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文檔簡介

本資料來源第12章

可靠性基礎(chǔ)知識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、制造、使用密切相關(guān)(全壽命)。各個階段對可靠性的影響大?。涸O(shè)計40~50%制造20~30%固有可靠性使用20~30%使用可靠性實際過程中表現(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12.1.2故障及其分類條件、時間容易理解,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——機理

第12章

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

計——獨立和從屬規(guī)

律——早期、偶然和耗損第12章

可靠性基礎(chǔ)知識12.1.3維修性定義:產(chǎn)品在規(guī)定條件下、時間內(nèi),按規(guī)定的程序和方法進行維修時,保持或恢復(fù)其規(guī)定狀態(tài)的能力。條件:機構(gòu)和場所,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)計賦予的固有特性。第12章

可靠性基礎(chǔ)知識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。可靠性、維修性、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)定時刻或時間區(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——容易評價

專門特性——可用性、難于直觀判斷

安全性——難于直觀判斷經(jīng)濟性——容易判別、比較

時間性——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12.1.6可靠性發(fā)展歷史

二戰(zhàn):雷達

軍事→電子→機械→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→計算機

統(tǒng)計試驗→工程試驗、篩選、強化.

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、測不到。但可以統(tǒng)計、評估。第12章

可靠性基礎(chǔ)知識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)知識第12章可靠性基礎(chǔ)知知識可靠度函數(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間,,隨機變量。。t——規(guī)定時間間設(shè)有No個產(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)知知識第12章可靠性基礎(chǔ)知知識故障概率密度度函數(shù)某種產(chǎn)品,試試驗可得直方方圖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、非減對稱性1-F(t)1-R(t)第12章可靠性基礎(chǔ)知知識12.2.2故障率與與浴盆曲線故障率函數(shù)((失效率)某時刻尚未發(fā)發(fā)生故障的產(chǎn)產(chǎn)品,在該時時刻后單位時時間內(nèi)發(fā)生故故障的概率———故障率((風(fēng)險函數(shù)))λ(t)=λ0————指數(shù)分分布第12章可靠性性基礎(chǔ)礎(chǔ)知識識浴盆曲曲線第12章可靠性性基礎(chǔ)礎(chǔ)知識識①早期期故障障階段段機械::跑合合期((磨合合期))、設(shè)設(shè)計缺缺陷、、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、負負荷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)知識識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)知識識12.2.3平平均均故障障前時時間與與平均均故障障間隔隔時間間平均故故障前前時間間(MTTF)MTTF=∑∑ti/N每每個個產(chǎn)品品的壽壽命平均故故障間間隔時時間((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)。基本修修復(fù)和和完全全修復(fù)復(fù)第12章可靠性性基礎(chǔ)礎(chǔ)知識識產(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報廢廢的的總總工工作作時時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)時時間間→→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)知知識識平均修復(fù)復(fù)時間MTTR和可用度度AMTTR=∑ττi/NA=MTBF/(MTTR+MTBF)第12章章可靠性基基礎(chǔ)知識識12.3可靠靠性設(shè)計計、分析析12.3.1可可靠性性設(shè)計產(chǎn)品的可可靠性與與設(shè)計、、生產(chǎn)和和管理相相關(guān)可靠性設(shè)設(shè)計水平平與固有有可靠性性關(guān)系重重大??