第七章可靠性技術(黃怡質量管理)

EnterpriseEditionSeminar第七章可靠性技術美國1957年發(fā)射的“先鋒號”衛(wèi)星，由于一個價值2美元的器件出現(xiàn)故障，造成價值220萬美元的損失；1986年1月28日，美國航天飛機“挑戰(zhàn)者號”起飛76秒后爆炸，7名宇航員喪生，直接損失達12億美元，使美國的民族精神受到嚴重創(chuàng)傷，這次事故的直接原因就是因為一個密封圈不密封引起的。

可靠性的概念最早來源于航空領域。第二次大戰(zhàn)期間，許多復雜系統(tǒng)，如航空電子設備、通信系統(tǒng)以及武器系統(tǒng)，暴露出低下的可靠性水平。伊拉克戰(zhàn)爭中部署在科威特的“愛國者”導彈擊落了英國的“狂風”戰(zhàn)斗機；F-16攻擊“愛國者”導彈陣地；英軍“挑戰(zhàn)者”坦克互射；美軍A-10襲擊英軍裝甲車等。據(jù)初步分析，造成這些誤擊事件的主要原因可能包括：

技術原因在超視距作戰(zhàn)和"非接觸戰(zhàn)爭"中，敵我識別工作完全依靠技術設備予以完成。在復雜、多變的現(xiàn)代戰(zhàn)場環(huán)境下，現(xiàn)有的敵我識別技術還不十分可靠。在分析"愛國者"誤擊"狂風"戰(zhàn)斗機的原因時，有很多專家懷疑是"愛國者"的目標識別系統(tǒng)發(fā)生了故障。沒有將飛行速度有很大差別的"飛毛腿"導彈與"狂風"戰(zhàn)斗機區(qū)別開。內(nèi)容可靠性的背景知識產(chǎn)品可靠性的度量產(chǎn)品可靠性要求管理可靠性工作流程管理可靠性工程技術概要介紹可靠性的背景知識可靠性是什么？可靠性工程的開展狀況為什么要開展可靠性工作？可靠性工作的效益分析哪些因素可能導致產(chǎn)品的故障？產(chǎn)品的故障設計69％制造10％管理13％其它7％造成產(chǎn)品故障的因素分布來自于美國RAC的可靠性數(shù)據(jù)庫元器件故障不再是造成產(chǎn)品故障的主要原因可靠性是什么？可靠性的定義

產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力?？煽啃匀亍耙?guī)定條件”：是指產(chǎn)品工作時所處的全部環(huán)境條件和工作條件，其中包括自然因素、機械負載、輻射、使用因素、維護條件等?！耙?guī)定時間”：是指規(guī)定的工作時間，即產(chǎn)品可以完成規(guī)定功能的工作時間內(nèi)所預定的壽命?！耙?guī)定功能”：是指產(chǎn)品規(guī)格書中給出的正常工作的性能指標。對于汽車來說…規(guī)定的條件公路條件氣候條件行使速度規(guī)定的時間行駛里程行駛時間日歷時間規(guī)定的功能不發(fā)生安全性事件－致命的能夠正常行駛－嚴重的不降低功能一般的不會引起維修－輕微的對于顯示器來說…規(guī)定的條件環(huán)境條件供電條件工作條件開機時間比待機時間比關機時間比規(guī)定的時間工作時間開關次數(shù)日歷時間規(guī)定的功能不發(fā)生安全性事件－致命的能夠正常使用－嚴重的不降低功能一般的

