可靠性基本概念

1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.可靠性設(shè)計(jì)主要符號(hào)表符號(hào)含 義義符號(hào)含 義符號(hào)含 義義a裂紋尺寸，威威布爾分分布的位位置參數(shù)數(shù)A有效性，有有效度r應(yīng)力比N失效循環(huán)次次數(shù)，疲疲勞循環(huán)環(huán)數(shù)Np裂紋擴(kuò)展壽壽命A(t)有效度-1應(yīng)力比為-1的剪剪切疲勞勞極限KIC平面應(yīng)變斷斷裂韌性性尺寸系數(shù)_x隨機(jī)變量XX的子樣樣均值P(A)事件A發(fā)生生的概率率失效率P(AIBB)在事件B已已經(jīng)發(fā)生生的條件件下事件件A發(fā)生生的條件件概率u標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分分布函數(shù)數(shù)母體均值F(x)隨機(jī)變量XX的累積積分布函函數(shù)(簡(jiǎn)簡(jiǎn)稱分

2、布布函數(shù))C置信度，費(fèi)費(fèi)用(t)修復(fù)率Rv2可靠度的雙雙側(cè)置信信區(qū)間上上限E(x)隨機(jī)變量XX的均值值q敏性系數(shù)u標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分分布的概概率密度度函數(shù)R可靠性，可可靠度相關(guān)系數(shù)f(x)隨機(jī)變量XX的概率率密度函函數(shù)應(yīng)力，母體體標(biāo)準(zhǔn)差差s2子樣方差自由度，變變異系數(shù)數(shù)，泊松松比K應(yīng)力強(qiáng)度因因子Kc斷裂韌性RL1(RR)可靠度的單單側(cè)置信信區(qū)間下下限表面加工系系數(shù)a應(yīng)力幅RL2可靠度的雙雙側(cè)置信信區(qū)間下下限M維修性，維維修度b抗拉強(qiáng)度-1應(yīng)力比為-1的疲疲勞極限限s子樣標(biāo)準(zhǔn)差差m平均應(yīng)力b威布爾分布布的尺度度參數(shù)ne有效子樣容容量t時(shí)間r應(yīng)力比為rr的疲勞勞極限MTTR平均修復(fù)時(shí)時(shí)間s屈服點(diǎn)Rv1可靠

3、度的單單側(cè)置信信區(qū)間上上限K有效應(yīng)力集集中系數(shù)數(shù)T轉(zhuǎn)矩，扭矩矩m(t)維修時(shí)間的的概率密密度函數(shù)數(shù)母體標(biāo)準(zhǔn)差差估計(jì)值值切應(yīng)力MTBF平均無故障障工作時(shí)時(shí)間up標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)偏偏量a切應(yīng)力幅MTTF失效前平均均工作時(shí)時(shí)間V(x)隨機(jī)變量XX的方差差m平均切應(yīng)力力威布爾分布布的形狀狀參數(shù)風(fēng)險(xiǎn),置信信度的風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)P概率n工作安全系系數(shù)，工工作循環(huán)環(huán)次數(shù)，子子樣容量量n許用安全系系數(shù)F失效概率z可靠度系數(shù)數(shù)，聯(lián)結(jié)結(jié)系數(shù)風(fēng)險(xiǎn)，顯著著性水平平c循環(huán)，次數(shù)數(shù)sx隨機(jī)變量XX的子樣樣標(biāo)準(zhǔn)差差理論應(yīng)力集集中系數(shù)數(shù)M(t)維修度可靠性的概念可靠性的經(jīng)經(jīng)典定義義：產(chǎn)品品在規(guī)定定條件下下和規(guī)定定時(shí)間內(nèi)內(nèi)，完成成規(guī)定功功能的能

4、能力產(chǎn)品品：指作作為單獨(dú)獨(dú)研究和和分別試試驗(yàn)對(duì)象象的任何何元件、設(shè)設(shè)備或系系統(tǒng)，可可以是零零件、部部件，也也可以是是由它們們裝配而而成的機(jī)機(jī)器，或或由許多多機(jī)器組組成的機(jī)機(jī)組和成成套設(shè)備備，甚至至還把人人的作用用也包括括在內(nèi)。在在具體使使用“產(chǎn)產(chǎn)品”這這一詞時(shí)時(shí)，其確確切含義義應(yīng)加以以說明。例例如汽車車板簧、汽汽車發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)、汽汽車整車車等。規(guī)規(guī)定條件件：一般般指的是是使用條條件,環(huán)環(huán)境條件件。包括括應(yīng)力溫溫度、濕濕度、塵塵砂、腐腐蝕等，也也包括操操作技術(shù)術(shù)、維修修方法等等條件。 規(guī)定時(shí)間：是可靠性區(qū)別于產(chǎn)品其他質(zhì)量屬性的重要特征，一般也可認(rèn)為可靠性是產(chǎn)品功能在時(shí)間上的穩(wěn)定程度。因此以數(shù)學(xué)形式表

