘發(fā)的外加的與誘發(fā)的)的時間與順序；的時間與順序； 任務成功或致命故障的定義。任務成功或致命故障的定義。如：飛機的任務剖面如：飛機的任務剖面 按時間的先后順序給出飛行過程中所包含的飛行動作，各飛按時間的先后順序給出飛行過程中所包含的飛行動作，各飛行動作持續(xù)的時間及主要飛行參數隨時間變化的關系圖。行動作持續(xù)的時間及主要飛行參數隨時間變化的

15、關系圖。機械電子工程學院機械電子工程學院機械電子工程學院機械電子工程學院任務剖面示例任務剖面示例機械電子工程學院機械電子工程學院產品從制造到壽命終結或退出使用這段時間內所經歷的全部事件產品從制造到壽命終結或退出使用這段時間內所經歷的全部事件和環(huán)境的時序描述。它包含一個或多個任務剖面。通常把產品的和環(huán)境的時序描述。它包含一個或多個任務剖面。通常把產品的壽命剖面分為后勤和使用兩個階段。壽命剖面分為后勤和使用兩個階段。壽命周期與壽命剖面壽命周期與壽命剖面機械電子工程學院機械電子工程學院壽命剖面示例壽命剖面示例事件使用方法生 產驗 收裝卸和公路運輸裝卸和鐵路運輸裝卸和空運裝卸和船運裝卸和后勤支援運輸（

16、最壞路線）有遮蔽存貯，帳篷，圓屋頂無遮蔽存儲工作準備階段發(fā)射階段調整狀態(tài)導彈處于戰(zhàn)斗位置發(fā)射后第一個動作飛行階段命中目標生產階段后 勤 階 段運 輸儲存/后勤階段使用階段準備階段任務階段發(fā)射段慣性飛行段下降段主動段某導彈的壽命剖面機械電子工程學院機械電子工程學院基本可靠性模型基本可靠性模型圖3-4 F/A-18基本可靠性框圖發(fā)動機1發(fā)動機2燃油系統(tǒng)應急燃油系統(tǒng)液壓泵1液壓泵2液壓飛控系統(tǒng)備用手動系統(tǒng)通用液壓系統(tǒng)右發(fā)電機左發(fā)電機電力分配網應急電力系統(tǒng)環(huán)境控制系統(tǒng)塔康系統(tǒng)慣性導航武器控制系統(tǒng)備用羅盤大氣數據系統(tǒng)固定增穩(wěn)機體起落架雷達超高頻通信甚高頻通信武器自檢機械電子工程學院機械電子工程學院F18

17、任務可靠性模型任務可靠性模型圖3-5 F/A-18任務可靠性框圖發(fā)動機1發(fā)動機2燃油系統(tǒng)應急燃油系統(tǒng)液壓泵1液壓泵2液壓飛控系統(tǒng)備用手動系統(tǒng)通用液壓系統(tǒng)右發(fā)電機左發(fā)電機電力分配網應急電力系統(tǒng)環(huán)境控制系統(tǒng)塔康系統(tǒng)慣性導航武器控制系統(tǒng)備用羅盤大氣數據系統(tǒng)固定增穩(wěn)機體起落架雷達超高頻通信甚高頻通信武器機械電子工程學院機械電子工程學院第一章第一章 可靠性概論可靠性概論可靠性學科發(fā)展歷程可靠性學科發(fā)展歷程2可靠性研究的意義可靠性研究的意義3可靠性基本概念可靠性基本概念1 可靠性學科研究的內容可靠性學科研究的內容4機械電子工程學院機械電子工程學院1.2 可靠性的發(fā)展歷程可靠性的發(fā)展歷程 初期發(fā)展階段初期發(fā)

