1、本課程主要(zhyo)內(nèi)容一、可靠性的基本概念二、系統(tǒng)可靠性分析(fnx)共四十七頁可靠性的基本(jbn)定義可靠性的分類可靠度與不可靠度失效率函數(shù)(hnsh)平均壽命故障規(guī)律共四十七頁 可靠性是指產(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(gngnng)的能力。1、可靠性基本(jbn)定義共四十七頁規(guī)定(gudng)的條件 規(guī)定的條件(tiojin)是指所設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品的使用條件(tiojin)、儲存條件(tiojin)、維護(hù)條件(tiojin)以及使用維修人員的技術(shù)水平等。規(guī)定的時(shí)間 規(guī)定的時(shí)間是可靠性的核心。隨著時(shí)間的增長，任何產(chǎn)品的可靠性都是下降的，不同的規(guī)定時(shí)間，產(chǎn)品的可靠性將不相

2、同。共四十七頁產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)： 1）性能指標(biāo)(zhbio)：產(chǎn)品完成規(guī)定功能需要的指標(biāo)(zhbio) 2）反映產(chǎn)品保持其性能的能力， 這類指標(biāo)稱為可靠性指標(biāo):可靠度、平均壽命、失效率等。共四十七頁1、萌芽階段（40年代(nindi)）2、創(chuàng)建階段（50年代）3、全面發(fā)展階段（60年代） 4、成熟階段（70年代）5、深入發(fā)展階段（80年代） 2、可靠性的發(fā)展(fzhn)歷史共四十七頁1939年，英國在適航性統(tǒng)計(jì)學(xué)注釋中首次將飛機(jī)的可靠性作為概率的概念提出；二戰(zhàn)(r zhn)中，德國在V1火箭的研制中，提出了系統(tǒng)可靠性的基本定律-串聯(lián)系統(tǒng)的乘積定律；1949年，美國成立了世界上第一個(gè)可靠性的學(xué)術(shù)組

3、織“無線電工程師學(xué)會可靠性技術(shù)組”。 萌芽(mngy)階段共四十七頁52年，美國成立了“電子設(shè)備可靠性咨詢組”57年，美國“電子設(shè)備可靠性咨詢組” 發(fā)表了軍用電子設(shè)備可靠性，這是美國可靠性工程發(fā)展的奠基性文件(wnjin)。成立了可靠性管理機(jī)構(gòu)；制定了可靠性工程大綱和可靠性標(biāo)準(zhǔn)；建立了可靠性數(shù)據(jù)中心；舉行了各種可靠性學(xué)術(shù)會議。創(chuàng)建(chungjin)階段共四十七頁改善可靠性管理，建立可靠性研究中心；制定可靠性試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)展新的可靠性試驗(yàn)方法；發(fā)展新的可靠性預(yù)計(jì)技術(shù)，頒發(fā)可靠性預(yù)計(jì)手冊及標(biāo)準(zhǔn)；開辟故障(gzhng)物理研究新領(lǐng)域、發(fā)展新的故障(gzhng)模式分析技術(shù)； 建立更有效的數(shù)據(jù)系統(tǒng)。全

4、面發(fā)展(fzhn)階段共四十七頁 可靠性作為降低武器系統(tǒng)壽命周期費(fèi)用的一種有效的工具得到進(jìn)一步發(fā)展。這一階段主要特點(diǎn)(tdin)：建立統(tǒng)一的可靠性管理機(jī)構(gòu);建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換網(wǎng); 制定出一套較完善的可靠性設(shè)計(jì)、試驗(yàn)及管理的方法及程序。 進(jìn)入(jnr)成熟階段共四十七頁技術(shù)發(fā)展策略的變化； 可靠性與維修性管理的轉(zhuǎn)變； 強(qiáng)調(diào)保障性要求； 重視測試(csh)性及故障診斷技術(shù)的研究； 推廣計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在可靠性領(lǐng)域的應(yīng)用； 加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備的R&M研究；深入研究軟件的R&M。深入(shnr)發(fā)展階段共四十七頁可靠性與費(fèi)用(fi yong)的關(guān)系可靠(kko)度費(fèi)用使用修理費(fèi)用生產(chǎn)費(fèi)用總費(fèi)用共四十七頁

