1、可靠性技術.一、產品可靠性的概念 具有優良的技術性能目的能否是高質量的產品？僅僅用產品技術性能目的不能反映產質量量的全貌。產品的質量目的是產品技術性能目的和產品可靠性目的的綜合。可靠性目的和技術性能目的的區別？ .一、產品可靠性的概念 可靠性：指產品包括零件和元器件、整機設備、系統在規定的條件下和規定的時間內，完成規定的才干。 三個規定對于可靠性的了解應留意：明確產品可靠性研討的對象 必需明確產品可靠性所規定的條件 必需明確所規定的時間 必需明確產品所需完成規定的功能 .一、產品可靠性的概念 對于可修復產品來說，可靠性的含義應指產品在其整個壽命周期內完成規定功能的才干。缺點：產品或產品的一部分

2、不能或將不能完成規定功能的事件或形狀叫出缺點，對某些產品如電子元器件等亦稱失效。分為：致命性缺點：產品不能完成規定義務或能夠導致艱苦損失系統性缺點：由某一固有要素引起，以特定方式出現的偶爾缺點：由于偶爾要素引起得缺點.一、產品可靠性的概念可靠性需求滿足：1不發生缺點2發生缺點后能方便地、及時地修復，以堅持良好功能形狀才干，即要有良好的維修性。維修性是指在規定條件下運用的產品在規定的時間內，按規定的程序和方法進展維修時，堅持和恢復到能完成規定功能的才干。 .一、產品可靠性的概念 可靠度函數 可靠度是指產品在規定的條件和規定的時間內，完成規定功能的概率。它是時間的函數，以R(t)表示。假設用T表示

3、在規定條件下的壽命產品初次發生失效的時間，那么“產品在時間t內完成規定功能等價于“產品壽命T大于t。 所以可靠度函數R(t)可以看作事件“Tt概率，即 其中f(t)為概率密度函數.一、產品可靠性的概念 可靠度函數 產品的失效分布函數： 顯然： 可靠度R(t)可以用統計方法來估計。設有N個產品在規定的條件下開場運用。 令開場任務的時辰 t取為0，到指定時辰t時已發生失效數n(t), 亦即在此時辰尚能繼續任務的產品數為N-n(t)， 那么可靠度的估計值又稱閱歷可靠度為 .一、產品可靠性的概念例17.1某電子器件110只的失效時間經分組整理后如表171所示，試估計他的可靠度函數。見書P209.二、失

4、效率和失效率曲線 產品的失效率 普通定義：失效率是任務到某時辰尚未失效的產品，在該時辰后單位時間內發生失效的概率。普通記為, 它也是時間t的函數, 故也記為(t), 稱為失效率函數, 有時也稱為缺點率函數或風險函數。 設在t=0時有N個產品投試，到時辰t已有n(t)個產品失效，尚有N-n(t) 個產品在任務。再過t時間，即到t+t時辰， 有n(t)=n(t+t)-n(t) 個產品失效。 產品在時辰t前未失效而在時間t, tt內失效率為 ，單位時間失效頻率 .二、失效率和失效率曲線 產品的失效率 失效率是在時辰t尚未失效產品在t+t的單位時間內發生失效的條件概率，即 由條件概率公式的性質和時間的

5、包含關系，可知 .二、失效率和失效率曲線 產品的失效率 失效率的單位： 國際上還采用“菲特“FIT作為高可靠性產品的失效率單位，為10-9/h 失效率越小，可靠性越高。 .二、失效率和失效率曲線 失效率曲線與失效類型 失效率曲線浴盆曲線 ： 1早期失效期為遞減型。產品運用的早期，失效率較高而下降很快。主要由于設計、制造、儲存、運輸等構成的缺陷，以及調試、跑合、起動不當等人為要素所呵斥的。 使產品失效率到達偶爾失效期的時間t0稱為交付運用點。 2偶爾失效期為恒定型，主要由非預期的過載、誤操作、不測的天災以及一些尚不清楚的偶爾要素所呵斥。由于失效緣由多屬偶爾，故稱為偶爾失效期。偶爾失效期是能有效任

6、務的時期，這段時間稱為有效壽命。為降低偶爾失效期的失效率而增長有效壽命，應留意提高產品的質量，精心運用維護。 3耗損失效期，失效率是遞增型。失效率上升較快，這是由于產品曾經老化、疲勞、磨損、蠕變、腐蝕等所謂有耗損的緣由所引起的，故稱為耗損失效期。針對耗損失效的緣由，應該留意檢查、監控、預測耗損開場的時間，提早維修，使失效率仍不上升。當然，修復假設需花很大費用而延伸壽命不多，那么不如報廢更為經濟。 .二、失效率和失效率曲線.二、失效率和失效率曲線 常用的失效分布 * 指數分布* 威布爾分布 .二、失效率和失效率曲線我們知道 F(t)=1-R(t), 微分后可得。再由17.1式可得：解此微分方程，