18、展階段 20世紀世紀3040年代年代 可靠性技術形成階段可靠性技術形成階段 20世紀世紀5060年代年代 可靠性技術發(fā)展階段可靠性技術發(fā)展階段 20世紀世紀7080年代年代 可靠性技術深入發(fā)展階段可靠性技術深入發(fā)展階段20世紀世紀80年代至今年代至今機械電子工程學院機械電子工程學院可靠性的幾個發(fā)展階段可靠性的幾個發(fā)展階段美國運到遠東的航空電子設備美國運到遠東的航空電子設備60%不能使用（運輸失效）不能使用（運輸失效）海軍艦艇上電子設備海軍艦艇上電子設備70%失效，其中失效，其中50%倉庫中失效倉庫中失效雷達系統(tǒng)的電子元件問題。雷達系統(tǒng)的電子元件問題。1939年，英國航空委員會年，英國航空委員會

19、適航性統(tǒng)計學注釋適航性統(tǒng)計學注釋1942年，美國麻省理工學院，真空管的可靠性問題研究年，美國麻省理工學院，真空管的可靠性問題研究初期發(fā)展階段初期發(fā)展階段 20世紀世紀3040年代年代機械電子工程學院機械電子工程學院可靠性的發(fā)展歷程可靠性的發(fā)展歷程大體上確定了可靠性研究的理論基礎及研究方向。大體上確定了可靠性研究的理論基礎及研究方向。 1952年，美國軍事工業(yè)部門和有關部門成立年，美國軍事工業(yè)部門和有關部門成立AGREE（Advisory Group on Reliability of Electronic Equipment，國防部電子設備可靠性顧問團），研究電子產品的設計、國防部電子設備可靠

20、性顧問團），研究電子產品的設計、制造、試驗、儲備、運輸及使用。制造、試驗、儲備、運輸及使用。 60年代后期，美國約年代后期，美國約40%的大學設置了可靠性工程課程。的大學設置了可靠性工程課程。 可靠性技術形成階段可靠性技術形成階段 20世紀世紀5060年代年代機械電子工程學院機械電子工程學院可靠性的發(fā)展歷程可靠性的發(fā)展歷程可靠性理論研究從數理基礎發(fā)展到失效機理的研究可靠性理論研究從數理基礎發(fā)展到失效機理的研究 形成了可靠性試驗方法及數據處理方法；形成了可靠性試驗方法及數據處理方法；重視機械系統(tǒng)的研究；重視機械系統(tǒng)的研究；重視維修性研究；重視維修性研究；建立了可靠性管理機構；建立了可靠性管理機構

21、；頒布了一系列可靠性標準；頒布了一系列可靠性標準；可靠性技術發(fā)展階段可靠性技術發(fā)展階段 20世紀世紀7080年代年代機械電子工程學院機械電子工程學院30可靠性技術深入發(fā)展階段可靠性技術深入發(fā)展階段 20世紀世紀80年代至今年代至今可靠性的發(fā)展歷程可靠性的發(fā)展歷程可靠性工程不但在處于領先地位的美國和工業(yè)可靠性工程不但在處于領先地位的美國和工業(yè)較發(fā)達的各國得以縱深發(fā)展，而且在發(fā)展中國較發(fā)達的各國得以縱深發(fā)展，而且在發(fā)展中國家，如中國和印度等國也得到迅速發(fā)展。家，如中國和印度等國也得到迅速發(fā)展。維修工程內以預防為主的思想轉變?yōu)橐钥煽啃跃S修工程內以預防為主的思想轉變?yōu)橐钥煽啃詾橹行牡木S修思想。可靠性從

22、狹義的概念擴展為中心的維修思想?？煽啃詮莫M義的概念擴展到包括性能、經濟性、安全性、壽命及可靠性、到包括性能、經濟性、安全性、壽命及可靠性、維修性保障性等在內的廣義質量觀念。維修性保障性等在內的廣義質量觀念。機械電子工程學院機械電子工程學院我國可靠性研究的發(fā)展概況我國可靠性研究的發(fā)展概況20世紀中期開始，各行業(yè)相繼成立了可靠性學術組織世紀中期開始，各行業(yè)相繼成立了可靠性學術組織1955年，廣州成立可靠性環(huán)境試驗研究所年，廣州成立可靠性環(huán)境試驗研究所中國最早從事可靠性研究的權威機構中國最早從事可靠性研究的權威機構 工業(yè)和信息化部電子第五研究所工業(yè)和信息化部電子第五研究所電子產品可靠性與環(huán)境試驗電子