5、從應(yīng)用的角度出發(fā)，分為(fn wi)固有可靠性與使用可靠性； 從設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，分為基本可靠性與任務(wù)可靠性。4、可靠性的分類(fn li)共四十七頁固有(gyu)可靠性與使用可靠性；基本可靠性與任務(wù)可靠性。4、可靠性的分類(fn li)固有可靠性是產(chǎn)品的內(nèi)在可靠性，是在設(shè)計(jì)制造過程中形成的。它與材料和零部件的選擇、設(shè)計(jì)、制造直到完成的每個(gè)階段有密切的關(guān)系。共四十七頁固有可靠性與使用(shyng)可靠性；基本可靠性與任務(wù)可靠性。4、可靠性的分類(fn li)使用可靠性是產(chǎn)品在實(shí)際使用時(shí)所表現(xiàn)出來的可靠性。體現(xiàn)了使用、維修和環(huán)境因素對可靠性的影響。共四十七頁固有可靠性與使用可靠性；基本(jbn)可

6、靠性與任務(wù)可靠性。4、可靠性的分類(fn li)固有可靠性是可靠性的最高水平，使用可靠性不能超過固有可靠性。提高產(chǎn)品的可靠性，首先要從設(shè)計(jì)、制造入手，生產(chǎn)出固有可靠性高的產(chǎn)品，然后在使用中加強(qiáng)科學(xué)管理，正確的使用維修，使其使用可靠性達(dá)到或接近固有可靠性的水平。可靠性在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)確定，在使用中不能提高只能維護(hù)。共四十七頁固有(gyu)可靠性與使用可靠性；基本可靠性與任務(wù)可靠性。4、可靠性的分類(fn li)產(chǎn)品在規(guī)定的條件下，無故障持續(xù)工作的時(shí)間或概率產(chǎn)品在規(guī)定的任務(wù)剖面中完成規(guī)定功能的能力。在兩種可靠性的發(fā)展中先后形成的兩個(gè)概念。共四十七頁固有可靠性與使用(shyng)可靠性；基本可靠性與

7、任務(wù)可靠性。反映了產(chǎn)品(chnpn)對維修人力的要求。優(yōu)點(diǎn)：直接說明產(chǎn)品完成任務(wù)的大小能力，不足：不能反映產(chǎn)品對維修人力的要求。4、可靠性的分類共四十七頁 可靠性用概率來表示時(shí)就稱為可靠度，記為R(t)。 設(shè)規(guī)定的時(shí)間為t，產(chǎn)品從開始工作到發(fā)生故障的連續(xù)工作時(shí)間為T，如果Tt就稱產(chǎn)品完成了規(guī)定的功能。所以這一事件(shjin)的概率就是可靠度。即 R(t)=P(Tt)式中，T是壽命，表示產(chǎn)品從開始工作到首次失效前的一段時(shí)間。 5、可靠(kko)度與不可靠(kko)度共四十七頁 可靠(kko)度是無量綱的，常用百分?jǐn)?shù)來表示。 可靠度又稱為產(chǎn)品的無故障工作概率或正常工作概率。共四十七頁下列三個(gè)事件

8、是等價(jià)的：“產(chǎn)品(chnpn)在時(shí)間t內(nèi)完成規(guī)定的功能”“產(chǎn)品在時(shí)間t內(nèi)無故障”“產(chǎn)品的壽命T大于t” 共四十七頁10R(t)t可靠(kko)度函數(shù)曲線共四十七頁 設(shè)有N個(gè)同名產(chǎn)品，從開始工作到t時(shí)刻的累積故障數(shù)為n(t)，正常工作數(shù)為N-n(t)，如果N足夠大，在該時(shí)刻的無故障工作概率可用它的無故障工作頻率來替代。這種可靠(kko)度稱為經(jīng)驗(yàn)可靠(kko)度，記為 。則有： 用頻率來估計(jì)(gj)概率共四十七頁例1 對100個(gè)汽車汽油泵作試驗(yàn)，工作(gngzu)到50千公里時(shí)，有10個(gè)發(fā)生了故障，工作(gngzu)到100千公里時(shí)，總共有30個(gè)發(fā)生了故障，求汽油泵在50千公里時(shí)和100千公里時(shí)

9、的經(jīng)驗(yàn)可靠度。解： N=100 t=50千公里時(shí)，n（50）=10 t=100千公里時(shí)，n（100）=30 Ns（50）=N- n（50）=90 Ns（100）=N- n（100）=70共四十七頁 與可靠度相反(xingfn)，規(guī)定：產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，沒有完成規(guī)定功能的概率為不可靠度，記為F（t）。不可靠度函數(shù)也稱故障分布函數(shù)或累積故障概率。 對于給定的時(shí)間t，如果工作的時(shí)間T小于等于t，就是沒有完成規(guī)定的功能，這一隨機(jī)事件的概率就是產(chǎn)品的不可靠度。即：共四十七頁10F（t）t故障分布函數(shù)(hnsh)曲線共四十七頁 設(shè)有N個(gè)同類產(chǎn)品，在t=0時(shí)開始使用(shyng)或試驗(yàn)，到t