可靠性工程發(fā)展世界可靠性工程發(fā)展：1940s年，起源于美國重點在于電子管和真空管的可靠性研究成立AGREE，電子設備可靠性顧問委員會1950s年，推廣發(fā)展美國制定了一系列軍用可靠性標準AGREE在1957年發(fā)表的《軍用電子設備的可靠性》報告成為后來全世界可靠性工作的指南前蘇聯(lián)、日本、英國等國家開始介入可靠性研究可靠性由電子設備拓展到電力、機械、動力等方面（續(xù)前）1960s，可靠性工程的系統(tǒng)化阿波羅項目全面采用的可靠性工程技術，極大地推動了可靠性技術在全世界的推廣可靠性工程已經(jīng)成為系統(tǒng)工程的一部分，日益系統(tǒng)化可靠性統(tǒng)計試驗逐步完善1970s，進入可靠性保證階段可靠性管理的作用突出顯現(xiàn)，美國將可靠性管理作為質量管理的核心日本全面引進可靠性技術，推行全面質量管理，取得巨大效益（續(xù)前）1980s，可靠性體系完善美國建立了完備的可靠性標準體系，如可靠性通用大綱、可靠性預計、FMEA等可靠性工作項目不斷豐富，例如電路容差設計、潛在電路分析、隨機有限元分析等波音公司建立了完備的故障信息閉環(huán)管理體系1990s年，可靠性工程深度拓展ISO9000將可靠性列入研制過程的必要工作項目民用產(chǎn)品全面建立可靠性要求體系機械、結構、機構的可靠性分析方法成熟誕生了大量可靠性軟件工具中國可靠性的發(fā)展歷程1960s年，可靠性引入到中國1970s年，可靠性引進和研究階段誕生了大量可靠性標準翻譯了一些可靠性書籍產(chǎn)生了一些可靠性報告（續(xù)前）1980s年，可靠性工程的應用1985年，誕生了中國質量與可靠性信息中心1986年，在高校中誕生了可靠性的專門學科1988年，GJB450-88《武器裝備可靠性通用大綱》推行，成為軍工和民用產(chǎn)品的可靠性工作標準大量研究課題取得突破性進展運七飛機成功地運用可靠性技術，極大地提高了可靠性教8飛機從方案階段起，全過程推行可靠性工程技術電視機、汽車等民用產(chǎn)品開始采用可靠性技術，提高產(chǎn)品的壽命和可靠性（續(xù)前）1990s年，中國航空航天可靠性技術成熟，全面推廣可靠性技術的應用華為、中興、大唐等通訊行業(yè)企業(yè)陸續(xù)開始推行可靠性技術出口產(chǎn)品的可靠性工作極大地推動了可靠性工程技術的應用一些外資企業(yè)在中國建立的研發(fā)和生產(chǎn)機構可靠性應用技術普及，間接地推動了我國可靠性技術的普及汽車行業(yè)推出QS9000，強制采用可靠性工程控制電力系統(tǒng)可靠性工程框架逐步建立船舶行業(yè)可靠性工程工作陸續(xù)開展現(xiàn)在可靠性工作成為產(chǎn)品質量的核心可靠性技術需求迫切可靠性工作能帶來什么好處？改善產(chǎn)品的可靠性水平，提高市場競爭能力提高產(chǎn)品的任務成功率提高系統(tǒng)的安全性，減少法律糾紛降低產(chǎn)品全壽命周期費用保持產(chǎn)品的型號/批次的性能穩(wěn)定性可靠性工作的效益分析(費效比)可靠性工作的效益分析（效能）系統(tǒng)效能就是系統(tǒng)在規(guī)定的條件下滿足給定定量特征和服務要求的能力。它是系統(tǒng)可用性、可信性及固有能力的綜合反映，一般可以表示為：E=A·D·C

式中：E—系統(tǒng)效能（Effectiveness）A—可用性（Availability）D—可信性（Dependability）C—固有能力（Capability）可靠性工作的效益分析（費用）系統(tǒng)的壽命周期費用（LifeCycleCosts，以下簡稱LCC），是指在系統(tǒng)的整個壽命周期內(nèi)，為獲取并維持系統(tǒng)的運營（包括處置）所花費的總費用。系統(tǒng)壽命周期費用構成示意圖可靠性工作的效益分析（費效比）可靠性工作需要增加費用投入需要專門的人力投入采用更好的設備和零件需要軟件和硬件的支持可靠性試驗需要資金支持可靠性工作能夠減少的費用支出故障導致的直接和間接損失維修、維護費用保障費用，如備件供應等關鍵在于：如何進行權衡現(xiàn)代設計思想的轉變性能向效能的延伸采購費用向壽命周期費用的延伸權衡對象的延伸可靠性的分類1.固有可靠性與使用可靠性