5、示的可靠性各特征量都是時(shí)間的函數(shù)。這里的時(shí)間概念不限于一般的年、月、日、分、秒，也可以是與時(shí)間成比例的次數(shù)、距離。例如應(yīng)力循環(huán)次數(shù)、汽車行駛里程。 規(guī)定功能：道德要明確具體產(chǎn)品的功能是什么，怎樣才算是完成規(guī)定功能。產(chǎn)品喪失規(guī)定功能稱為失效，對(duì)可修復(fù)產(chǎn)品通常也稱為故障。怎樣才算是失效或故障，有時(shí)很容易判定，但更多情況則很難判定。當(dāng)產(chǎn)品指的是某個(gè)螺叢，顯然螺栓斷裂就是失效；當(dāng)產(chǎn)品指的是某個(gè)設(shè)備，對(duì)某個(gè)零件損壞而該設(shè)備仍能完成規(guī)定功能就不能算失效或故障，有時(shí)雖有某些零件損壞或松脫，但在規(guī)定的短時(shí)間內(nèi)可容易地修復(fù)也可不算是失效或故障。若產(chǎn)品指的是某個(gè)具有性能指標(biāo)要求的機(jī)器，當(dāng)性能下降到規(guī)定的指標(biāo)后，雖

6、然仍能繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，但已應(yīng)算是失效或故障。究竟怎樣算是失效或故障，有時(shí)要涉及廠商與用戶不同看法的協(xié)商，有時(shí)要涉及當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)政策等而作出合理的規(guī)定。 能力：只是定性的理解是比較抽象的，為了衡量檢驗(yàn)，后面將加以定量描述。產(chǎn)品的失效或故障均具有偶然性，一個(gè)產(chǎn)品在某段時(shí)間內(nèi)的工作情況并不很好地反映該產(chǎn)品可靠性的高低，而應(yīng)該觀察大量該種產(chǎn)品的工作情況并進(jìn)行合理的處理后才能正確的反映該產(chǎn)品的可靠性，因此對(duì)能力的定量需用概率和數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法。按產(chǎn)品可靠性的形成，可靠性可分為固有可靠性和使用可靠性。固有可靠性是通過設(shè)計(jì)、制造賦予產(chǎn)品的可靠性；使用可靠性既受設(shè)計(jì)、制造的影響，又受使用條件的影響。一般使用可

7、靠性總低于固有可靠性?？煽慷?可可靠度是是產(chǎn)品在在規(guī)定條條件下和和規(guī)定時(shí)時(shí)間內(nèi)，完完成規(guī)定定功能的的概率，一一般記為為R。它它是時(shí)間間的函數(shù)數(shù)，故也也記為RR（t）,稱為可可靠度函函數(shù)。 圖11 圖22 如如果用隨隨機(jī)變量量T表示示產(chǎn)品從從開始工工作到發(fā)發(fā)生失效效或故障障的時(shí)間間，其概概率密度度為f（tt）如上上圖所示示，若用用t表示示某一指指定時(shí)刻刻，則該該產(chǎn)品在在該時(shí)刻刻的可靠靠度 圖1對(duì)對(duì)于不可可修復(fù)的的產(chǎn)品，可可靠度的的觀測(cè)值值是指直直到規(guī)定定的時(shí)間間區(qū)間終終了為止止，能完完成規(guī)定定功能的的產(chǎn)品數(shù)數(shù)與在該該區(qū)間開開始時(shí)投投入工作作產(chǎn)品數(shù)數(shù)之比，即即圖2式中中:N開始始投入工工作產(chǎn)品品數(shù)

