展示材料-參考可靠性匯報(bào)

4可靠性分析可靠性發(fā)展歷程及研究必要性1可靠性設(shè)計(jì)35可靠性評估可靠性基本知識2可靠性試驗(yàn)6可靠性管理71、可靠性發(fā)展歷程及研究必要性萌芽階段19世紀(jì)40年代“真空管研究委員會(huì)”成立19世紀(jì)50年代1、

“電子設(shè)備可靠性顧問委創(chuàng)建

員會(huì)”成立，并發(fā)布了《

電階段

子設(shè)備可靠性》報(bào)告；2、包括我國在內(nèi)的歐美和日蘇相繼開始了對可靠性的研究。全面發(fā)展階段19世紀(jì)60年代1、

標(biāo)準(zhǔn)MIL-STD-785頒布；2、英、法、日等相繼成立了專門的可靠性研究機(jī)構(gòu)。深入發(fā)展階段19世紀(jì)70年代至今1、

提出了“設(shè)計(jì)以可靠性第一”的原則；2、除

領(lǐng)域，可靠性理論在機(jī)械電子、石油化工、核能工程和其它民用產(chǎn)品領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。重型裝備可靠性研究必要性重型機(jī)床被譽(yù)為裝備制造業(yè)的“

母機(jī)”，是工業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的基礎(chǔ)和關(guān)鍵設(shè)備,被廣泛的應(yīng)用于航空航天、船舶、

、核工業(yè)、汽車等領(lǐng)域。金屬加工機(jī)床進(jìn)出口匯總24.220095914.1201094.218.52011進(jìn)口總額（億）出口總額（億）末期 末期“八五”“九五”“十五”“十一五”末期 末期132.4200400600800“八五”“九五”“十五”“十一五”末期 末期 末期 末期國內(nèi)4008001000發(fā)達(dá)國家600國內(nèi)外MTBF對比圖可靠性，是衡量機(jī)床質(zhì)量高低的一個(gè)極其重要的指標(biāo)可靠性低的機(jī)床，將造成巨大的停機(jī)（生產(chǎn)）損失和國產(chǎn)重型機(jī)床在可靠性方面與國外產(chǎn)品相比還存在相當(dāng)差距國產(chǎn)機(jī)床現(xiàn)狀產(chǎn)品競爭力弱市場占有率低客戶信賴度低2、可靠性基本知識可靠性定義：產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力?！?966年

MIL-STD-721B規(guī)定條件規(guī)定時(shí)間規(guī)定功能能力可靠性使用條件條件環(huán)境條件操作條件產(chǎn)品功能性能指標(biāo)廣義的概念（小時(shí)、里程、次數(shù)等）可靠性數(shù)學(xué)特征量值可靠性指標(biāo)定義單位R(t)可靠度產(chǎn)品在規(guī)定條件下，規(guī)定時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力%λ(t)

故障率在某一時(shí)刻以前工作的產(chǎn)品，在繼續(xù)工作的單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生故障的概率菲特MTBF一個(gè)可修復(fù)產(chǎn)品，兩個(gè)相鄰故障間的工作時(shí)間的平均值時(shí)間MTTF一批不可修復(fù)的產(chǎn)品，發(fā)生故障以前工作時(shí)間的平均值時(shí)間維修度可以維修的產(chǎn)品，在規(guī)定條件下，規(guī)定時(shí)間內(nèi)，完成維修的概率%MTTR修復(fù)性維修所需時(shí)間的平均值時(shí)間A(t)可用度可維修的產(chǎn)品，在某特定的瞬間，維持其功能的概率%可靠性理論可靠性數(shù)學(xué)：主要研究與解決各種可靠性問題的數(shù)學(xué)方法和數(shù)學(xué)模型，涉及到概率論、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、隨機(jī)過程、運(yùn)籌學(xué)、模糊數(shù)學(xué)等數(shù)學(xué)分支可靠性物理:主要研究失效的物理原因與數(shù)學(xué)物理模型及檢測方法與糾正措施的一門可靠性理論可靠性工程：主要對產(chǎn)品的失效及其發(fā)生的概率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，對產(chǎn)品進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)、

、試驗(yàn)、評估、檢測、控制、維修，是一門包含了許多工程技術(shù)的邊緣性學(xué)科可靠性學(xué)科范疇1可靠性基本可靠性數(shù)學(xué)與故障物理學(xué)集合論與邏輯代數(shù)c.4可靠性信息現(xiàn)場數(shù)據(jù)收集、分析、整試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和反饋理論d.隨機(jī)過程c.各種可靠性信息搜集和交e.系統(tǒng)工程與人素工程學(xué)流f.環(huán)境工程學(xué)與環(huán)境應(yīng)力分析d.用戶