可靠性可分為固有可靠性和使用可靠性固有可靠性：是產(chǎn)品在設計和制造過程中賦予的，是產(chǎn)品的一種固有特性，是產(chǎn)品開發(fā)者可以控制的。使用可靠性：是產(chǎn)品在使用過程中表現(xiàn)出的一種性能保持能力的特性，它與產(chǎn)品的固有可靠性，及安裝、操作和維修保障有關。固有可靠性可以理解為產(chǎn)品設計者根據(jù)已知的產(chǎn)品的基本特性，設定其在正常工作條件下應具備的保持完成規(guī)定功能的能力，在制造過程中這種能力被完整賦予到產(chǎn)品身上，因此是產(chǎn)品的一種固有特性。使用可靠性強調(diào)的是產(chǎn)品在使用過程中使用者使用和維護產(chǎn)品以及使用環(huán)境對固有可靠性的影響。產(chǎn)品固有可靠性的優(yōu)劣通常決定著使用可靠性的高低，同時，使用可靠性還與操作使用、維修保障以及使用環(huán)境有關。2.基本可靠性與任務可靠性

可靠性還可分為基本可靠性和任務可靠性

基本可靠性：產(chǎn)品在規(guī)定條件下無故障的持繼時間或概率，它反映產(chǎn)品對維修人力的要求。要統(tǒng)計產(chǎn)品的所有故障。任務可靠性：是產(chǎn)品在規(guī)定的任務剖面內(nèi)完成功能的能力。只考慮任務期間影響任務完成的故障?；究煽啃孕璺治鼋y(tǒng)計（系統(tǒng)所有器件）的故障模式，任一故障模式都有可能發(fā)生，都直接影響著產(chǎn)品的基本可靠性，其中所有可維修的故障決定著對維修人力的合理安排。任務剖面是指產(chǎn)品在完成特定任務這段時間內(nèi)所經(jīng)歷的事件和環(huán)境的時序描述。任務剖面內(nèi)并非所有故障都會發(fā)生，也并非都是致命故障，所有影響任務完成的故障都決定著產(chǎn)品的任務可靠性。

故障（失效）及其分類1、故障的定義：在規(guī)定條件下，產(chǎn)品或產(chǎn)品的一部分不能或將不能完成規(guī)定功能的事件或狀態(tài)稱為故障。故障：終止即喪失完成規(guī)定的功能。2、故障模式：即故障的表現(xiàn)形式。如三極管的短路或開路、燈絲的燒斷等。3、故障機理：引起故障的物理、化學變化等內(nèi)在原因。

可靠性的基本概念及常用度量——維修性a.維修性定義維修性的定義：產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定時間內(nèi)，按規(guī)定的程序和方法，保持和恢復執(zhí)行規(guī)定狀態(tài)的能力。維修含義包括維護和修理兩個方面：1）維護：也稱預防性維修，是根據(jù)產(chǎn)品功能隨時間的衰減特性以及對已掌握的故障規(guī)律采取的預防性措施，以延長產(chǎn)品壽命的過程。2）修理是產(chǎn)品發(fā)生故障后，使其盡可能恢復故障前的狀態(tài)。維修性概念不能等同于維修活動，前者是在產(chǎn)品設計中賦予產(chǎn)品可接受維修并便于維修的能力，是產(chǎn)品本身所具備的固有屬性。后者是針對可維修產(chǎn)品具備的維修特性必要時所采取的活動。b.維修性的性質維修性是產(chǎn)品質量的一種特性,即由產(chǎn)品設計賦予其維修簡便、迅速和經(jīng)濟的固有特性。產(chǎn)品可靠性與維修性密切相關，都是產(chǎn)品的重要設計特性。在產(chǎn)品的論證階段就應對可靠性和維修性提出要求，并通過設計、分析、試驗、評定等活動將要求落實到產(chǎn)品的設計中，使要求在產(chǎn)品生產(chǎn)、使用和維護階段的全壽命過程得到充分體現(xiàn)。可靠性的基本概念及常用度量——保障性保障性：系統(tǒng)（裝備）的設計特性和計劃的保障資源滿足平時和戰(zhàn)時使用要求的能力。軍事裝備要保證今后15年的應戰(zhàn)需要。因此，裝備的設計要保證裝備便于貯存、裝卸、操作、檢測、維修、運輸以及消耗品的補給等。保障性同樣適用于民用產(chǎn)品，表現(xiàn)為產(chǎn)品設計使產(chǎn)品裝卸和操作簡便、維修及時、備件充足、消耗品有供應等。保障性是裝備系統(tǒng)的固有屬性。裝備具備可保障和能保障的特性才是完整保障性的裝備。保障性與可靠性和維修性、保障的設計特性、計劃的保障資源緊密相關?？煽啃缘幕靖拍罴俺Ｓ枚攘俊浖煽啃韵到y(tǒng)（或產(chǎn)品）可靠性通常包括：硬件可靠性和軟件可靠性。