8、Na（t）到tt時(shí)刻完完成規(guī)定定功能產(chǎn)產(chǎn)品數(shù)，即即殘存數(shù)數(shù)Nf（t）到tt時(shí)刻未未完成規(guī)規(guī)定功能能產(chǎn)品數(shù)數(shù)，即失失效數(shù)?？煽繅勖煽繅勖嚎煽繅蹓勖椭兄形粔勖?可靠靠壽命是是給定的的可靠度度所對(duì)應(yīng)應(yīng)的時(shí)間間，一般般記為tt（R）。如圖131-55所示，一一般可靠靠度隨著著工作時(shí)時(shí)間t的的增大而而下降，對(duì)對(duì)給定的的不同RR，則有有不同的的t（RR），即即t（RR）=RR-1（RR）式中中R-1R的反反函數(shù)，即即由R（tt）=RR反求tt可靠壽壽命的觀觀測(cè)值是是能完成成規(guī)定功功能的產(chǎn)產(chǎn)品的比比例恰好好等于給給定可靠靠度時(shí)所所對(duì)應(yīng)的的時(shí)間。累積失效概概率累積失失效概率率：累積積失效概概率是產(chǎn)產(chǎn)品

9、在規(guī)規(guī)定條件件下和規(guī)規(guī)定時(shí)間間內(nèi)未完完成規(guī)定定功能（即即發(fā)生失失效）的的概率，也也稱為不不可靠度度。一般般記為FF或F（tt）。 因?yàn)橥晖瓿梢?guī)定定功能與與未完成成規(guī)定功功能是對(duì)對(duì)立事件件，按概概率互補(bǔ)補(bǔ)定理可可得F（tt）=11-R（tt）對(duì)于于不可修修復(fù)產(chǎn)品品和可修修復(fù)產(chǎn)品品累積失失效概率率的觀測(cè)測(cè)值都可可按概率率互補(bǔ)定定理，取取平均壽命平均壽壽命：平平均壽命命是壽命命的平均均值，對(duì)對(duì)不可修修復(fù)產(chǎn)品品常用失失效前平平均時(shí)間間，一般般記為MMTTPP，對(duì)可可修復(fù)產(chǎn)產(chǎn)品則常常用平均均無故障障工作時(shí)時(shí)間，一一般記為為MTBBF。它它們都表表示無故故障工作作時(shí)間TT的期望望E（TT）或簡(jiǎn)簡(jiǎn)記為tt。

10、如已知知T的概概率密度度函數(shù)ff（t），則則經(jīng)經(jīng)分部積積分后也也可求得得失效率和失失效率曲曲線失效率率：失效效率是工工作到某某時(shí)刻尚尚未失效效的產(chǎn)品品，在該該時(shí)刻后后單位時(shí)時(shí)間內(nèi)發(fā)發(fā)生失效效的概率率。一般般記為,它也也是時(shí)間間t的函函數(shù),故故也記為為(tt),稱稱為失效效率函數(shù)數(shù),有時(shí)時(shí)也稱為為故障率率函數(shù)或或風(fēng)險(xiǎn)函函數(shù). 按上述述定義,失效率率是在時(shí)時(shí)刻t尚尚未失效效產(chǎn)品在在t+t的單單位時(shí)間間內(nèi)發(fā)生生失效的的條件概概率.即即它它反映tt時(shí)刻失失效的速速率,也也稱為瞬瞬時(shí)失效效率.失效效率的觀觀測(cè)值是是在某時(shí)時(shí)刻后單單位時(shí)間間內(nèi)失效效的產(chǎn)品品數(shù)與工工作到該該時(shí)刻尚尚未失效效的產(chǎn)品品數(shù)之比比,

11、即 失失效率曲曲線:典典型的失失效率曲曲線 失效效率（或或故障率率）曲線線反映產(chǎn)產(chǎn)品總體體個(gè)壽命命期失效效率的情情況。圖圖示133.1-8為失失效率曲曲線的典典型情況況，有時(shí)時(shí)形象地地稱為浴浴盆曲線線。失效效率隨時(shí)時(shí)間變化化可分為為三段時(shí)時(shí)期： (1)早早期失效效期，失失效率曲曲線為遞遞減型。產(chǎn)產(chǎn)品投稿稿使用的的早期，失失效率較較高而下下降很快快。主要要由于設(shè)設(shè)計(jì)、制制造、貯貯存、運(yùn)運(yùn)輸?shù)刃涡纬傻娜比毕?，以以及調(diào)試試、跑合合、起動(dòng)動(dòng)不當(dāng)?shù)鹊热藶橐蛞蛩厮煸斐傻?。?dāng)當(dāng)這些所所謂先天天不良的的失效后后且運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)也逐漸漸正常，則則失效率率就趨于于穩(wěn)定，到到t0時(shí)失效效率曲線線已開始始變平。tt0以前稱