23、產品可靠性與環(huán)境試驗 機械電子工程學院機械電子工程學院北京航天北京航天702所（北京強度環(huán)境研究所、航天環(huán)境可所（北京強度環(huán)境研究所、航天環(huán)境可靠性試驗與檢測中心）靠性試驗與檢測中心）建于建于1956年，是我國運載火箭、航天飛年，是我國運載火箭、航天飛行器結構強度和環(huán)境工程試驗與研究中行器結構強度和環(huán)境工程試驗與研究中心，是航天系統(tǒng)從事結構強度、環(huán)境與心，是航天系統(tǒng)從事結構強度、環(huán)境與可靠性工程的專業(yè)研究所可靠性工程的專業(yè)研究所 主編航天結構強度與環(huán)境專業(yè)核心技主編航天結構強度與環(huán)境專業(yè)核心技術刊物術刊物強度與環(huán)境強度與環(huán)境 我國可靠性研究的發(fā)展概況我國可靠性研究的發(fā)展概況機械電子工程學院機械

24、電子工程學院長征運載火箭長征運載火箭中國可靠性研究的代表中國可靠性研究的代表長征運載火箭通過對故障原因分析、可靠性標準的長征運載火箭通過對故障原因分析、可靠性標準的規(guī)范應用等一系列措施，大大提高了整個系統(tǒng)的可規(guī)范應用等一系列措施，大大提高了整個系統(tǒng)的可靠性。是目前最安全可靠的航天運載工具之一。靠性。是目前最安全可靠的航天運載工具之一。我國可靠性工程的應用我國可靠性工程的應用長征運載火箭長征運載火箭早期的長征運載火箭各階段的故障原因分析早期的長征運載火箭各階段的故障原因分析 設計 管理 生產 操作 設備 元器件 其它 故障原因391212876161009080706050403020100百分

25、比 %機械電子工程學院機械電子工程學院我國可靠性研究的發(fā)展概況我國可靠性研究的發(fā)展概況a1979年年 中國電子學會成立可靠性與質量管理委員會中國電子學會成立可靠性與質量管理委員會a1981年年 中國數學學會成立可靠性專業(yè)委員會、中國航中國數學學會成立可靠性專業(yè)委員會、中國航 空空學會成立維修工程專業(yè)委員會學會成立維修工程專業(yè)委員會a1982年年 中國機械工程學會成立機械可靠性學科組中國機械工程學會成立機械可靠性學科組a1983年年 航天部成立可靠性專業(yè)委員會航天部成立可靠性專業(yè)委員會a1984年年 中國汽車工程學會成立汽車可靠性專業(yè)委員會中國汽車工程學會成立汽車可靠性專業(yè)委員會a1988年年

26、中國機械工程學會成立中國可靠性工程專業(yè)管理委中國機械工程學會成立中國可靠性工程專業(yè)管理委員會員會a機械電子工程學院機械電子工程學院GJB 451A-2005 可靠性維修性保障性術語可靠性維修性保障性術語 GJB 1391-2006 故障模式、影響及危害性分析程序故障模式、影響及危害性分析程序 GB/T2423.17-2008 鹽霧試驗方法鹽霧試驗方法 QJ3127-2000 航天產品可靠性增長試驗指南航天產品可靠性增長試驗指南GJBZ 299C-2006 電子設備可靠性預計手冊電子設備可靠性預計手冊我國可靠性研究的發(fā)展概況我國可靠性研究的發(fā)展概況制定了一批可靠性標準并逐步修訂、完善制定了一批可