國際電工委員會發(fā)布的軟件可靠性標準

IEC60300-3-6《軟件可靠性應用指南》

IEC61713《軟件生存期的軟件可信性應用指南》可靠性的基本概念及常用度量——可用性可用性的定義：可用性是在要求的外部資源得到保證的前提下，產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時刻或時間區(qū)間內(nèi)處于可執(zhí)行規(guī)定功能狀態(tài)的能力?？捎眯约础耙脮r就可用”?？捎眯允强煽啃?、維修性和維修保障的綜合反映?？煽啃酝ㄟ^延長產(chǎn)品的工作時間提高產(chǎn)品可用性。維修性通過縮短產(chǎn)品的停機時間提高產(chǎn)品可用性。在任意時刻使用產(chǎn)品時，該產(chǎn)品在此時刻所表現(xiàn)的可用的能力，既是可用性，它反映了可靠性、維修性和維修保障的綜合成績或效果。可用性分為固有可用性和使用可用性。固有可用性不受外部資源的影響；使用可用性受外部資源的影響?？煽啃缘幕靖拍罴俺Ｓ枚攘俊尚判钥尚判砸话阒挥糜诜嵌康目傮w描述，其定性和定量要求是通過可用性、可靠性、維修性及維修保障的定性和定量要求來表達的。

可信性是一個集體合術語，用來表示可用性及其影響因素：可靠性、維修性及維修保障?？尚判栽谟谙蝾櫩吞峁┬湃?，是質量保證的重要內(nèi)涵?？煽慷群瘮?shù)累計故障(失效)分布函數(shù)可靠度：產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)完成規(guī)定功能的概率?？煽慷仁强煽啃缘亩攘恐笜?，是隨時間變化的函數(shù)，用R(t)來表示?？煽慷群瘮?shù)的表達式：R（t）=P（T＞t）T是產(chǎn)品發(fā)生故障（失效）時間，當產(chǎn)品失效時，T也稱壽命。t為規(guī)定的時間。

R(t)t可靠度函數(shù)隨時間遞減的函數(shù)[例1]

有1000只電子管。開始工作至500小時內(nèi)有100只失效；工作至1000上時時共計有500只失效，求500小時和1000小時的可靠度。[解]已知N0=1000只

r（500）=100只

r（1000）=500只則：

R(500)=(1000－100)/1000=0.9=90%

R(1000)=(1000－500)/1000=0.5=50%

累計故障（失效）分布函數(shù)是故障的度量指標，也是隨時間變化的函數(shù)，通常用F（t）表示。累計故障（失效）分布函數(shù)數(shù)學表示為：

F（t）=P（T≤t）累計故障（失效）分布函數(shù)t隨時間遞增的函數(shù)F(t)不可靠度假定產(chǎn)品要么處于正常工作狀態(tài)，要么處于故障狀態(tài)，可靠性與故障可以表述為兩個對立的事件?？煽慷群瘮?shù)與累計故障分布函數(shù)的關系為：

R（t）+F（t）=1

由于F(t)=1-R(t),因此，累積故障分布函數(shù)通常也成為不可靠度。[例2]某電子元器件110個，在同樣條件下進行試驗，試驗的結果如下，求R(t)、F(t)。[解]i失效時間范圍h失效數(shù)累計數(shù)r(t)仍在工作數(shù)Ns(t)R（t）F（t）

10001101020~400661040.9450.0553400~8002834760.6910.3094800~12003771390.3550.64551200~16002394160.1450.85561600~2000910370.0640.93672000~2400510820.0180.98282400~2800110910.0090.99192800~32001110001分析：（1）從概率的意義和上面的例題可知，F(xiàn)（t）與R（t）的取值范圍是：[0，1]