12、稱為早期期失效期期。針對(duì)對(duì)早期失失效期的的失效原原因，應(yīng)應(yīng)該盡量量設(shè)法避避免，爭(zhēng)爭(zhēng)取失效效率低且且t0短。 (2)偶偶然失效效期，失失效率曲曲線為恒恒定型，即即t0到ti間的失失效率近近似為常常數(shù)。失失效主要要由非預(yù)預(yù)期的過過載、誤誤操作、意意外的天天災(zāi)以及及一些尚尚不清楚楚的偶然然因素所所造成。由由于失效效原因多多屬偶然然，故稱稱為偶然然失效期期。偶然然失效期期是能有有效工作作的時(shí)期期，這段段時(shí)間稱稱為有效效壽命。為為降低偶偶然失效效期的失失效率而而增長(zhǎng)有有效壽命命，應(yīng)注注意提高高產(chǎn)品的的質(zhì)量，精精心使用用維護(hù)。加加大零件件截面尺尺寸可使使抗非預(yù)預(yù)期過戴戴的能力力增大，從從而使失失效率顯顯著

13、下降降，然而而過份地地加大，將將使產(chǎn)品品笨重，不不以濟(jì)，往往往也不不允許。 (3)耗損失效期，失效率是遞增型。在t1以后失效率上升較快，這是由于產(chǎn)品已經(jīng)老化、疲勞、磨損、蠕變、腐蝕等所謂有耗損的原因所引起的，故稱為耗損失效期。針對(duì)耗損失效的原因，應(yīng)該注意檢查、監(jiān)控、預(yù)測(cè)耗損開始的時(shí)間，提前維修，使失效率仍不上升，如圖13.1-8中虛線所示，以延長(zhǎng)壽命不多。當(dāng)然，修復(fù)若需花很大費(fèi)用而延長(zhǎng)壽命不多，則不如報(bào)廢更為經(jīng)濟(jì)。失效率的的概略值值零部件名稱稱失效數(shù)數(shù)/(1106h)零部件名稱稱最上限平均最下限機(jī)床鑄件(基礎(chǔ)鑄鑄件) 0.70.17550.0155一般軸承1.00.50.02球軸承(高高速、重

14、重載)3.531.80.0755球軸承(低低速、低低載)1.720.87550.0355軸套或軸承承1.00.50.02滾子軸承0.00440.00220.02凸輪011離合器0.930.60.06電磁離合器器1.34880.68770.45彈性聯(lián)軸器器0.04990.02550.0277液壓缸0.120.00880.0011氣壓缸0.01330.00440.0055帶傳動(dòng)1.53.87550.0022O型密封圈圈0.080.020.1422橡膠密封圈圈0.030.020.0111壓力表7.84.00.1355齒輪1118齒輪箱(運(yùn)運(yùn)輸用)0.360.2

15、00.11扇形齒輪1.80.91220.0511箱體2.051.10.0511電動(dòng)機(jī)0.580.30.11液壓馬達(dá)5轉(zhuǎn)動(dòng)密封5滑動(dòng)密封0.920.30.11軸0.620.350.15彈簧0.22110.112250.0044彈簧(校準(zhǔn)準(zhǔn)用)0.420.220.0099彈簧(恢復(fù)復(fù)力用)0.02220.01220.0011閥門85.12.0可靠性特征征量間的的關(guān)系 可可靠性特特征量中中可靠度度R（tt），累累積失效效率(也也叫不可可靠度)F（tt）、概概率密度度f（tt）和失失效率（t）是是四個(gè)基基本函數(shù)數(shù),只要要知道其其中一個(gè)個(gè),則所所有變量量均可求求得

16、.基基本函數(shù)數(shù)間的關(guān)關(guān)系見下下表?？煽啃蕴卣髡髁縍(t)F(t)f(t)(t)R(t)(可靠度度)-1-F(tt)F(t)(累積失失效率)1-R(tt)-f(t)(概率密密度)-(t)(失效率率)-各類產(chǎn)品常常用的可可靠性指指標(biāo)使用條件連續(xù)使用一次使用可否修復(fù)可修復(fù)不可修復(fù)可修復(fù)不可修復(fù)維修種類預(yù)防維修事后維修用到耗損期期一定時(shí)間后后報(bào)廢預(yù)防維修 產(chǎn)品示例電子系統(tǒng)、計(jì)計(jì)算機(jī)、通通信機(jī)、雷雷達(dá)、飛飛機(jī)、生生產(chǎn)設(shè)備備家用電器、機(jī)機(jī)械裝置置電子元器件件、機(jī)械械零件、一一般消費(fèi)費(fèi)品實(shí)行預(yù)防維維修的零零部件、廣廣播設(shè)備備用電子子管武器、過載載荷繼電電器、救救生器具具保險(xiǎn)絲、閃閃光燈雷雷管常用指示可靠度、