27、靠性標準并逐步修訂、完善機械電子工程學院機械電子工程學院第一章第一章 可靠性概論可靠性概論可靠性學科發(fā)展歷程可靠性學科發(fā)展歷程2可靠性研究的意義可靠性研究的意義3可靠性基本概念可靠性基本概念1 可靠性學科研究的內容可靠性學科研究的內容4機械電子工程學院機械電子工程學院 早在早在60年代初，美國有人預言，今后在激烈的國際市場競爭年代初，美國有人預言，今后在激烈的國際市場競爭中，只有可靠性高的產品及企業(yè)才能幸存下來。中，只有可靠性高的產品及企業(yè)才能幸存下來。 在在80年代，日本又有人斷言，今后國際市場上產品競爭的焦年代，日本又有人斷言，今后國際市場上產品競爭的焦點是可靠性。事實上，日本從美國引進可

28、靠性工程技術后，在民點是可靠性。事實上，日本從美國引進可靠性工程技術后，在民用產品上的應用非常成功，其汽車、發(fā)電設備、家用電器和辦公用產品上的應用非常成功，其汽車、發(fā)電設備、家用電器和辦公機具等能夠暢銷全球，根本原因是由于其質量和可靠性高。機具等能夠暢銷全球，根本原因是由于其質量和可靠性高。1.3 1.3 可靠性研究的意義可靠性研究的意義1. 可靠性技術是產品競爭的武器可靠性技術是產品競爭的武器機械電子工程學院機械電子工程學院隨著市場經濟的發(fā)展，競爭日趨激烈，人們不僅要求產品物隨著市場經濟的發(fā)展，競爭日趨激烈，人們不僅要求產品物美價廉，而且十分重視產品的可靠性和安全性。日本的汽車、美價廉，而且

29、十分重視產品的可靠性和安全性。日本的汽車、家用電器等產品，雖然在性能、價格方面與我國彼此相仿，家用電器等產品，雖然在性能、價格方面與我國彼此相仿，卻能占領美國以及國際市場。主要的原因就是日本的產品可卻能占領美國以及國際市場。主要的原因就是日本的產品可靠性勝過我國一籌。靠性勝過我國一籌。美國的康明斯、卡勃彼特柴油機，大修期為美國的康明斯、卡勃彼特柴油機，大修期為12000小時，而小時，而我國柴油機不過我國柴油機不過1000小時，有的甚至幾十小時、幾百小時就小時，有的甚至幾十小時、幾百小時就出現故障。出現故障。機械電子工程學院機械電子工程學院我國生產的電梯，平均使用壽命（指兩次大修期的間隔時期）為

30、我國生產的電梯，平均使用壽命（指兩次大修期的間隔時期）為3年左右，而國外的電梯平均壽命在年左右，而國外的電梯平均壽命在10年以上，是我們的年以上，是我們的3倍；故倍；故障率，國外平均為障率，國外平均為0.05次，而我國為次，而我國為1次以上，高出次以上，高出20倍，這樣倍，這樣的產品怎么有競爭力呢！的產品怎么有競爭力呢！因此要想在競爭中立于不敗之地，就要狠抓產品質量，特別是產因此要想在競爭中立于不敗之地，就要狠抓產品質量，特別是產品可靠性，沒有可靠性就沒有質量，企業(yè)就無法在激烈的競爭中品可靠性，沒有可靠性就沒有質量，企業(yè)就無法在激烈的競爭中生存和發(fā)展。生存和發(fā)展。因此，可靠性問題必須引起政府和

31、企業(yè)的高度重視，抓好可靠性因此，可靠性問題必須引起政府和企業(yè)的高度重視，抓好可靠性工作，不僅是關系到企業(yè)生存和發(fā)展的大問題，也是關系到國家工作，不僅是關系到企業(yè)生存和發(fā)展的大問題，也是關系到國家經濟興衰的大問題。經濟興衰的大問題。機械電子工程學院機械電子工程學院2. 可靠性技術將涉及到巨大的經濟效益可靠性技術將涉及到巨大的經濟效益 在在60年代中期，小松工程機械產品滯銷，企業(yè)瀕臨倒閉，為年代中期，小松工程機械產品滯銷，企業(yè)瀕臨倒閉，為此對銷往國內外的此對銷往國內外的703臺四種大型推土機進行全面的調查分析，臺四種大型推土機進行全面的調查分析，通過調查分析，對大約通過調查分析，對大約30各部件和