R（0）=1R（∞）=0；

F（0）=0，F(xiàn)（∞）=1。（2）單調(diào)性：R（t）↘非增函數(shù)

F（t）↗非減函數(shù)（3）對偶性：R（t）=1－F（t）

F（t）=1－R（t）（4）交點：F（t）=R（t）=0.5故障概率密度函數(shù)f（t）是累積故障分布函數(shù)的導數(shù)，它表示在t時刻后一個單位時間內(nèi)產(chǎn)品發(fā)生故障的概率。f(t)F(t)R(t)ttF(t)、R(t)和f(t)三者的關系根據(jù)教材所給故障實驗統(tǒng)計數(shù)據(jù)（對數(shù)正態(tài)分布）一個由若干組成部分構成的復雜產(chǎn)品，不論組成部分的故障是什么分布，只要在故障后即予維修，且修后如新，則產(chǎn)品的故障分布就近似指數(shù)分布。指數(shù)分布因其簡單得到廣泛而有時不恰當?shù)膽?，常見的分布形式還有威爾布分布、對數(shù)正態(tài)分布等。服從指數(shù)分布的密度函數(shù)f(x)為：f(t)服從指數(shù)分布下的分布函數(shù)

當故障率f(t)服從指數(shù)分布時：

t指數(shù)分布的概率密度函數(shù)f(t)0λ

可靠度：N0為產(chǎn)品總數(shù)，r(t)為工作到t時刻產(chǎn)品發(fā)生的故障數(shù)?？煽慷扔嬎闶纠豪涸Ot=0時，投入工作的10000只燈泡，當t=365天時，發(fā)現(xiàn)有300只燈泡壞了，求一年時的工作可靠度。參考答案：R（年）=0.97

F(t)=1-0.97=0.03可靠性的基本概念及常用度量——可靠度（二）故障（失效）率產(chǎn)品工作到某時刻尚未發(fā)生故障，在該時刻后一個單位時間發(fā)生故障的概率，稱為產(chǎn)品故障（失效）率（或瞬時故障率）。產(chǎn)品故障率一般用λ(t)表示。

Δr(t)—t時刻后，Δt時間內(nèi)發(fā)生故障的產(chǎn)品數(shù)

Δt—所取時間間隔NS(t)—在t時刻沒有發(fā)生故障的產(chǎn)品數(shù)可靠性的基本概念及常用度量——故障（失效）率之間的相互關系設在規(guī)定的t時間內(nèi)發(fā)生故障的產(chǎn)品數(shù)為，未發(fā)生故障的產(chǎn)品數(shù)為，產(chǎn)品總數(shù)為，則有：當Δt趨近于0時：低故障的元器件常以10-9/h為故障率的單位，稱之為菲特（Fit）

如果產(chǎn)品服從指數(shù)分布，故障率為常數(shù)λ，此時可靠度為R(t)=e-λt。故障率計算示例：例1：上題若一年后第一天又有一只燈泡壞了，求此時的故障率。

Δt=1(天)，Δr(t)=1(只)，Ns(t)=10000-300=9700(只)參考答案：λ（t）=0.000103/天指數(shù)分布：注意：若給出指數(shù)分布概率密度函數(shù)的圖形，λ是當t=0時，f(t)的取值[例3]

100個不可修產(chǎn)品進行試驗，在500小時3個壞掉了，到600小時時，又有2個壞掉了，求λ(t)在500小時這個時刻的故障率。[解]t=500小時△t=600–500=100小時△r（t）=2

N0=100Ns（t）=100–3=97三、平均失效（故障）前時間MTTF設N0個不可修復的產(chǎn)品在同樣條件下進行試驗，測得其全部失效時間為t1，t2……tNO，其平均失效前時間為：對于不可修復的產(chǎn)品，失效時間即產(chǎn)品的壽命，因此，MTTF即為平均壽命。當產(chǎn)品服從指數(shù)分布時：平均失效前時間計算示例例：設有5個不可修復產(chǎn)品進行壽命試驗，它們發(fā)生失效的時間分別是1000h、1500h、2000h、2200h、2300h，問該產(chǎn)品的MTTF的觀測值？若已知該產(chǎn)品服從指數(shù)分布，則其故障率是多少？在平均壽命內(nèi)的可靠度是多少？參考答案：MTTF=1800h;λ(t)=0.00056/h;R(t)=e-1