17、有有效度、平平均無故故障工作作時(shí)間、平平均修復(fù)復(fù)時(shí)間平均無故障障工作時(shí)時(shí)間、有有效壽命命、有效效度失效率、平平均壽命命失效率、更更換壽命命成功率成功率可靠性的技技術(shù) 可可靠性的的技術(shù)基基礎(chǔ)范圍圍是相當(dāng)當(dāng)廣泛的的，大致致分為定定性和定定量的兩兩大類方方法。定量量化的方方法要從從故障（失失效）的的概率分分布講起起，如何何能定量量地設(shè)計(jì)計(jì)、試驗(yàn)驗(yàn)、控制制和管理理產(chǎn)品的的可靠性性。定性性方法則則是經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)為主，也也就是要要把過去去積累處處理失效效的經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)設(shè)計(jì)到到產(chǎn)品中中，使它它具有免免故障的的能力。定定性和定定量方法法是相輔輔相成的的。可靠靠性設(shè)計(jì)計(jì)和試驗(yàn)驗(yàn)分析技技術(shù)，其其目的是是在設(shè)計(jì)計(jì)階段預(yù)預(yù)測(cè)和預(yù)

18、預(yù)防所有有可能發(fā)發(fā)生的故故障和隱隱患，消消除于未未然，把把可靠性性設(shè)計(jì)到到產(chǎn)品中中去。事事中分析析指產(chǎn)品品在運(yùn)行行中的故故障診斷斷、檢測(cè)測(cè)，和壽壽命預(yù)測(cè)測(cè)技術(shù)，以以保持運(yùn)運(yùn)行的可可靠性。事事后分析析指產(chǎn)品品發(fā)生故故障或失失效后的的分析，找找出產(chǎn)品品故障模模式的原原因，研研究預(yù)防防故障的的技術(shù)。尤尤其是事事前分析析，這便便是可靠靠性研究究重點(diǎn)的的重點(diǎn)，美美國工業(yè)業(yè)中900%的可可靠性成成本用于于設(shè)計(jì)上上，而且且在提高高可靠性性方面已已積累了了不少經(jīng)經(jīng)驗(yàn)和技技術(shù)，以以下作簡(jiǎn)簡(jiǎn)單介紹紹。一、可可靠性設(shè)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)（1）選選擇設(shè)計(jì)計(jì)方案時(shí)時(shí)盡量不不采用還還不成熟熟的新系系統(tǒng)和零零件，盡盡量采用用已有經(jīng)經(jīng)

19、驗(yàn)并已已標(biāo)準(zhǔn)化化的零部部件和成成熟的技技術(shù)。（22）結(jié)構(gòu)構(gòu)簡(jiǎn)化，零零件數(shù)削削減。如如日本橫橫河記錄錄儀表110年中中無件數(shù)數(shù)削減330%，大大大提高高了可靠靠性。（33）考慮慮功能零零件的可可接近性性，采用用模塊結(jié)結(jié)構(gòu)等以以利于可可維修性性。（44）設(shè)置置故障監(jiān)監(jiān)測(cè)和診診斷裝置置。（55）保證證零件部部設(shè)計(jì)裕裕度（安安全系數(shù)數(shù)/降額額）。（66）必要要時(shí)采用用功能并并聯(lián)、冗冗余技術(shù)術(shù)。如日日本的液液壓挖掘掘機(jī)等，采采用雙泵泵、雙發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)的的冗余設(shè)設(shè)計(jì)。（77）考慮慮零件的的互換性性。（88）失效效安全設(shè)設(shè)計(jì)（FFailluree Saafe），系系統(tǒng)某一一部分即即使發(fā)生生故障，但但使其限限制在

20、一一定范圍圍內(nèi)，不不致影響響整個(gè)系系統(tǒng)的功功能。（99）安全全壽命設(shè)設(shè)計(jì)（SSafee Liife），保保證使用用中不發(fā)發(fā)生破壞壞而充分分安全的的設(shè)計(jì)。例例如對(duì)一一些重要要的安全全性零件件如汽車車剎車，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)構(gòu)等要保保證在極極限條件件下不能能發(fā)生變變形、破破壞。（110）防防誤操作作設(shè)計(jì)（FFooll prrooff）（111）加加強(qiáng)連接接部分的的設(shè)計(jì)分分析，例例如選定定合理的的連接、止止推方式式?？紤]慮防振，防防沖擊，對(duì)對(duì)連接條條件的確確認(rèn)。（112）可可靠性確確認(rèn)試驗(yàn)驗(yàn)，在沒沒有現(xiàn)成成數(shù)據(jù)和和可用的的經(jīng)驗(yàn)時(shí)時(shí)，這是是唯一的的手段。尤尤其機(jī)械械零部件件的可靠靠性預(yù)測(cè)測(cè)精度還還很低。主主要