32、各部件和200個零件的壽命和可靠性進個零件的壽命和可靠性進行改進提高，使這些機種的可靠性水平顯著提高，使行改進提高，使這些機種的可靠性水平顯著提高，使MTBF增增長長3倍，維修費用降低了倍，維修費用降低了23，最后使小松推土機的出口貿易比，最后使小松推土機的出口貿易比率從率從20增長到增長到4055的水平，不但在競爭中站住了腳跟，的水平，不但在競爭中站住了腳跟，而且?guī)砹司薮蟮慕洕б?。而且?guī)砹司薮蟮慕洕б妗?.3 1.3 可靠性研究的意義可靠性研究的意義機械電子工程學院機械電子工程學院3. 提高產品可靠性提高產品可靠性,可以防止故障和事故的發(fā)生可以防止故障和事故的發(fā)生,尤其是尤其是避免災

33、難性的事故發(fā)生。避免災難性的事故發(fā)生。1986年年1月月28日，美航天飛機日，美航天飛機”挑戰(zhàn)者號挑戰(zhàn)者號”由于由于1個密封圈失效，個密封圈失效，起飛起飛76S后爆炸，其中后爆炸，其中7名宇航員喪生，造成名宇航員喪生，造成12億美元的經濟損失。億美元的經濟損失。1.3 1.3 可靠性研究的意義可靠性研究的意義機械電子工程學院機械電子工程學院 2003年，年，“哥倫比亞哥倫比亞”號完成為期號完成為期16天的科研任務后，在重返地球的過程天的科研任務后，在重返地球的過程中發(fā)生爆炸。調查報告指出：該航天飛中發(fā)生爆炸。調查報告指出：該航天飛機于升空時，機于升空時，燃料箱上的一塊絕緣泡沫燃料箱上的一塊絕緣

34、泡沫脫落，在脫落，在“哥倫比亞哥倫比亞”號左翼的隔熱板號左翼的隔熱板上砸了一個洞。上砸了一個洞。在它重返地球時，隔熱在它重返地球時，隔熱板破損使炙熱氣體侵入飛機，最終導致板破損使炙熱氣體侵入飛機，最終導致“哥倫比亞哥倫比亞”號在距離預定的降落時間號在距離預定的降落時間還有還有16分鐘時發(fā)生爆炸，分鐘時發(fā)生爆炸，7名機組成員全名機組成員全部喪生。部喪生。 機械電子工程學院機械電子工程學院事故后切爾諾貝利核電廠事故后切爾諾貝利核電廠4號核反應堆號核反應堆 1986年年4月月25日，切爾諾貝利核電站日，切爾諾貝利核電站第第4號反應堆的工作人員違反操作規(guī)號反應堆的工作人員違反操作規(guī)程連續(xù)切斷反應堆的電

35、源，使主要冷程連續(xù)切斷反應堆的電源，使主要冷卻系統(tǒng)停止工作。于是堆芯溫度迅速卻系統(tǒng)停止工作。于是堆芯溫度迅速升高，造成氫氣過濃，升高，造成氫氣過濃，26日凌晨發(fā)生日凌晨發(fā)生猛烈爆炸。猛烈爆炸。 機械電子工程學院機械電子工程學院俄羅斯質子號火箭、美國哥倫比亞航天飛機、法國阿里安火箭俄羅斯質子號火箭、美國哥倫比亞航天飛機、法國阿里安火箭均在發(fā)射中遭到重創(chuàng)。均在發(fā)射中遭到重創(chuàng)。中國長征火箭也不例外中國長征火箭也不例外, 2 月月15 日日, 新研制的長征三號火箭載著新研制的長征三號火箭載著國際通信衛(wèi)星起飛不久國際通信衛(wèi)星起飛不久, 就一頭撞在發(fā)射場的山坡上。就一頭撞在發(fā)射場的山坡上。 8 月月18日

