質(zhì)量管理學(xué)可靠性基礎(chǔ)知識(shí)講義

本資料來源第12章

可靠性基礎(chǔ)知識(shí)12.1基本概念12.1.1可靠性的基本概念可靠性概念

經(jīng)典的定義：產(chǎn)品在規(guī)定條件下和在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。（三要素）用概率→可靠度產(chǎn)品→硬件，軟件和流程性材料。產(chǎn)品的可靠性是指產(chǎn)品全壽命周期的可靠性、與設(shè)計(jì)、制造、使用密切相關(guān)（全壽命）。各個(gè)階段對(duì)可靠性的影響大?。涸O(shè)計(jì)40～50%制造20～30%固有可靠性使用20～30%使用可靠性實(shí)際過程中表現(xiàn)出的能力——使用可靠性，與安裝、操作使用、維修保障有關(guān)。還可分為：基本可靠性、任務(wù)可靠性。在規(guī)定任務(wù)剖面內(nèi)完成規(guī)定的功能的能力。第12章

可靠性基礎(chǔ)知識(shí)12.1.2故障及其分類條件、時(shí)間容易理解，功能→故障產(chǎn)品或其一部分不能本將不完成預(yù)定的功能的事件或狀態(tài)稱為故障。對(duì)于不可修的產(chǎn)品也稱失效。故障——表現(xiàn)形式——故障模式物理、化學(xué)變化的原因——機(jī)理

第12章

可靠性基礎(chǔ)知識(shí)分類有多種方法：由后果——致命和非致命統(tǒng)

計(jì)——獨(dú)立和從屬規(guī)

律——早期、偶然和耗損第12章

可靠性基礎(chǔ)知識(shí)12.1.3維修性定義：產(chǎn)品在規(guī)定條件下、時(shí)間內(nèi)，按規(guī)定的程序和方法進(jìn)行維修時(shí)，保持或恢復(fù)其規(guī)定狀態(tài)的能力。條件：機(jī)構(gòu)和場(chǎng)所，人、設(shè)備、工具、備件、資料。程序、方法：技術(shù)文件規(guī)定的，維修工作、類型、步驟方法。維修性也是產(chǎn)品設(shè)計(jì)賦予的固有特性。第12章

可靠性基礎(chǔ)知識(shí)12.1.4可信性和可用性可信性是表示可用性及其影響因素?？煽啃浴⒕S修性、維修保障性的非定量綜合描述?？捎眯允窃谝蟮耐獠抠Y源得到保證前提下，產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)刻或時(shí)間區(qū)間內(nèi)處于執(zhí)行規(guī)定功能狀態(tài)的能力，R.M.S綜合反映概率度量→可用度

（有效度）第12章

可靠性基礎(chǔ)知識(shí)12.1.5可靠性與產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)系質(zhì)量：

性能特性——容易評(píng)價(jià)

專門特性——可用性、難于直觀判斷

安全性——難于直觀判斷經(jīng)濟(jì)性——容易判別、比較

時(shí)間性——容易判別、比較 適用性——容易判別、比較

第12章

可靠性基礎(chǔ)知識(shí)12.1.6可靠性發(fā)展歷史

二戰(zhàn)：雷達(dá)

軍事→電子→機(jī)械→其它、民用

可靠性—維修性—維修保障性—安全性

宏觀→微觀.定性→定量.手工→計(jì)算機(jī)

統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)→工程試驗(yàn)、篩選、強(qiáng)化.

以可靠性為中心的全面質(zhì)量管理可靠性與性能最大區(qū)別：看不見、測(cè)不到。但可以統(tǒng)計(jì)、評(píng)估。第12章

可靠性基礎(chǔ)知識(shí)12.2可靠性、維修性的常用度量參數(shù)12.2.1累積故障概率分布函數(shù)、可靠度函數(shù)、故障率函數(shù)累積故障概率分布函數(shù) F(t)=P(T≤t) F(t)=1－R(t) R(t)+F(t)=1第12章