21、通過過試驗(yàn)確確認(rèn)。二二、可靠靠性設(shè)計(jì)計(jì)輔助措措施 為為了使設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)能能充分地地預(yù)測(cè)和和預(yù)防故故障，把把更多的的失效經(jīng)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)到產(chǎn)品品中，因因而必須須邦助設(shè)設(shè)計(jì)人員員掌握充充分的故故障情報(bào)報(bào)資料和和設(shè)計(jì)依依據(jù)。采采取以下下措施：（1）可可靠性檢檢查表，從從可靠性性觀點(diǎn)出出發(fā)，列列出設(shè)計(jì)計(jì)中應(yīng)考考慮的重重點(diǎn)。設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)逐逐項(xiàng)檢查查?？紤]慮預(yù)防的的對(duì)策。（2）推行FMEA，F(xiàn)TA方法。FMEA（失效模式影響分析）和FTA（故障樹分析）是可靠性分析中的重要手段。FMEA是從零部故障模式入手分析，評(píng)定它對(duì)整機(jī)或系統(tǒng)發(fā)生故障的影響程度，以此確定關(guān)鍵的零件和故障模式。FTA則是從整機(jī)或系統(tǒng)故障開始，逐步分析

22、到基本零件的失效原因。這兩種方法在國外被看作是設(shè)計(jì)圖紙一樣重要，作為設(shè)計(jì)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)資料，它收集總結(jié)了該種產(chǎn)品所有可能預(yù)料到的故障模式和原因。設(shè)計(jì)者可以較直觀地看到設(shè)計(jì)中存在的問題。（3）故障事例集。把過去技術(shù)上的失敗和改進(jìn)的事例作成手冊(cè)，供設(shè)計(jì)者隨進(jìn)參考。通常用簡(jiǎn)圖表示，將故障和改進(jìn)作對(duì)比。對(duì)故障的原因、情況附有簡(jiǎn)單說明。這手冊(cè)是各公司積累的技術(shù)財(cái)富，視同設(shè)計(jì)規(guī)范同等重要。（4）數(shù)據(jù)庫。廣泛有效地收集設(shè)計(jì)、制造中的失敗和改進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，試驗(yàn)和實(shí)際用的數(shù)據(jù)形成檢索系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫，使設(shè)計(jì)者能超越本單位充分利用別人實(shí)踐過的經(jīng)驗(yàn)。如電子產(chǎn)品已形成世界性可靠性信息交換網(wǎng)。（5）設(shè)計(jì)、試驗(yàn)規(guī)范的不斷充實(shí)、改善。從

23、使用實(shí)際得來的故障教訓(xùn)要反饋到設(shè)計(jì)、試驗(yàn)方法的改進(jìn)中，要將這些改進(jìn)效果作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)范（包括材料選定，結(jié)構(gòu)形式，許用應(yīng)力，安全系數(shù)值）和試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的改進(jìn)依據(jù)，使它們成為設(shè)計(jì)技術(shù)的一部分。隨著可靠性工作開展。必須加強(qiáng)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)規(guī)范的研究，命名如試驗(yàn)規(guī)范的制定要以實(shí)地使用條件分析為基礎(chǔ)，要調(diào)查出場(chǎng)的回收品和試驗(yàn)室加速試驗(yàn)件作對(duì)比，計(jì)算強(qiáng)化系數(shù)。通過失效分析反推，驗(yàn)證試驗(yàn)條件是否合適，從而不斷改進(jìn)試驗(yàn)方法和標(biāo)準(zhǔn)。因而這些規(guī)范都是公司的財(cái)富，對(duì)外不輕易泄密。如日本小松10年中試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)增加三倍，豐田的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)有1500項(xiàng)之多。也可見各公司對(duì)試驗(yàn)的重視程度。三、加強(qiáng)失效物理技術(shù)研究 失效物理是研究故障的原因