36、日, 長征三號火箭在執(zhí)行第長征三號火箭在執(zhí)行第11 次飛行中次飛行中, 三級發(fā)動機提前三級發(fā)動機提前48秒關機，秒關機，未能將衛(wèi)星送入預定軌道。未能將衛(wèi)星送入預定軌道。1996 年被國際航天界稱為年被國際航天界稱為“黑色黑色96”。機械電子工程學院機械電子工程學院機械電子工程學院機械電子工程學院 Ariane火箭已經發(fā)射火箭已經發(fā)射100 多次多次, 其中有過其中有過8 次發(fā)射次發(fā)射失利。這失利。這8 次發(fā)射失利中次發(fā)射失利中, 其中其中1 次是次是Ariane -5 型運載型運載火箭由于火箭導航的電腦軟火箭由于火箭導航的電腦軟件系統(tǒng)發(fā)生故障造成的件系統(tǒng)發(fā)生故障造成的, 另另外外7 次都是因為

37、個別元件故次都是因為個別元件故障而造成的。障而造成的。機械電子工程學院機械電子工程學院1998 年年8 月至月至1999 年年5 月月, 美美國火箭發(fā)射失利國火箭發(fā)射失利6 次次, 其中兩次其中兩次是火箭爆炸事故。是火箭爆炸事故。1998 年年8 月月26 日日, 德爾它火箭在德爾它火箭在卡納維拉爾角發(fā)射后大約卡納維拉爾角發(fā)射后大約80秒時秒時爆炸。該火箭攜帶著一顆美國通爆炸。該火箭攜帶著一顆美國通信衛(wèi)星信衛(wèi)星, 經濟損失為經濟損失為2. 25 億美元。億美元。失事原因：失事原因： 火箭的導向系統(tǒng)發(fā)火箭的導向系統(tǒng)發(fā)生故障生故障, 機械和電子部件造成火機械和電子部件造成火箭傾斜而失去控制。箭傾斜

38、而失去控制。機械電子工程學院機械電子工程學院4、提高產品的可靠性，可以減少停機時間，提高設備使、提高產品的可靠性，可以減少停機時間，提高設備使用效率，可以發(fā)揮幾倍的效益。用效率，可以發(fā)揮幾倍的效益。美國美國GE公司經過分析認為，對于發(fā)電、冶金、礦山、運輸等連公司經過分析認為，對于發(fā)電、冶金、礦山、運輸等連續(xù)作業(yè)的設備，即使可靠性提高續(xù)作業(yè)的設備，即使可靠性提高1%，成本提高，成本提高10%也是合算的。也是合算的。 發(fā)達國家已把可靠性問題提高到節(jié)約能源的高度來認識。發(fā)達國家已把可靠性問題提高到節(jié)約能源的高度來認識。機械電子工程學院機械電子工程學院美國于美國于1961開始計劃開始計劃研制研制Apo

39、llo-11號宇宙號宇宙飛船，它有飛船，它有720萬個零萬個零件，其重要零件可靠件，其重要零件可靠性為性為99.9999999。可靠性工程的應用實例可靠性工程的應用實例 Apollo計劃計劃1969年年7月登月成功。盡管月登月成功。盡管Apollo計劃的種種技術，現在為世界計劃的種種技術，現在為世界上的各種產品所應用，但是其中影響最為深遠的是可靠性技術。上的各種產品所應用，但是其中影響最為深遠的是可靠性技術。機械電子工程學院機械電子工程學院阿波羅宇宙飛船整個研制的各階段對可靠性和質量保證的要求阿波羅宇宙飛船整個研制的各階段對可靠性和質量保證的要求可靠性工程的應用實例可靠性工程的應用實例 Apo