7、 可得可靠度函數： 于是得.二、失效率和失效率曲線當 時，產品壽命的密度函數 其分布函數F(t)與可靠度R(t)分布為 這個分布函數為指數分布，它的數學期望即均值為：.三、系統可靠性 根據不同對象分成單元可靠性與系統可靠性兩個方面。前者把產品作為整體思索，后者那么注重于產品內部的功能關系。 系統的可靠性在很大程度上取決于零部件的可靠性。 可靠性預測：是一種根據所得的有效率數據計算器件或系統能夠到達的可靠性目的或對于實踐運用的產品計算出它在特定條件下完成規定功能的概率的預告方法。目的：1協調設計參數及目的，提高產品的可靠性 2進展方案比較，選擇最正確方案 3發現薄弱環節，提出改良措施 方法：1數

8、學模型法。 2布爾真值表法，又稱形狀枚舉法。系統中每個單元都有“勝利和“失效兩個形狀，將系統中一切的組合列出，然后列出系統“勝利和“失敗的形狀，最后進展系統可靠度的計算。假設系統有n個單元，而每個單元又有兩個形狀， 那么n 個單元所構成的系統共有2n個 形狀。 .三、系統可靠性 可靠性分配 把系統的可靠性目的對系統中的子系統或部件進展合理分配的過程。 分配原那么： 技術程度。 復雜程度。 重要程度。 義務情況。 普通還要受費用、分量、尺寸等條件的約束。總之，最終都是力求以最小的代價來到達系統可靠性的要求。 .三、系統可靠性 可靠性分配 等分配方法：本方法用于設計初期，對各單元可靠性資料掌握很少

9、，故假定各單元條件一樣。串聯絡統 并聯絡統 混聯絡統 .三、系統可靠性例1 設系統由n個相互獨立的元器件串連而成，假設每個元器件的失效率皆為常數，且分別為 ，求此串聯絡統的可靠度、失效率與平均壽命。解：由于失效率為常數的失效分布為指數分布，故每個元器件的壽命都服從指數分布，其可靠度為： 由獨立性，可求得此系統的可靠度為假設記 可見此串聯絡統的壽命仍服從指數分布，平均壽命為.三、系統可靠性例2 設系統由n個相互獨立的元器件并聯而成，假設每個元器件的失效率皆為同 一常數， 求此并聯絡統的可靠度與平均壽命。.三、系統可靠性 缺點樹分析 概念：在系統設計過程中經過對能夠呵斥系統失效的各種要素包括硬件、

10、軟件、環境、人為要素進展分析，畫出邏輯框圖，從而確定系統失效緣由的各種能夠組合方式或其發生概率，以計算系統失效概率，采取相應的糾正措施，以提高系統可靠性的一種設計分析方法。 英文全名為Fault Tree Analysis,簡稱FTA。 最不希望發生的缺點形狀作為邏輯分析的目的，在缺點樹中稱為頂事件 ；繼而找出導致這一缺點形狀發生的一切能夠直接緣由，在缺點樹中稱為中間事件；跟隨到引起中間事件發生的全部部件形狀，在缺點樹中稱為底事件。 .三、系統可靠性 缺點樹分析 缺點樹是一種特殊的倒立樹狀邏輯因果關系圖，它用事件符號、邏輯門符號和轉移符號描畫系統中各種事件之間的因果關系。 “底事件是導致其事件

11、的緣由事件，位于所討論缺點樹底端。 “結果事件是由其它事件或事件組合所導致的事件。它總是位于某個邏輯門的輸出端。 缺點樹的建立步驟 ：1熟習并分析對象；2選定頂事件；3缺點樹的構造與簡化；4計算分析；5評價改良。 .三、系統可靠性缺點樹分析.一、軟件可靠性的背景 隨著計算機技術的普及和開展，硬件可靠性技術日趨成熟，軟件可靠性問題變得日益突出。美國軍用配備中軟件本錢在總本錢中的比重已從1955年的不到20%添加到1985年的90%以上。在軟件開發的早期階段，軟件產品像是在手工業個體作坊中制造出來的工藝品，不是現代化嚴厲科學管理下消費出來的工業品，因此，軟件可靠性是當今可靠性工程研討領域中的新課題