24、，材料劣化的機(jī)制，缺陷的檢測(cè)和消除，壽命預(yù)測(cè)和強(qiáng)化壽命機(jī)理，以及應(yīng)力分析等技術(shù)。對(duì)于機(jī)械來說，主要研究它的常見失效模式，如蠕變，沖擊振動(dòng)，疲勞、斷裂、磨損、潤滑、腐蝕等。近年來，失效物理技術(shù)日舉國受到各國重視。例如，由美國政府財(cái)政授助的機(jī)械故障研究小組（MFWG）的影響及大，它有四個(gè)技術(shù)咨詢委員會(huì)：（1）診斷、檢測(cè)；（2）故障；（3）設(shè)計(jì)；（4）現(xiàn)有技術(shù)的應(yīng)用推廣。研究的對(duì)象有系統(tǒng)為燃?xì)廨啓C(jī)，葉片、軸、軸承、齒輪、接頭、鍵槽、轉(zhuǎn)動(dòng)件、活塞等。該小組自60年成立之后，每年召開12次的技術(shù)討論會(huì)，至今已有三十余屆，許多失效預(yù)防和檢測(cè)技術(shù)已投入實(shí)用。另外，國外企業(yè)都十分重視產(chǎn)品的失效分析工作，千方百

25、計(jì)回收失效的零件和殘骸加以分析。目的是找出失效原因，作出合更換改進(jìn)決策，避免內(nèi)類事故再發(fā)生。因而除各大企業(yè)配備有完善的失效分析設(shè)施外，還設(shè)有公共的失效分析中心。公司和保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)的技術(shù)部門都承擔(dān)分析的任務(wù)。 總之，為確保產(chǎn)品可靠，少出故障，必須加強(qiáng)故障的事前（設(shè)計(jì)），事中（運(yùn)行的故障診斷）和事后（失效分析）的分析研究工作。1 維修度度 維維修度是是在規(guī)定定條件下下使用的的產(chǎn)品，在在規(guī)定時(shí)時(shí)間內(nèi)按按照規(guī)定定的程序序和方法法進(jìn)行維維修時(shí)，保保持或恢恢復(fù)到能能完成規(guī)規(guī)定功能能狀態(tài)的的概率。它它是維修修時(shí)間的的函數(shù)，記記為M（）,稱稱為函數(shù)數(shù)。 如如果用隨隨機(jī)變量量T表示示產(chǎn)品從從開始維維修到修修復(fù)的時(shí)時(shí)

26、間，其其概率密密度為mm（），則則2 修復(fù)率率 修修復(fù)率是是修理時(shí)時(shí)間已達(dá)達(dá)到某個(gè)個(gè)時(shí)刻尚尚未修復(fù)復(fù)的產(chǎn)品品，在該該時(shí)刻后后的單位位時(shí)間內(nèi)內(nèi)完成修修理的概概率，記記為（）3 平均修修復(fù)時(shí)間間 平平均修復(fù)復(fù)時(shí)間為為修復(fù)時(shí)時(shí)間的均均值,記記為,或MMTTRR維修性和可可靠性特特征量對(duì)對(duì)應(yīng)關(guān)系系 可可靠性是是研究產(chǎn)產(chǎn)品由正正常狀態(tài)態(tài)轉(zhuǎn)到故故障狀態(tài)態(tài)之間時(shí)時(shí)間t的的分布及及其平均均時(shí)間(MTTTF,MMTBFF)。維維修性是是研究產(chǎn)產(chǎn)品由故故障狀態(tài)態(tài)恢復(fù)到到正常狀狀態(tài)之間間時(shí)間的分布布及其平平均時(shí)間間（MTTTR）的的。掌握握維修性性和可靠靠性特征征量的對(duì)對(duì)應(yīng)關(guān)系系，則研研究可靠靠性的統(tǒng)統(tǒng)計(jì)分析析方法

27、就就可同樣樣用于研研究維修修性。 維修性性和可靠靠性特征征量的對(duì)對(duì)應(yīng)關(guān)系系如下圖圖和下表表所示。圖圖中F（tt）與MM（）相相對(duì)應(yīng)，F(xiàn)F（t）越越高表示示失效概概率越高高，M（）越高高表示修修復(fù)概率率越高。失失效與修修復(fù)，共共效果是是對(duì)立的的，就廣廣義可靠靠性而言言，F(xiàn)（tt）越低低，M（）越高高，則可可靠性越越佳。平平均修復(fù)復(fù)時(shí)間、平平均修復(fù)復(fù)率等觀觀測(cè)值與與對(duì)應(yīng)的的平均壽壽命、平平均失效效率等觀觀測(cè)值計(jì)計(jì)算法均均類似。可靠性與維維修性對(duì)對(duì)應(yīng)關(guān)系系項(xiàng)目可靠性維修性累積分布函函數(shù)概率密度失效率和修修復(fù)率指數(shù)分布累積分布平均時(shí)間可靠性試驗(yàn)驗(yàn) 進(jìn)進(jìn)行可靠靠性設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)，為為明確所所涉及產(chǎn)產(chǎn)品可靠靠性