40、llo計劃計劃機械電子工程學院機械電子工程學院高可靠性非常成功的例子是俄羅斯的和平號空間站高可靠性非常成功的例子是俄羅斯的和平號空間站可靠性工程的應用實例可靠性工程的應用實例 和平號空間站和平號空間站機械電子工程學院機械電子工程學院在軍用飛機、艦船、裝甲車和軍用汽車等方面的應用在軍用飛機、艦船、裝甲車和軍用汽車等方面的應用在研制階段注重維修性設計在研制階段注重維修性設計在研制階段注重測試性設計在研制階段注重測試性設計研制具有超高可靠性的武器系統(tǒng)研制具有超高可靠性的武器系統(tǒng)可靠性工程的軍事意義可靠性工程的軍事意義機械電子工程學院機械電子工程學院可靠性工程的軍事意義可靠性工程的軍事意義在火炮、彈藥

41、等軍備方面的應用在火炮、彈藥等軍備方面的應用作戰(zhàn)裝備與保障裝備同步發(fā)展作戰(zhàn)裝備與保障裝備同步發(fā)展硬件系統(tǒng)與相關的軟件系統(tǒng)協(xié)調配套開發(fā)硬件系統(tǒng)與相關的軟件系統(tǒng)協(xié)調配套開發(fā)機械電子工程學院機械電子工程學院第一章第一章 可靠性概論可靠性概論可靠性學科發(fā)展歷程可靠性學科發(fā)展歷程2可靠性研究的意義可靠性研究的意義3可靠性基本概念可靠性基本概念1 可靠性學科研究的內容可靠性學科研究的內容4機械電子工程學院機械電子工程學院1.4 可靠性學科研究的內容可靠性學科研究的內容可靠性數學：可靠性數學： 可靠性研究的基礎理論之一，研究解決各種可靠性問可靠性研究的基礎理論之一，研究解決各種可靠性問題的數學模型和數學方法

42、。涉及概率論和數理統(tǒng)計、隨機題的數學模型和數學方法。涉及概率論和數理統(tǒng)計、隨機過程、運籌學、模糊數學等。應用于可靠性的過程、運籌學、模糊數學等。應用于可靠性的數據收集數據收集、數據分析數據分析、系統(tǒng)設計系統(tǒng)設計及及壽命試驗壽命試驗等方面。等方面。機械電子工程學院機械電子工程學院1.4 可靠性學科研究的內容可靠性學科研究的內容可靠性物理：可靠性物理： 即失效分析，是研究失效現象及其機制和檢測方法的學科，即失效分析，是研究失效現象及其機制和檢測方法的學科，使可靠性工程從數理統(tǒng)計方法發(fā)展到以理化分析為基礎的失效使可靠性工程從數理統(tǒng)計方法發(fā)展到以理化分析為基礎的失效分析方法。分析方法。 從微觀角度研究

43、零部件（元器件）的失效發(fā)展過程和失效從微觀角度研究零部件（元器件）的失效發(fā)展過程和失效機理，從機理，從本質上本質上、從、從機理方面機理方面探究產品的不可靠因素，為研制、探究產品的不可靠因素，為研制、生產高可靠性產品提供科學的依據。生產高可靠性產品提供科學的依據。機械電子工程學院機械電子工程學院1.4 可靠性學科研究的內容可靠性學科研究的內容可靠性工程：可靠性工程： 是對產品（零部件、元器件、設備或系統(tǒng)）的失效及其發(fā)是對產品（零部件、元器件、設備或系統(tǒng)）的失效及其發(fā)生概率進行統(tǒng)計、分析的一門邊緣性學科，主要內容是運用系生概率進行統(tǒng)計、分析的一門邊緣性學科，主要內容是運用系統(tǒng)工程的觀點和方法論從設計、生產和使用等角度來研究產品統(tǒng)工程的觀點和方法論從設計、生產和使用等角度來研