可靠性基礎(chǔ)知識(shí)第12章可靠性基礎(chǔ)知知識(shí)可靠度函數(shù)能力——概率率→可靠度R(t)=P(T>t)T

——產(chǎn)品故障前的的工作時(shí)間，，隨機(jī)變量。。t——規(guī)定時(shí)間間設(shè)有No個(gè)產(chǎn)品投入使使用，r(t)——故障數(shù)。。R(t)=(No-r(t))/NoF(t)=r(t)/No第12章可靠性基礎(chǔ)知知識(shí)第12章可靠性基礎(chǔ)知知識(shí)故障概率密度度函數(shù)某種產(chǎn)品，試試驗(yàn)可得直方方圖f(t)=R(t)、F(t)的性質(zhì)質(zhì)取值范圍（概概率）【0.1】單調(diào)性：非增、非減對(duì)稱性1－F（t）1－R(t)第12章可靠性基礎(chǔ)知知識(shí)12.2.2故障率與與浴盆曲線故障率函數(shù)（（失效率）某時(shí)刻尚未發(fā)發(fā)生故障的產(chǎn)產(chǎn)品，在該時(shí)時(shí)刻后單位時(shí)時(shí)間內(nèi)發(fā)生故故障的概率———故障率（（風(fēng)險(xiǎn)函數(shù)））λ(t)=λ0————指數(shù)分分布第12章可靠性性基礎(chǔ)礎(chǔ)知識(shí)識(shí)浴盆曲曲線第12章可靠性性基礎(chǔ)礎(chǔ)知識(shí)識(shí)①早期期故障障階段段機(jī)械：：跑合合期（（磨合合期））、設(shè)設(shè)計(jì)缺缺陷、、加工工缺陷陷、安安裝缺缺陷②偶然然：偶偶然因因素，，操作作、負(fù)負(fù)荷③耗損損：老老化、、疲勞勞、磨磨損、、腐蝕蝕?？煽赏ㄟ^過維修修、更更換第12章可靠性性基礎(chǔ)礎(chǔ)知識(shí)識(shí)故障率率與可可靠度度及故故障密密度函函數(shù)的的關(guān)系系四個(gè)函數(shù)之之間的的關(guān)系系：R(t)F(t)λ(t)f(t)第12章可靠性性基礎(chǔ)礎(chǔ)知識(shí)識(shí)12.2.3平平均均故障障前時(shí)時(shí)間與與平均均故障障間隔隔時(shí)間間平均故故障前前時(shí)間間（MTTF）MTTF=∑∑ti/N每每個(gè)個(gè)產(chǎn)品品的壽壽命平均故故障間間隔時(shí)時(shí)間（（MTBF）MTBF=∑∑ti/N每每次次故障障前的的壽命命產(chǎn)品的的MTBF與產(chǎn)品品維修修效果果有關(guān)關(guān)?；拘扌迯?fù)和和完全全修復(fù)復(fù)第12章可靠性性基礎(chǔ)礎(chǔ)知識(shí)識(shí)產(chǎn)品的的特征征壽命命產(chǎn)品壽壽命：：可靠靠壽命命、使使用壽壽命、、總壽壽命、、貯存存期限限可靠壽壽命：：tR一定可可靠度度下的的壽命命使用壽壽命：：tr一一定定故障障率下下的壽壽命總壽壽命命：：投投入入使使用用到到報(bào)報(bào)廢廢的的總總工工作作時(shí)時(shí)間間貯存存期期限限：：在在規(guī)規(guī)定定條條件件下下，，產(chǎn)產(chǎn)品品能能貯貯存存的的日日歷歷持持續(xù)續(xù)時(shí)時(shí)間間→→啟啟封封使使用用能能滿滿足足規(guī)規(guī)定定要要求求。。第12章章可靠靠性性基基礎(chǔ)礎(chǔ)知知識(shí)識(shí)平均修復(fù)復(fù)時(shí)間MTTR和可用度度AMTTR=∑ττi/NA=MTBF/(MTTR+MTBF)第12章章可靠性基基礎(chǔ)知識(shí)識(shí)12.3可靠靠性設(shè)計(jì)計(jì)、分析析12.3.1可可靠性性設(shè)計(jì)產(chǎn)品的可可靠性與與設(shè)計(jì)、、生產(chǎn)和和管理相相關(guān)可靠性設(shè)設(shè)計(jì)水平平與固有有可靠性性關(guān)系重重大?？煽啃孕栽O(shè)計(jì)計(jì)的主主要技技術(shù)：：規(guī)定定定性定定量的的可靠靠性要要求———可可靠性性指標(biāo)標(biāo)指標(biāo)體體系：：目標(biāo)標(biāo)、產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)質(zhì)量水水平、、考核核、驗(yàn)驗(yàn)證、、動(dòng)力力，MTBF、MTTF、MTTR、A、λ(t)、R(t)第12章可靠性性基礎(chǔ)礎(chǔ)知識(shí)識(shí)12.3.2可靠性性模型型產(chǎn)品系系統(tǒng)級(jí)級(jí)、分分系統(tǒng)統(tǒng)級(jí)、、部件件級(jí)的的可靠靠性模模型功能→→數(shù)學(xué)學(xué)方法：：定量的的可靠靠性分分析，，分配配、預(yù)預(yù)計(jì)、、評(píng)估估乘法模模型（（串聯(lián)聯(lián)）加法模模型（（并聯(lián)聯(lián)）第12章可靠性性基礎(chǔ)礎(chǔ)知識(shí)識(shí)第12章可靠性性基礎(chǔ)礎(chǔ)知識(shí)識(shí)第12章可靠性性基礎(chǔ)礎(chǔ)知識(shí)識(shí)12.3.3可靠性性分配配Rs(t)=f(R1,R2,····Rn)Rs*：：R1*,R2*,····Rn*把總的的可靠靠性定定量要要求分分配到到規(guī)定定的層層次，，使可可靠性性、性性能、、經(jīng)濟(jì)濟(jì)性達(dá)達(dá)到綜綜合平平衡。。