和反饋g.試驗(yàn)及分析基礎(chǔ)理論2可靠性設(shè)計(jì)a.b.降額設(shè)計(jì)和構(gòu)件概率設(shè)計(jì)c.熱設(shè)計(jì)、抗機(jī)械力設(shè)計(jì)d.防潮、腐蝕、鹽霧、塵設(shè)計(jì)5可靠性管理建立可靠性管理機(jī)構(gòu)和研制定可靠性管理綱要制定產(chǎn)品可靠性管理規(guī)范e.維修性設(shè)計(jì)和使用性設(shè)計(jì)d.建立質(zhì)量反饋制度f.質(zhì)量、體積、重量和經(jīng)濟(jì)指e.開展產(chǎn)品可靠性評審標(biāo)綜合設(shè)計(jì)3可靠性試驗(yàn)a.b.c.篩選試驗(yàn)6可靠性評估a.選取適當(dāng)評估指標(biāo)b.選取適當(dāng)?shù)脑u估方法c.對指標(biāo)進(jìn)行點(diǎn)估計(jì)和區(qū)間估計(jì)，提出改進(jìn)措施可靠性工作項(xiàng)目3、可靠性設(shè)計(jì)定義：保證機(jī)械及其零部件滿足給定的可靠性指標(biāo)的一種機(jī)械設(shè)計(jì)方法?？煽啃栽O(shè)計(jì)的基本內(nèi)容應(yīng)用專門的可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)實(shí)施專題的可靠性設(shè)計(jì)應(yīng)用專門的可靠性評價(jià)分析技術(shù)對

產(chǎn)品的可靠性進(jìn)

行定性和定量評

價(jià)分析。確定總體方案2基本內(nèi)容13、研究產(chǎn)品的故障物理和故障模型；、確定產(chǎn)品的可靠性指標(biāo)及其等級；、確定產(chǎn)品可靠性的定性和定量指標(biāo)；、合理分配產(chǎn)品的可靠性指標(biāo)值；、依據(jù)規(guī)定的可靠性指標(biāo)值對零件進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)，確定總體方案；程序明確可靠性要求技術(shù)設(shè)計(jì)、工作圖設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)確定可靠性目標(biāo)設(shè)計(jì)可靠性預(yù)計(jì)（評價(jià)性）可靠性設(shè)計(jì)完成掌握用戶要求可靠性特征量市場環(huán)境技術(shù)經(jīng)濟(jì)可靠性指標(biāo)確定可靠性分配可靠性試驗(yàn)各種可靠性預(yù)計(jì)