煽啃孕栽O(shè)計計的主主要技技術(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、驗驗證、、動力力,MTBF、MTTF、MTTR、A、λ(t)、R(t)第12章可靠性性基礎(chǔ)礎(chǔ)知識識12.3.2可靠性性模型型產(chǎn)品系系統(tǒng)級級、分分系統(tǒng)統(tǒng)級、、部件件級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、、評估估乘法模模型((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)知識識第12章可靠性性基礎(chǔ)礎(chǔ)知識識第12章可靠性性基礎(chǔ)礎(chǔ)知識識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)濟濟性達達到綜綜合平平衡。。λs=∑∑λi---λi=λs/n第12章可靠性性基礎(chǔ)礎(chǔ)知識識評分分分配法法:λi=CiλsCi———第i個個子系系統(tǒng)的的評分分系數(shù)數(shù)Ci=wi/wwi———第i個個子系系統(tǒng)的的評分分數(shù)w———系統(tǒng)的的評分分數(shù)第12章可靠性性基礎(chǔ)礎(chǔ)知識識12.3.4可靠性性預(yù)計計對產(chǎn)品品可靠靠性的的定量量估計計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、、特點點、環(huán)環(huán)境第12章可靠性性基礎(chǔ)礎(chǔ)知識識12.3.5可靠性性設(shè)計計準(zhǔn)則則原有的的工程程經(jīng)驗驗總結(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,類類似產(chǎn)品經(jīng)經(jīng)驗,已有有的標(biāo)準(zhǔn)、、規(guī)范,概概率設(shè)計方方法第12章可靠性基礎(chǔ)礎(chǔ)知識耐環(huán)境設(shè)計計產(chǎn)品使用環(huán)環(huán)境的影響響:振動、、沖擊、噪噪音、防潮潮、防腐、、熱設(shè)計。。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)計數(shù)據(jù)。。電磁兼容性性設(shè)計降額設(shè)計和和熱設(shè)計第12章可靠性基礎(chǔ)礎(chǔ)知識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FMECA實施步驟危害性矩陣陣圖危害性———以線段長長段評定FMECA用途①確確定關(guān)鍵件件和重要件件②單單點故障和和薄弱環(huán)節(jié)節(jié)③為為維維修修性性、、測測試試性性、、安安全全性性、、保保障障性性、、試試驗驗提提出出信信息息第12章章可靠靠性性基基礎(chǔ)礎(chǔ)知知識識第12章章可靠靠性性基基礎(chǔ)礎(chǔ)知知識識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分分析析的的時時機機,,設(shè)設(shè)計計過過程程第12章章可靠靠性性基基礎(chǔ)礎(chǔ)知知識識12.4.2維維修修性性設(shè)設(shè)計計產(chǎn)品品的的維維修修性性是是設(shè)設(shè)計計出出來來的的。。維修修性性定定性性設(shè)設(shè)計計主主要要有有::簡簡化化設(shè)設(shè)計計、、可可達達性性設(shè)設(shè)計計、、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)計計、、防防差差錯錯及及識識別別標(biāo)標(biāo)志志設(shè)設(shè)計計、、維維修修安安全全設(shè)設(shè)計計、、故故障障檢檢測測設(shè)設(shè)計計、、維維修修中中人人素素工工程程設(shè)設(shè)計計等等。。第12章可靠性基礎(chǔ)知知識(1)簡化設(shè)設(shè)計:盡可能能采用最簡單單的結(jié)構(gòu)和外外形,以降降低對使用用和維修人員員的技能要求求。(2)可達性設(shè)計::是當(dāng)產(chǎn)品發(fā)發(fā)生故障進行行維修時,容容易接近需需維修部位的的設(shè)計。(3)標(biāo)準(zhǔn)化、互換換性與模塊化化設(shè)計。(4)防差錯及識識別標(biāo)志設(shè)設(shè)計。(5)維修安全性性設(shè)計。(6)故障檢測設(shè)設(shè)計。(7)維修中的人人素工程設(shè)設(shè)計。第12章可靠性基礎(chǔ)礎(chǔ)知識12.5可可靠性試試驗作用:調(diào)查查、分析和和評價的手手段目的:①定定量要求,,合格與否否②保證可靠靠性,實現(xiàn)現(xiàn)可靠性增增長分類:地點——實實驗室、現(xiàn)現(xiàn)場試驗?zāi)康摹すこ淘囼?、、統(tǒng)計試驗驗應(yīng)力篩選、、鑒定可靠性增長長、驗收第12章可靠性基礎(chǔ)礎(chǔ)知識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,模擬真真實條件。。剔除早期故故障,100%篩選12.5.2可靠性增長長暴露產(chǎn)品薄薄弱環(huán)節(jié),,改進薄弱弱環(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12.5.3可靠性測定定試驗測定產(chǎn)品的的R定時、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開發(fā)產(chǎn)品的的R——規(guī)定R要求的驗證證。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12.5.5驗收試驗交付使用產(chǎn)產(chǎn)品的可靠靠性試驗→→驗收統(tǒng)計計試驗。序貫、定時時

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