28、的要要求，指指定可靠靠性的目目標(biāo)、預(yù)預(yù)計(jì)和驗(yàn)驗(yàn)證可靠靠性有關(guān)關(guān)特征量量等，必必須掌握握可靠性性數(shù)據(jù)?？煽煽啃詫?shí)實(shí)驗(yàn)是獲獲得可靠靠性數(shù)據(jù)據(jù)的重要要手段?？煽煽啃詫?shí)實(shí)驗(yàn)是為為了提高高或證實(shí)實(shí)產(chǎn)品（包包括系統(tǒng)統(tǒng)、身背背、零部部件及材材料）可可靠性而而進(jìn)行試試驗(yàn)的總總稱。壽壽命試驗(yàn)驗(yàn)是可靠靠性試驗(yàn)驗(yàn)的一個(gè)個(gè)很重要要的部分分，是評(píng)評(píng)價(jià)分析析產(chǎn)品壽壽命特征征量所進(jìn)進(jìn)行的試試驗(yàn)。壽壽命試驗(yàn)驗(yàn)的幾種種分類11 根據(jù)據(jù)試驗(yàn)場(chǎng)場(chǎng)所分類類：根據(jù)據(jù)試驗(yàn)截截止情況況分類根根據(jù)試驗(yàn)驗(yàn)中失效效后是否否用新事事件替換換后繼續(xù)續(xù)試驗(yàn)分分類（11）現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)壽命試試驗(yàn) 這這是產(chǎn)品品在實(shí)際際使用條條件下觀觀測(cè)到的的實(shí)際壽壽命數(shù)據(jù)據(jù)，最

29、能能說明產(chǎn)產(chǎn)品可靠靠性的特特征，可可以說是是最終的的客觀標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。因因此，收收集現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)中產(chǎn)品品的壽命命數(shù)據(jù)很很重要。然然而，收收集現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)數(shù)據(jù)也也會(huì)遇到到各種困困難，需需要時(shí)間間長(zhǎng)，工工作情況況也難以以一致，而而且必須須要有相相應(yīng)的組組織管理理工作。（2）實(shí)驗(yàn)室壽命試驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)是模擬現(xiàn)場(chǎng)情況的試驗(yàn)，它將現(xiàn)場(chǎng)重要的應(yīng)力條件搬到實(shí)驗(yàn)室，并加以人工的控制，也可進(jìn)行影響壽命的單項(xiàng)或少數(shù)幾項(xiàng)應(yīng)力組合的試驗(yàn)，也可設(shè)法縮短試驗(yàn)時(shí)間加速取得試驗(yàn)的結(jié)果。2 根據(jù)試驗(yàn)截止情況分類（1）全數(shù)壽命試驗(yàn) 樣本全部失效才停止試驗(yàn)。這種試驗(yàn)可以獲得較完整的數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果也較為可信。但是所需試驗(yàn)時(shí)間較長(zhǎng)，甚至難以實(shí)現(xiàn)。（

30、2）實(shí)時(shí)截尾壽命試驗(yàn) 試驗(yàn)到規(guī)定的時(shí)間，不管樣本已失效多少，試驗(yàn)就截止。（3）定數(shù)截尾壽命試驗(yàn) 試驗(yàn)到規(guī)定的失效數(shù)時(shí)試驗(yàn)就截止。若規(guī)定失效數(shù)為全部試樣n，即為全數(shù)壽命試驗(yàn)。3 根據(jù)試驗(yàn)中失效后是否用新事件替換后繼續(xù)試驗(yàn)分類（1）有替換定時(shí)截尾試驗(yàn)；（2）有替換定數(shù)截尾試驗(yàn)；（3）無替換定時(shí)截尾試驗(yàn)；（4）無替換定數(shù)截尾試驗(yàn)（包括全數(shù)壽命試驗(yàn)）。 此外尚有分組最小值壽命試驗(yàn)，中止壽命試驗(yàn)等。分組最小值壽命試驗(yàn)是將n個(gè)試件分為m個(gè)組，各組試件同時(shí)試驗(yàn)到1個(gè)失效就截止試驗(yàn)，以節(jié)省試驗(yàn)時(shí)間。中止壽命試驗(yàn)在試驗(yàn)開始時(shí)，樣本大小為n，隨著試驗(yàn)的進(jìn)行，有些試件中余逐漸截止，這在收集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)時(shí)，就常發(fā)生這種情況?？煽啃灾谐３Ｓ玫母鸥怕史植疾济Q記號(hào)概