四、平均故障間隔時間MTBF一個可修復產(chǎn)品在使用中發(fā)生了N0次故障，每次故障修復后，又重新投入使用，測得其每次故障前工作持續(xù)時間為t1，t2……tNo，其平均故障間隔時間MTBF為：

T為產(chǎn)品總工作時間。對于完全修復產(chǎn)品，因修復后產(chǎn)品如新，一批產(chǎn)品發(fā)生了N0次故障，相當于N0個新產(chǎn)品工作到首次故障，因此：當產(chǎn)品的壽命服從指數(shù)分布時：MTBF=MTTF=1/λ平均故障間隔時間MTBF計算示例：例：設有一個電子產(chǎn)品累計共工作10萬小時，共發(fā)生故障50次，問該產(chǎn)品的MTBF的觀測值？如果該批產(chǎn)品服從指數(shù)分布，問其故障率是多少？MTBF內(nèi)的可靠度是多少？參考答案：MTBF=2000h；λ(t)=0.0005/h;R(t)=e-1

五、貯存壽命貯存壽命的概念：產(chǎn)品在規(guī)定條件下貯存時，仍能滿足規(guī)定質量要求的時間長度，稱為貯存壽命。

貯存壽命是產(chǎn)品貯存可靠性的一種度量。

產(chǎn)品在規(guī)定條件下貯存，仍存在偶然故障，但其故障率比在工作條件下的故障率要小得多。六、平均修復時間MTTR平均修復時間MTTR的概念：平均修復時間是在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，產(chǎn)品在任一規(guī)定的維修級別上，修復性維修總時間與在該級別上被修復產(chǎn)品的故障總數(shù)之比。平均修復時間MTTR是維修性的度量指標。T是修復總時間，n是修復次數(shù)?？煽啃缘幕靖拍罴俺Ｓ枚攘俊∨枨€產(chǎn)品典型的故障率曲線λ(t)使用壽命規(guī)定的故障率維護后故障率下降偶然故障期t耗損故障期早期故障期AB1、早期故障降至最低，產(chǎn)品耗損期到來之前，是產(chǎn)品的主要使用期。2、故障率基本平穩(wěn)，可近似看作一個常數(shù)。3、由偶然因素引起的。4、可以通過統(tǒng)計方法來預測。1、產(chǎn)品使用很長時間以后。2、故障迅速上升，直至極度。3、主要由老化，廢勞、磨損、腐蝕引起。4、可通過試驗數(shù)據(jù)分析確定耗損起始點，并通過預防維修延長產(chǎn)品的壽命。產(chǎn)品的使用壽命與產(chǎn)品規(guī)定條件和規(guī)定的可接受故障有關。規(guī)定的允許故障率越高，產(chǎn)品使用壽命越長，反之壽命越短。1、產(chǎn)品使用初期，故障容易暴露出來。2、故障率較高，且呈迅速下降趨勢。3、由設計和制造缺陷引起。如設計不當、材料缺陷、加工缺陷、安裝調(diào)整不當?shù)取?、可以通過加強質量管理及采取環(huán)境應力篩選加以減少。高質量電子產(chǎn)品其故障率曲線在其壽命內(nèi)基本是一條平穩(wěn)的直線。質量低劣產(chǎn)品要么存在大量早期故障要么很快進入耗損故障階段。故障的分類：

（1）按故障的規(guī)律分：偶然故障：耗損故障：（2）按故障引起的后果分：致命性故障：非致命性故障：（3）按故障的統(tǒng)計特性分：獨立故障：從屬故障：產(chǎn)品可靠性的度量可靠性的度量參數(shù)可靠性參數(shù)的分類基本可靠性任務可靠性任務剖面和故障判據(jù)其它可靠性參數(shù)產(chǎn)品的可靠性與壽命可靠性參數(shù)體系通用可靠性參數(shù)可靠度