λs=∑∑λi---λi=λs/n第12章可靠性性基礎(chǔ)礎(chǔ)知識(shí)識(shí)評(píng)分分分配法法：λi=CiλsCi———第i個(gè)個(gè)子系系統(tǒng)的的評(píng)分分系數(shù)數(shù)Ci=wi/wwi———第i個(gè)個(gè)子系系統(tǒng)的的評(píng)分分?jǐn)?shù)w———系統(tǒng)的的評(píng)分分?jǐn)?shù)第12章可靠性性基礎(chǔ)礎(chǔ)知識(shí)識(shí)12.3.4可靠性性預(yù)計(jì)計(jì)對(duì)產(chǎn)品品可靠靠性的的定量量估計(jì)計(jì)R1，R2，····RnRs串聯(lián)模模型：：Rs=R1*R2*····*Rn=∏∏Ri相似產(chǎn)產(chǎn)品可可靠性性數(shù)據(jù)據(jù)、結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)成、、特點(diǎn)點(diǎn)、環(huán)環(huán)境第12章可靠性性基礎(chǔ)礎(chǔ)知識(shí)識(shí)12.3.5可靠性性設(shè)計(jì)計(jì)準(zhǔn)則則原有的的工程程經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)總結(jié)結(jié)：條條理化化、系系統(tǒng)化化、標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化化、科科學(xué)化化。產(chǎn)品類型、、重要程度度及要求、、特點(diǎn)，類類似產(chǎn)品經(jīng)經(jīng)驗(yàn)，已有有的標(biāo)準(zhǔn)、、規(guī)范，概概率設(shè)計(jì)方方法第12章可靠性基礎(chǔ)礎(chǔ)知識(shí)耐環(huán)境設(shè)計(jì)計(jì)產(chǎn)品使用環(huán)環(huán)境的影響響：振動(dòng)、、沖擊、噪噪音、防潮潮、防腐、、熱設(shè)計(jì)。。電子元器件件的選用與與控制（數(shù)數(shù)據(jù)）電子元器件件可靠性設(shè)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。。電磁兼容性性設(shè)計(jì)降額設(shè)計(jì)和和熱設(shè)計(jì)第12章可靠性基礎(chǔ)礎(chǔ)知識(shí)12.4可可靠性性分析12.4.1故障障模式影響響及危害性性分析（FMECA）可靠性———故障，減減少故障→→危害、安安全性→可可靠性影響響故障模式→→產(chǎn)品功能能影響→單單點(diǎn)故障。。影響的嚴(yán)重重程度（嚴(yán)嚴(yán)酷度）＋＋發(fā)生概率率→危害提提出可能的的預(yù)防第12章可靠性基礎(chǔ)礎(chǔ)知識(shí)FMECA實(shí)施步驟危害性矩陣陣圖危害性———以線段長(zhǎng)長(zhǎng)段評(píng)定FMECA用途①確確定關(guān)鍵件件和重要件件②單單點(diǎn)故障和和薄弱環(huán)節(jié)節(jié)③為為維維修修性性、、測(cè)測(cè)試試性性、、安安全全性性、、保保障障性性、、試試驗(yàn)驗(yàn)提提出出信信息息第12章章可靠靠性性基基礎(chǔ)礎(chǔ)知知識(shí)識(shí)第12章章可靠靠性性基基礎(chǔ)礎(chǔ)知知識(shí)識(shí)FMECA的工工作作效效果果因因素素①分分析析者者的的水水平平②可可利利用用的的信信息息③分分析析的的時(shí)時(shí)機(jī)機(jī)，，設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)過過程程第12章章可靠靠性性基基礎(chǔ)礎(chǔ)知知識(shí)識(shí)12.4.2維維修修性性設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)產(chǎn)品品的的維維修修性性是是設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)出出來來的的。。