FMECA、FTA故障分析設(shè)計(jì)評審其他預(yù)防故障設(shè)計(jì)方式確定可靠性目標(biāo)值可靠性設(shè)計(jì)流程可靠性設(shè)計(jì)方法方法定義預(yù)防故障設(shè)計(jì)由經(jīng)驗(yàn)積累形成的設(shè)計(jì)方法，例如簡化結(jié)構(gòu)、采用標(biāo)準(zhǔn)化零件貯備設(shè)計(jì)對完成同一規(guī)定功能的部分設(shè)置重復(fù)結(jié)構(gòu)，以備局部故障時(shí)，整機(jī)不致失效安全設(shè)計(jì)針對失效后會(huì)造成 傷亡或重大經(jīng)濟(jì)損失情況，保證有一定安全水平耐環(huán)境設(shè)計(jì)考慮整個(gè)生命周期內(nèi)可能遇到的各種環(huán)境條件，例耐溫設(shè)計(jì)維修性設(shè)計(jì)考慮維修和修理的方便，以便發(fā)生故障時(shí)及時(shí)維修權(quán)衡設(shè)計(jì)在可靠性、維修性、安全性成本等之間進(jìn)行綜合權(quán)衡，以求最佳的結(jié)果概率設(shè)計(jì)將所設(shè)計(jì)零件的失效率限制在允許的范圍內(nèi)，滿足可靠性要求人機(jī)工程設(shè)計(jì)減少人為差錯(cuò)，發(fā)揮人和機(jī)器各自的特點(diǎn)以提高產(chǎn)品的可靠度可靠性設(shè)計(jì)發(fā)展趨勢1、加強(qiáng)對零部件載荷圖譜與材料強(qiáng)度的研究；2、加強(qiáng)對產(chǎn)品失效模式及機(jī)理的分析和研究；3、傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法（耐環(huán)境設(shè)計(jì)、靈敏度設(shè)計(jì)等）與可靠性設(shè)計(jì)相結(jié)合；4、建立零部件應(yīng)力、強(qiáng)度以及 的數(shù)據(jù)庫，加強(qiáng)數(shù)據(jù)分析研究。﹡可靠性預(yù)計(jì)與分配可靠性預(yù)計(jì)預(yù)計(jì)是根據(jù)產(chǎn)品各組成部分的可靠性，產(chǎn)品在規(guī)定的工作條件下的可靠性所進(jìn)行的工作；是一個(gè)從局部到整體，由小到大，由下到上的過程，是一種綜合的過程。是一個(gè)從整體到局部，由上到下的過程，是一種分解的過程?？煽啃苑峙浞峙涫前严到y(tǒng)規(guī)定的可靠性指標(biāo)分給分系統(tǒng)、部件和元件，使整體和部分協(xié)調(diào)一致；可靠性預(yù)計(jì)和分配流程圖調(diào)研比較更改設(shè)計(jì)系統(tǒng)可靠性指標(biāo)分配給分系統(tǒng)分配給元部件技術(shù)條件系統(tǒng)可靠性預(yù)計(jì)分系統(tǒng)可靠性預(yù)計(jì)元部件可靠性預(yù)計(jì)可靠性、維修性、安全性分析可靠性評定維修性評估安全性評估確定可靠性目標(biāo)及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則可靠性預(yù)計(jì)可靠性預(yù)計(jì)方法優(yōu)缺點(diǎn)方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)相似產(chǎn)品法簡單快捷，適用于可靠性設(shè)計(jì)的各個(gè)階段預(yù)計(jì)的準(zhǔn)確程度取決于產(chǎn)品的相似性及成熟產(chǎn)品可靠性數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。評分法評分法具有使用簡單、直觀性強(qiáng)的特點(diǎn)其理論性和系統(tǒng)性尚有欠缺，有時(shí)難以保證評價(jià)結(jié)果的客觀性和準(zhǔn)確性可靠性框圖法計(jì)算比較精確比較麻煩，需畫出各個(gè)系統(tǒng)的可靠性邏輯框圖可靠性預(yù)計(jì)的新的發(fā)展趨勢：失效物理分析法（POF），基于失效機(jī)理、失效模式和失效應(yīng)力的根本原因分析的可靠性預(yù)計(jì)技術(shù)，目前在可靠性工程領(lǐng)域得到了很好的發(fā)展，有著替代傳統(tǒng)可靠性預(yù)計(jì)方法的趨勢?？煽啃灶A(yù)計(jì)流程圖建立結(jié)構(gòu)功能框圖建立產(chǎn)品可靠性框圖預(yù)計(jì)各部件的可靠性建立產(chǎn)品可靠性數(shù)學(xué)模型明確工作條件預(yù)計(jì)產(chǎn)品綜合可靠性滿足要求尋找薄弱環(huán)節(jié)改進(jìn)設(shè)計(jì)工藝結(jié)束否是可靠性分配可靠性分配方法等分配方法：對系統(tǒng)中的全部單元分配以相等的可靠度的方法代數(shù)分配方法：按各單元或子系統(tǒng)的復(fù)雜度、重要度、（AGREE分配法）

工作時(shí)間以及它們與系統(tǒng)之間的失效關(guān)系進(jìn)行分配的方法方法使用范圍等分配法適用于當(dāng)系統(tǒng)的各個(gè)單元有近似的復(fù)雜程度、重要度以及制造成本時(shí)代數(shù)分配法適用于各單元工作期間失效率為常數(shù)的串聯(lián)系統(tǒng)系統(tǒng)失效率預(yù)計(jì)值法適用于系統(tǒng)及子系統(tǒng)失效率或可靠度已知的情況比例組合法適用于組成系統(tǒng)各單元服從指數(shù)分布的情況可靠性分配流程圖可靠性指標(biāo)確定整機(jī)指標(biāo)確定可靠性框圖任務(wù)可靠性指標(biāo)的分配方案基本可靠性指標(biāo)的分配方案各部件的論證和再分配各部件的論證和再分配部件指標(biāo)確定任務(wù)R校驗(yàn)基本R校驗(yàn)分配方案可行功能結(jié)構(gòu)框圖結(jié)束YESNONONOYESYES3、可靠性分析可靠性分析的主要方法(“3F”技術(shù)):故障模式，影響及危害度分析（FMECA）故障樹分析（FTA）故障報(bào)告、分析及糾正措施系統(tǒng)（FRACAS）“3F”技術(shù)主要用途：可及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正設(shè)計(jì)缺陷，實(shí)施重點(diǎn)管理;可徹底查明故障原因，采取改進(jìn)措施，防止故障再發(fā)生;可以積累工程經(jīng)驗(yàn)，提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平，并為建立系統(tǒng)維修和