R(t)可用度A(t)故障率λ平均故障間隔時間（MTBF）平均首次故障時間（MTTF）可靠性參數(shù)的分類可靠性參數(shù)可靠性參數(shù)用于定量地描述產(chǎn)品的可靠性水平和故障強度?；究煽啃援a(chǎn)品在規(guī)定條件下，無故障的持續(xù)時間或概率維修人力費用后勤保障資源任務可靠性在規(guī)定的任務剖面中完成規(guī)定功能的能力任務剖面規(guī)定功能和故障判據(jù)規(guī)定功能和故障判據(jù)故障判據(jù)：判別是否發(fā)生故障的依據(jù)故障判據(jù)應該分級：從安全性考慮－不導致危險從基本功能考慮－保持基本功能從附加功能考慮－保持附加功能任何產(chǎn)品只要有可靠性要求就必須有故障判據(jù)研制任務書技術要求說明書由可靠性人員制定小練習試描述手機的任務剖面和故障判據(jù)。手機……任務剖面每天開機12小時，開機狀態(tài)下通話1小時，關機12小時，每周充電3小時溫度范圍為－35℃至60℃之間，描述曲線為…每天有4小時步行振動量級，其余時間無振動[一年內(nèi)有一次由1米處自由跌落到水泥地面][一年內(nèi)有一次咖啡潑鍵]故障判據(jù)輻射超標（量值）（1）爆炸（1）不能通話（2）不能發(fā)短信（3）來電無鈴聲（2）來電無顯示（3）來電無顯示（4）通話聲音小(量值)（2,3）無通訊簿（3）無振動（4）不能充電（2）……小練習手機數(shù)據(jù)：0代表無故障，X代表故障試根據(jù)數(shù)據(jù)計算該類型手機的故障率。XXXXX100天120天160天140天80天小練習手機數(shù)據(jù)：0代表無故障，X代表故障試根據(jù)數(shù)據(jù)計算手機的MTBF和MTTF。XXXXX100天120天160天140天80天40天80天其它可靠性參數(shù)其它典型的可靠性參數(shù)BX壽命（B10壽命、B5壽命）-LX壽命B10壽命：產(chǎn)品出廠后，工作到T時間后，有10％的產(chǎn)品發(fā)生了耗損故障(關鍵部件的更換)，則T為B10壽命非電類產(chǎn)品一般采用BX壽命描述任務成功率執(zhí)行任務S次，有N次成功，則N/S為任務成功率常用于非壽命類產(chǎn)品，如開關類等非正常停機率在S工作小時內(nèi)有N次非正常停機，則N/S為非正常停機率常用于電子、電力設備以及發(fā)動機類產(chǎn)品可靠性參數(shù)之間的關系常見的產(chǎn)品可靠性分布形式指數(shù)分布描述產(chǎn)品的偶然失效期具有恒達故障率的產(chǎn)品，如大部分電子類產(chǎn)品無余度的復雜系統(tǒng)Weibull

分布描述產(chǎn)品的整個壽命期適用于幾乎所有的產(chǎn)品正態(tài)分布輪胎、變壓器、燈泡等常見的壽命特征描述可靠壽命：制定可靠度對應的產(chǎn)品工作時間使用壽命：具有可接受的故障率的工作時間區(qū)間大修期：（略）總壽命：開始使用到報廢（可能經(jīng)過好幾次大修）貯存壽命：貯存的日歷持續(xù)時間首保期：質量保證期小練習某洗衣機在1999年的廣告中稱其MTBF為5000小時，問：假設有1000臺洗衣機，大概有多少臺工作到5000小時不壞？90％的可靠壽命是多少？典型產(chǎn)品的可靠性參數(shù)體系飛機：軍用飛機：可靠度、MTBHF、MCSP、空中停車率等民用飛機：可靠度、空中停車率、機械原因延誤率、機械原因返航率、機械原因取消率、空中停車率等導彈：可靠度：貯存可靠度、發(fā)射可靠度、飛行可靠度、引爆可靠度等汽車：平均首次故障時間MTTF（公里）平均故障間隔時間MTBF（公里）B10壽命可靠性框圖模型－串聯(lián)模型其可靠性框圖為：其數(shù)學模型為： 式中：Rs(t)

—系統(tǒng)的可靠度；—單元的可靠度；—單元的故障率；—組成系統(tǒng)的單元數(shù)。串聯(lián)模型舉例可靠性框圖模型－并聯(lián)模型可靠性框圖為：其數(shù)學模型為：式中：—系統(tǒng)的可靠度；—單元的可靠度；