維修修性性定定性性設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)主主要要有有：：簡(jiǎn)簡(jiǎn)化化設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)、、可可達(dá)達(dá)性性設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)、、標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)化化互互換換性性與與模模塊塊化化設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)、、防防差差錯(cuò)錯(cuò)及及識(shí)識(shí)別別標(biāo)標(biāo)志志設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)、、維維修修安安全全設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)、、故故障障檢檢測(cè)測(cè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)、、維維修修中中人人素素工工程程設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)等等。。第12章可靠性基礎(chǔ)知知識(shí)(1)簡(jiǎn)化設(shè)設(shè)計(jì)：盡可能能采用最簡(jiǎn)單單的結(jié)構(gòu)和外外形,以降降低對(duì)使用用和維修人員員的技能要求求。(2)可達(dá)性設(shè)計(jì)：：是當(dāng)產(chǎn)品發(fā)發(fā)生故障進(jìn)行行維修時(shí),容容易接近需需維修部位的的設(shè)計(jì)。(3)標(biāo)準(zhǔn)化、互換換性與模塊化化設(shè)計(jì)。(4)防差錯(cuò)及識(shí)識(shí)別標(biāo)志設(shè)設(shè)計(jì)。(5)維修安全性性設(shè)計(jì)。(6)故障檢測(cè)設(shè)設(shè)計(jì)。(7)維修中的人人素工程設(shè)設(shè)計(jì)。第12章可靠性基礎(chǔ)礎(chǔ)知識(shí)12.5可可靠性試試驗(yàn)作用：調(diào)查查、分析和和評(píng)價(jià)的手手段目的：①定定量要求，，合格與否否②保證可靠靠性，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)可靠性增增長(zhǎng)分類：地點(diǎn)——實(shí)實(shí)驗(yàn)室、現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)?zāi)康摹すこ淘囼?yàn)、、統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)驗(yàn)應(yīng)力篩選、、鑒定可靠性增長(zhǎng)長(zhǎng)、驗(yàn)收第12章可靠性基礎(chǔ)礎(chǔ)知識(shí)12.5.1環(huán)境應(yīng)力篩篩選低于極限的的環(huán)境應(yīng)力力，模擬真真實(shí)條件。。剔除早期故故障，100%篩選12.5.2可靠性增長(zhǎng)長(zhǎng)暴露產(chǎn)品薄薄弱環(huán)節(jié)，，改進(jìn)薄弱弱環(huán)節(jié)，提提高可靠性性Rs=R1*R2*···*Rn=∏RiRs≤Min(Ri)第12章可靠性基礎(chǔ)礎(chǔ)知識(shí)12.5.3可靠性測(cè)定定試驗(yàn)測(cè)定產(chǎn)品的的R定時(shí)、定數(shù)數(shù)截尾MTBF→指數(shù)分布布為前提假假設(shè)12.5.4可靠靠性鑒定試試驗(yàn)開發(fā)產(chǎn)品的的R——規(guī)定R要求的驗(yàn)證證。具有代表性性的產(chǎn)品，，規(guī)定的條條件，定型型依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，，企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)第12章可靠性基礎(chǔ)礎(chǔ)知識(shí)12.5.5驗(yàn)收試驗(yàn)交付使用產(chǎn)產(chǎn)品的可靠靠性試驗(yàn)→→驗(yàn)收統(tǒng)計(jì)計(jì)試驗(yàn)。序貫、定時(shí)時(shí)