10、時(shí)刻有n（t）個(gè)產(chǎn)品出現(xiàn)故障，則經(jīng)驗(yàn)不可靠度為： T的分布(fnb)密度函數(shù)記為f（t），從這個(gè)積分式，可以看到F（t）反映了失效的累積現(xiàn)象。共四十七頁 由于在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能與沒完成規(guī)定功能是相互對立的事件，所以對一個(gè)(y )確定的產(chǎn)品而言，可靠與不可靠不可能同時(shí)存在。因此有： 即共四十七頁可靠度與不可靠度函數(shù)的時(shí)間(shjin)曲線t1可靠(kko)度曲線 不可靠度曲線0共四十七頁R（t）、F（t）性質(zhì)(xngzh)0R（t）1 0F（t）1R（0）=1 F（0）=0R（）=0 F（）=1共四十七頁0tF（t）、f（t）和 R（t）關(guān)系(gun x)共四十七頁 失效

11、率是可靠性的一種基本參數(shù)，其定義為： 產(chǎn)品(chnpn)工作到某時(shí)刻t尚未發(fā)生故障的條件下，在該時(shí)刻后單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生故障的條件概率，記為 。 7、失效率函數(shù)(hnsh)共四十七頁8、平均壽命(pn jn shu mn)E（T）稱為產(chǎn)品的平均壽命，平均壽命是一個(gè)標(biāo)志產(chǎn)品能工作多長時(shí)間的量。平均壽命是一個(gè)數(shù)值(shz)這個(gè)公式表明：平均壽命在幾何上等于R（t）與時(shí)間軸t所夾的面積。設(shè)產(chǎn)品壽命T的密度函數(shù)為f（t），那么它的數(shù)學(xué)期望共四十七頁平均(pngjn)是對整批產(chǎn)品而言對不可修復(fù)產(chǎn)品，平均壽命為MTTF(平均無故障工作時(shí)間)對可修復(fù)產(chǎn)品，平均壽命為MTBF（相鄰兩次故障之間的平均工作時(shí)間）8、

12、平均壽命(pn jn shu mn)共四十七頁請同學(xué)(tng xu)們證明平均壽命這個(gè)公式8、平均壽命(pn jn shu mn)共四十七頁 隨時(shí)間t的變化規(guī)律稱為故障規(guī)律。產(chǎn)品發(fā)生故障的一般規(guī)律，符合(fh)一條中間低、兩端高的故障率曲線。由于曲線的形狀如同“浴盆”，習(xí)慣稱作“浴盆曲線”。9、故障(gzhng)規(guī)律共四十七頁偶然故障期早期故障期耗損故障期規(guī)定的故障率使用壽命共四十七頁早期故障期，由于設(shè)計(jì)不完善、制造中的缺陷、管理(gunl)不當(dāng)、檢驗(yàn)疏忽所造成的共四十七頁偶然失效型的失效率與時(shí)間無關(guān)，為一常數(shù)。造成(zo chn)偶然失效的因素都不嚴(yán)重。共四十七頁失效率隨時(shí)間的延長而逐漸增加

13、，這階段是屬于老化、衰退、退化(tuhu)的狀態(tài)。例如結(jié)構(gòu)件因受沖擊振動、交變載荷的作用，造成疲勞而斷裂。共四十七頁 可靠(kko)壽命是在規(guī)定的可靠(kko)性水平r下，產(chǎn)品的實(shí)際使用壽命，記為： 。 10.可靠(kko)壽命共四十七頁10R(t)t可靠度函數(shù)(hnsh)曲線rTr共四十七頁a.中位壽命(shumng) 當(dāng)r=0.5時(shí)的可靠壽命稱為中位壽命，記為：T0.5 。10.可靠(kko)壽命共四十七頁b.特征(tzhng)壽命 當(dāng) 時(shí)的可靠壽命稱為特征壽命，記為： 。10.可靠(kko)壽命共四十七頁本講小結(jié)(xioji)本講介紹的主要內(nèi)容有：可靠性的基本定義可靠(kko)度與不可靠(kko)度失效率平均壽命共四十七頁共四十七頁內(nèi)容摘要本課程主要內(nèi)容。平均壽命。規(guī)定的時(shí)間是可靠性的核心。2）反映產(chǎn)品保持其性能的能力， 這類指標(biāo)稱為可靠性指標(biāo):可靠度、平均壽命、失效率等。1939年，英國在適航性統(tǒng)計(jì)學(xué)注釋中首次將飛機(jī)的可靠性作為概率