—組成系統(tǒng)的單元數(shù)。并聯(lián)模型的舉例和特點舉例：發(fā)動機四個火化塞只要同時點火，其中一個點火就行我的時間手表手機電腦電路保護：兩個保險絲串接（保護的角度）并聯(lián)系統(tǒng)的特點：同時都工作（消耗能源）增加設計復雜度從另外的角度看，可能是串聯(lián)可靠性框圖模型－表決模型可靠性框圖為：其數(shù)學模型為:式中：—系統(tǒng)的可靠度；—系統(tǒng)組成單元（各單元相同）的可靠度；—表決器的可靠度。表決模型的舉例和特點舉例：教室里有8盞燈同時打開，需要3盞燈的亮度飛機的四臺發(fā)動機，需要二臺正常工作才能保證安全特點：多數(shù)表決是表決系統(tǒng)的一個特例并聯(lián)系統(tǒng)也是表決系統(tǒng)的一個特例表決器的可靠性要求要高是軟件可靠性設計的一個好的手段可靠性框圖為：（當系統(tǒng)的各單元都相同時）其數(shù)學模型為：式中：—系統(tǒng)的可靠度；—單元的故障率；—組成系統(tǒng)的單元數(shù)?？煽啃钥驁D模型－旁聯(lián)模型旁聯(lián)系統(tǒng)的舉例和特點舉例：筆記本電源和外接電源家居電網(wǎng)兩個電源輸入口起落架的應急投放裝置特點：不耗能源復雜度大為增加有時需要監(jiān)測和轉換裝置R1R2R3R1=0.90R2=0.80R3=0.60有些復雜的系統(tǒng)需要利用網(wǎng)絡理論去描述及計算系統(tǒng)的可靠性。利用全概率公式計算：在網(wǎng)絡型系統(tǒng)中選取一個關鍵單元，如選取A，分兩種情況討論：RA=0.30RB1=RB2=0.10RC1=RC2=0.20網(wǎng)絡模型⑴若單元A正常工作，則系統(tǒng)轉換為S1；⑵若單元A失效，則系統(tǒng)轉換為S2。C1C2B1B2C1C2單元A正常工作時的系統(tǒng)S1單元A失效時的系統(tǒng)S2可靠性分析技術可靠性預計技術故障模式影響分析技術（FMEA）故障樹分析技術（FTA）可靠性評估技術可靠性預計技術可靠性預計是對產(chǎn)品或者系統(tǒng)的可靠性進行定量的估計，推測其可能達到的可靠性水平，是其從定性考慮轉入定量分析的關鍵之處，是實施可靠性工程的基礎?？煽啃灶A計是根據(jù)組成系統(tǒng)的元器件、零部件的可靠性來估計的，是一個自下而上、由局部到整體、從小到大的一種系統(tǒng)綜合過程，它需要根據(jù)歷史產(chǎn)品的可靠性數(shù)據(jù)、系統(tǒng)的構成和結構特點、系統(tǒng)的工作環(huán)境、元器件的工作應力和質量級別等因素來進行估計，主要用在產(chǎn)品的設計階段。為什么要進行可靠性預計？評價產(chǎn)品或系統(tǒng)是否能夠達到要求的可靠性指標；可作為不能直接進行可靠性驗證的大型產(chǎn)品系統(tǒng)的可靠性估計；為產(chǎn)品設計提供科學合理的依據(jù)（如對不同設計方案的選擇，元器件、零部件質量等級的確定，新技術、新材料的采用，設計是否需要改進等）；根據(jù)預計結果，編制可靠性關鍵件清單，為生產(chǎn)過程質量控制提供依據(jù)；為可靠性試驗方案設計提供依據(jù)；為產(chǎn)品系統(tǒng)的可靠性指標分配提供依據(jù)和順序；對產(chǎn)品使用、維護提供信息等。

單元可靠性預計方法相似產(chǎn)品法電子產(chǎn)品的應力分析法機械產(chǎn)品的修正系數(shù)法機械產(chǎn)品的應力強度干涉模型法集成電路技術類型工作環(huán)境管腳數(shù)和位數(shù)工作應力質量級別封裝類型可靠性預計模型GJB299BMIL-STD-217FBellcore失效率電子