提供指南，為可靠性改進(jìn)活動(dòng)

方向。FMECA在產(chǎn)品周期各階段的FMECA方法論證與方案階段工程研制階段生產(chǎn)階段使用階段方法功能FMECA·硬件FMECA·損壞模式影響分析過程FMECA統(tǒng)計(jì)FMECA目的分析研究系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)的缺陷與薄弱環(huán)節(jié)，為系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)的改進(jìn)和方案的權(quán)衡提供依據(jù)。分析研究系統(tǒng)硬件、

設(shè)計(jì)的缺陷與薄弱環(huán)節(jié)，為系統(tǒng)的硬件、

設(shè)計(jì)改進(jìn)和保障性分析提供依據(jù)。分析設(shè)計(jì)的生產(chǎn)工藝過程的缺陷和薄弱環(huán)節(jié)及其對產(chǎn)品的影響，為生產(chǎn)工藝的設(shè)計(jì)改進(jìn)提供依據(jù)。分析研究產(chǎn)品使用過程中實(shí)際發(fā)生的故障、原因及其影響，為提品使用可靠性和進(jìn)行產(chǎn)品的改進(jìn)、改型或新產(chǎn)品的研制提供依據(jù)。FMECA流程圖明確分析范圍產(chǎn)品功能與任務(wù)分析明確產(chǎn)品的故障判據(jù)故障模式分析故障原因分析故障影響分析故障檢測方法分析補(bǔ)償措施分析危害性分析得出分析結(jié)果1系統(tǒng)定義2

FMEA3CA4可靠性評估可靠性評估是指根據(jù)產(chǎn)品的可靠性結(jié)構(gòu)、

分布類型以及現(xiàn)有的與可靠性有關(guān)的所有信息,利用概率統(tǒng)計(jì)方法對產(chǎn)品總體的可靠性特征量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)推斷,包括點(diǎn)估計(jì)、區(qū)間估計(jì)和假設(shè)檢驗(yàn)等。可靠性評估意義：通過評估,檢驗(yàn)產(chǎn)品是否達(dá)到了可靠性要求,并驗(yàn)證可靠性設(shè)計(jì)的合理性；通過評估,可以

產(chǎn)品的薄弱環(huán)節(jié),為改進(jìn)設(shè)計(jì)和制造工藝指明方向,從而加速產(chǎn)品研制的可靠性增長過程；通過評估,了解有關(guān)元器件、原材料、整機(jī)的可靠性水平,為制定新產(chǎn)品的可靠性計(jì)劃提供了依據(jù)；可靠性評估工作需要進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄、分析及反饋,從而加強(qiáng)了數(shù)據(jù)庫的建設(shè)。收集并學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床可靠性研究領(lǐng)域的資料制訂加工中心現(xiàn)場試驗(yàn)規(guī)范并收集可靠性數(shù)據(jù)FMECA分析FTA分析可靠性評估技術(shù)研究建立MTBF的分布模型分布模型的擬合檢驗(yàn)可靠性指標(biāo)評價(jià)MTBF的觀測值MTBF點(diǎn)估計(jì)及區(qū)間估計(jì)MTTR和A的值基于FMECA和FTA分析的加工中心可靠性增長策略可靠性改進(jìn)設(shè)計(jì)關(guān)鍵工序及裝配過程的可靠性保證措施關(guān)鍵配套件、外購件的可靠性保證措施提高用戶素質(zhì)把策略反饋給設(shè)計(jì)、制造、裝配等部門可靠性評估流程圖可靠性評估研究現(xiàn)狀傳統(tǒng)可靠性評估原理：以大數(shù)定律和中心極限定理為理論基礎(chǔ)，結(jié)合最大似然估計(jì)、最小二乘法等統(tǒng)計(jì)學(xué)原理。國外研究現(xiàn)狀：英國伯明翰大學(xué)的研究

對

35

臺數(shù)控機(jī)床進(jìn)行

監(jiān)測與數(shù)據(jù)分析，得出了整機(jī)以及數(shù)控系統(tǒng)的威布爾參數(shù)；新瀉大學(xué)的藤井義教授等對25

臺立式和45

臺臥式加工中心進(jìn)行了現(xiàn)場試驗(yàn)，對其進(jìn)行故障分析找出了機(jī)床的薄弱環(huán)節(jié)，并對可靠性指標(biāo)MTBF進(jìn)行了計(jì)算。國內(nèi)研究現(xiàn)狀：賈亞洲等根據(jù)現(xiàn)場