12、。 .軟件可靠性.一、軟件可靠性的概念 定義：軟件按規定的條件，在規定的時間內運轉而不發生缺點的才干。 所謂按規定的條件主要是指軟件的運轉運用環境，它涉及軟件運轉所需求的一切支持系統及有關的要素，如支持硬件、操作系統及其他支持軟件、輸入數據的規定格式和范圍、操作規程等。 .一、軟件可靠性的概念 缺點率也是度量軟件可靠性的直觀目的。和硬件可靠性類似，在軟件的壽命周期中，也有早期缺點期和偶爾缺點期。早期缺點率也高于偶爾缺點期的缺點率，但軟件不存在缺點率呈增長趨勢的耗損缺點期，軟件的缺陷糾正一個就減少一個，不會反復出現。 .二、保證軟件可靠性的工程方法 為了保證軟件的可靠性，應在軟件壽命周期的各個階

13、段千方百計地減少缺陷。軟件開發周期錯誤和軟件缺點分類的百分數分別如表1和表2所示。 .二、保證軟件可靠性的工程方法 由表1、表2的統計數聽闡明，在軟件壽命周期的各個階段都能夠發生軟件錯誤或缺點。而需求分析和軟件設計階段發生錯誤或缺點的比重占多數。 同時，統計數據同樣闡明，軟件錯誤的矯正所需費用也是越晚越高。.二、保證軟件可靠性的工程方法 為保證軟件可靠性，在其壽命周期各個階段需求采取如下的措施： 1需求分析階段 本階段主要措施是，全面了解用戶的運用要求、運用條件和軟件功能，在全面分析和與用戶充分交換意見的根底上，制定出軟件的技術規格書。該規格書要闡明測試軟件的方法，有完好的軟件技術要求，用語要

14、準確和規范。 .二、保證軟件可靠性的工程方法 2設計階段 在軟件設計階段，要把軟件的技術要求轉換成設計方案。此時，可采取如下的方法。自頂向下設計；采用構造化程序設計；容錯設計；設計評審；規范模塊化設計；制定和貫徹軟件可靠性設計準那么。 .二、保證軟件可靠性的工程方法 3編碼階段 編碼就是把設計方案變成計算機言語，也就是所謂的編程序。編碼產生的缺陷也是軟件缺陷的一個主要來源。常見的編碼缺陷有：鍵入錯代碼、原始數據輸入錯誤含單位不一致等、用了被零除這類不正確表達式等。 應在編碼過程中盡能夠早地查出缺陷并予以矯正。.二、保證軟件可靠性的工程方法 4檢驗階段 檢驗階段主要義務是發現軟件中的缺陷，并加以

15、去除。這個階段對于保證軟件的可靠性是很關鍵的。 為了查找缺陷，首先要對軟件進展靜、動態調試。此時，需檢查源程序的構造、方法和過程間的接口能否有誤，運轉時能否存在不用要的功能，檢查“要求、“數據、“結果和“內部程序任務形狀對應關系能否正確。 軟件的測試按模塊測試、整體測試和系統測試的次序依次進展，最終確認軟件的全部功能能否正確而完全地實現。.二、保證軟件可靠性的工程方法 5維護階段 軟件交付運用后，要對運用中發現的殘存缺陷進展糾正。同時，由于軟件的運轉環境和調試時不盡一樣，也需對軟件進展必要的修正、補充和完善。此時用戶也能夠提出一些新的要求。此外，還應經常研討出錯的記錄，前后對照和分析，弄清楚軟

16、件能否存在某種隱患。 .二、失效率和失效率曲線 失效率曲線與失效類型 失效率曲線浴盆曲線 ： 1早期失效期為遞減型。產品運用的早期，失效率較高而下降很快。主要由于設計、制造、儲存、運輸等構成的缺陷，以及調試、跑合、起動不當等人為要素所呵斥的。 使產品失效率到達偶爾失效期的時間t0稱為交付運用點。 2偶爾失效期為恒定型，主要由非預期的過載、誤操作、不測的天災以及一些尚不清楚的偶爾要素所呵斥。由于失效緣由多屬偶爾，故稱為偶爾失效期。偶爾失效期是能有效任務的時期，這段時間稱為有效壽命。為降低偶爾失效期的失效率而增長有效壽命，應留意提高產品的質量，精心運用維護。 3耗損失效期，失效率是遞增型。失效率上升較快，這是由于產品曾經老化、疲勞、磨損、蠕變、腐蝕等所謂有耗損的緣由所引起的，故稱為耗損失效期。針對耗損失效的緣由，應該留意檢查、監控、預測耗損開場的時間，提早維修，使失效率仍不上升。當然，修復假設需花很大費用而延伸壽命不多，那么不如報廢更為經濟。 .三、容錯設計 對于軟件失效后果特別嚴重的場所，如飛機的飛行控制系統、空中交通控制系統、核反響堆平安控制系統等，可采用容錯設計方法。常用的容錯方法如下： 1N版本