到的加工中心故障數(shù)據(jù)，分別進(jìn)行了加工中心的FMEA、早期故障模式嚴(yán)重度分析、常見故障模式統(tǒng)計(jì)分析等工作，并在此基礎(chǔ)上提出了相應(yīng)的設(shè)計(jì)改進(jìn)措施和可靠性保證措施李星軍、陳文華根據(jù)42臺數(shù)控磨床的首次故障時(shí)間，采用兩參數(shù)威布爾分布對該型數(shù)控磨床的首次故障時(shí)間模型進(jìn)行研究，對相應(yīng)的可靠性指標(biāo)進(jìn)行了評價(jià)。一種Bootstrap方法（自助法）Bootstrap方法是

Stanford大學(xué)B.Efron教授于1979年近復(fù)雜統(tǒng)計(jì)量估計(jì)值分布的通用方法。Bootstrap方法的實(shí)質(zhì)是用試驗(yàn)觀測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特性代替真實(shí)

的統(tǒng)計(jì)特性,通過再抽樣過程將小子樣問題轉(zhuǎn)化為大樣本問題,運(yùn)用模擬再抽樣技術(shù)代替理論分析。Bootstrap方法擺脫了傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)方法對分布假定的依賴,適合于任何分布和任何感

參數(shù)的估計(jì),尤其是在估計(jì)統(tǒng)計(jì)量的標(biāo)準(zhǔn)差和置信區(qū)間方面。研究現(xiàn)狀：、屈斐基于Bootstrp方法，提出了

系統(tǒng)可靠性近似置信下限的評估方法,并用數(shù)據(jù)模擬計(jì)算證明了用Bootstrap方法求得的置信下限滿足工程應(yīng)用的精度要求；西北工業(yè)大學(xué)的黃瑋、馮蘊(yùn)雯等學(xué)者提出了將Bootstrp方法與虛擬增廣樣本方法相結(jié)合,應(yīng)用于服從對數(shù)正態(tài)分布的總體,得到了試驗(yàn)壽命下限的估計(jì),并與已有的半經(jīng)驗(yàn)可靠性評估方法的結(jié)果作了比較分析。小樣本評估方法研究現(xiàn)狀Bayes方法量，應(yīng)用一Bayes統(tǒng)計(jì)的基本觀點(diǎn)是：任一個(gè)未知量θ都可看作一個(gè)隨個(gè)概率分布去描述對的θ未知情況。在可靠性評估中，Bayes方法能更好的綜合應(yīng)用歷史數(shù)據(jù)和現(xiàn)場數(shù)據(jù)，利用現(xiàn)場數(shù)據(jù)對未知量θ的先驗(yàn)分布進(jìn)行修正，以達(dá)到可靠性評估的目的。研究現(xiàn)狀Martz和Waller利用Bayes方法對單參數(shù)指數(shù)分布失效率，先驗(yàn)分布為Gamma分布的情形進(jìn)行了研究，解決了關(guān)于指數(shù)分布的無失效數(shù)據(jù)的可靠性評估問題和可靠性驗(yàn)證問題;劉琦等利用類似系統(tǒng)可靠性信息對復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行了評定,并基于Bayes方法提出了含增長單元串并聯(lián)系統(tǒng)可靠性評定。小樣本評估方法對比方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)Bootstrap方法充分利用子樣自身信息，不考慮驗(yàn)前信息在樣本數(shù)小于8時(shí)，精度很難保持Bayes方法充分應(yīng)用驗(yàn)前信息，節(jié)省時(shí)間和經(jīng)費(fèi)驗(yàn)前分布形式難以確定信息熵法充分、合理地利用將零部件信息等效折合為系統(tǒng)信息需要大量的部件級試驗(yàn)數(shù)據(jù)金字塔方法用極少次的全系統(tǒng)使用試驗(yàn)或不經(jīng)過全系統(tǒng)試驗(yàn)而對大型復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性評估在

內(nèi)需對各組成單元進(jìn)行大量模擬使用實(shí)驗(yàn)?zāi)壳靶颖驹u估方法發(fā)展趨勢：針對可靠性評定中存在的不確定因素，將模糊理論應(yīng)用于小樣本可靠性評估；所獲得的各分系統(tǒng)、各部件的有關(guān)信息是不完全、不確切時(shí)，引入灰色理論。5可靠性試驗(yàn)可靠性試驗(yàn)是對產(chǎn)品的可靠性、分析和評價(jià)的一種目的（1）、發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品在