1、可靠性基本概念與參數體系Introduction to Reliability_Conception & ParameterEvaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.10/11/20221可靠性基本概念與參數體系Introduction to R主要內容可靠性基本概念 可靠性參數體系 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client P

2、rofile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.10/11/20222Introduction to Reliability_Conception & Parameter主要內容Evaluation only.10/10/2022可靠性基本概念可靠性可靠性 產品在規定條件下和規定時間內，完成規定功能的能力。 產品可靠性定義的要素是三個“規定”:“規定條件”、“規定時間”、“規定功能”Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Co

3、pyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.10/11/20223Introduction to Reliability Engineering_Conception可靠性基本概念可靠性可靠性 Evaluation only故障及其分類故障及其分類 產品或產品的一部分不能或將不能完成預定功能的事件或狀態，稱之為故障。故障的表現形式，叫做故障模式。引起故障的物理化學變化等內在原因，叫做故障機理。不可修產品（如電子元器件）：失效產品的故障按其故障的規律可以分為兩大類：偶然故障漸變故障Evaluation only.Created with Aspose.Slides for

4、.NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.10/11/20224故障及其分類故障及其分類Evaluation only.10可靠性基本概念質量與可靠性關系從廣義質量觀看，質量涵蓋可靠性從狹義的質量觀看，就是“符合性質量”可靠性畢竟與狹義的質量管理還是有很大區別的，質量出了問題，往往批次性很強可靠性是更深層次的與設計、工藝相關的根本性問題。有些企業對于可靠性工程有一種錯誤觀念，認為可靠性工程是質量部門的事情，而設計部門卻很少人員參與。產品的可靠性是在設計階段就已經決定了在用戶使用過程中，均是“可靠性”問題

5、Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.10/11/20225可靠性基本概念質量與可靠性關系Evaluation only壽命周期與壽命剖面壽命剖面產品從制造到壽命終結或退出使用這段時間內所經歷的全部事件和環境的時序描述。它包含一個或多個任務剖面。通常把產品的壽命剖面分為后勤和使用兩個階段。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Clie

6、nt Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.10/11/20226壽命周期與壽命剖面壽命剖面Evaluation only.1壽命剖面示例事件（使用方法）生 產驗 收裝卸和公路運輸裝卸和鐵路運輸裝卸和空運裝卸和船運裝卸和后勤支援運輸（最壞路線）有遮蔽存貯，帳篷，圓屋頂無遮蔽存儲工作準備階段發射階段調整狀態導彈處于戰斗位置發射后第一個動作飛行階段命中目標生產階段后 勤 階 段運 輸儲存/后勤階段使用階段準備階段任務階段發射段慣性飛行段下降段主動段某導彈的壽命剖面Evaluation only.Created with Aspose.

7、Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.10/11/20227壽命剖面示例事件生 產驗 收裝卸和公路運輸裝卸和鐵路運輸裝卸任務剖面產品在完成規定任務這段時間內所經歷的事件和環境的時序描述。任務剖面一般應包括：產品的工作狀態；維修方案；產品工作的時間與順序；產品所處的環境(外加的與誘發的)的時間與順序；任務成功或致命故障的定義。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile

8、.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.10/11/20228任務剖面產品在完成規定任務這段時間內所經歷的事件和環境的時序任務剖面示例Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.10/11/20229任務剖面示例Evaluation only.10/10/20可靠性基本概念基本可靠性產品在規定的條件下，無故障的持續時間或概率。在沒有后勤保障情況下系統工作能力的度量考慮所有需要維修保

9、障的故障采用冗余，降低基本可靠性通常等于或低于任務可靠性 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.10/11/202210可靠性基本概念基本可靠性采用冗余，降低基本可靠性Evalua可靠性基本概念任務可靠性產品在規定的任務剖面內完成規定功能的能力系統完成任務能力的度量 只考慮引起任務失敗的故障通過冗余提高任務可靠性通常高于基本可靠性 Evaluation only.Created with Aspose.Sl

10、ides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.10/11/202211可靠性基本概念任務可靠性Evaluation only.10可靠性基本概念固有可靠性產品在設計、制造過程中賦予的固有屬性。產品的開發者可以控制。使用可靠性產品在實際使用過程中表現出的可靠性。除固有可靠性的影響因素外，還要考慮安裝、操作使用、維修保障等方面因素的影響。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .

11、Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.10/11/202212可靠性基本概念固有可靠性Evaluation only.10可靠度及可靠度函數可靠度及可靠度函數 產品在規定的條件下和規定的時間內，完成規定功能的概率稱為可靠度。依定義可知，可靠度函數R(t)為： 式中 N0 t = 0時，在規定條件下進行工作的產品數； r(t) 在0到t時刻的工作時間內，產品的累計故障數。 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-201

12、1 Aspose Pty Ltd.10/11/202213可靠度及可靠度函數可靠度及可靠度函數 式中 N0 t 累積故障分布函數 累積故障概率產品在規定的條件下和規定的時間內，喪失規定功能的概率稱為累積故障概率（又叫不可靠度）。依定義可知，產品的累積故障概率是時間的函數，即 顯然，以下關系成立：Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.10/11/202214累積故障分布函數 累積故障概率顯然，以下關系成立：E

13、valu可靠度函數與累積故障分布函數的性質 與 的性質如下表 所示： 對偶性 非減函數 非增函數 單調性 0，1 0，1 取值范圍 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.10/11/202215可靠度函數與累積故障分布函數的性質 與 累積故障分布函數可靠度函數與累積故障分布函數的性質 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client

14、 Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.10/11/202216累積故障分布函數可靠度函數與累積故障分布函數的性質 Eval故障率函數故障率工作到某時刻尚未故障的產品，在該時刻后單位時間內發生故障的概率，稱之為產品的故障率。用數學符號表示為： 式中 故障率； t 時刻后， 時間內故障的產品數； 殘存產品數，即到t 時刻尚未故障的產品數。 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011

15、 Aspose Pty Ltd.10/11/202217故障率函數故障率式中 故障率； 故障率函數可按下式進行工程計算： 式中 時刻后， 時間內故障的產品數； 所取時間間隔； 殘存產品數。 對于低故障率的元部件常以 為故障率的單位，稱之為菲特（Fit）。 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.10/11/202218故障率函數可按下式進行工程計算： 式中 問題故障率是概率值么？故障率有量綱么？故障率和累計故

16、障密度之間有什么關系？Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.10/11/202219問題故障率是概率值么？Evaluation only.10/人類健康的曲線Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.10/11/202220

17、人類健康的曲線Evaluation only.10/10/2產品故障浴盆曲線 浴盆曲線 大多數產品的故障率隨時間的變化曲線形似浴盆，稱之為浴盆曲線。由于產品故障機理的不同，產品的故障率隨時間的變化大致可以分為三個階段：Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.10/11/202221產品故障浴盆曲線 浴盆曲線Evaluation only.1對故障發生規律認識的變化Evaluation only.Created

18、 with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.10/11/202222對故障發生規律認識的變化Evaluation only.10故障發生規律的六種模式六種模式所占的比率（美國聯合航空公司統計）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.10/11/202223故障發生規律的六種

19、模式六種模式所占的比率（美國聯合航空公司統航天產品的統計數據六種模式所占的比率（航天產品的統計數據）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.10/11/202224航天產品的統計數據六種模式所占的比率（航天產品的統計數據）E我國的情況 我國海軍、裝甲兵、通訊裝備的一些統計資料都證明了許多產品都沒有明顯的耗損故障區的結論?Evaluation only.Created with Aspose.Slides fo

20、r .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.10/11/202225我國的情況 我國海軍、裝甲兵、通訊裝備的一些統計資料都故障率與可靠度、故障密度函數的關系 由于 ，所以Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.10/11/202226故障率與可靠度、故障密度函數的關系 由于 ，所以故障率、可靠度與密度函數關系Eval

21、uation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.10/11/202227故障率、可靠度與密度函數關系Evaluation only.平均故障前時間(MTTF)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.10/11/202228平均故障前時間(M

22、TTF)Evaluation only.1平均故障間隔時間Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.10/11/202229平均故障間隔時間Evaluation only.10/10/問題某微型計算機的MTBF=10000小時，是否意味著該計算機每工作10000小時才出一次故障？Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Prof

23、ile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.10/11/202230問題某微型計算機的MTBF=10000小時，是否意味著該計算壽命特征Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.10/11/202231壽命特征Evaluation only.10/10/2022壽命特征Evaluation only.Created with Aspose.Slides for

24、.NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.10/11/202232壽命特征Evaluation only.10/10/2022首翻期、翻修間隔期和使用壽命(t)t首次翻修期規定的故障率AB(=1/MTBF)翻修間隔期使用壽命Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.10/11/202233首翻期、翻修間隔期和使用壽命(t

25、)t首次翻修期規定的故障率可靠性參數體系可靠性參數是描述系統可靠性的度量。它直接與戰備完好、任務成功、維修人力和保障資源有關。可靠性指標是可靠性參數要求的量值。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.10/11/202234可靠性參數體系可靠性參數是描述系統可靠性的度量。它直接與戰備反映目標說明戰備完好性軍事單位接到命令時，實施其作戰計劃的能力。任務成功性任務開始時給定的可用性下，系統在規定的任務剖面內任意時

26、刻能夠工作和完成規定功能的能力。維修人力費用系統需要維修人力的頻度與多寡。保障資源費用系統對備件、維修工具、維修設備等的要求可靠性參數反映目標Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.10/11/202235反映目標說明戰備完好性軍事單位接到命令時，實施其作戰計劃的能可靠性參數分為基本可靠性參數和任務可靠性參數基本可靠性反映了產品對維修人力費用和后勤保障資源的需求。確定基本可靠性指標時應統計產品的所有壽命單位和

27、所有的故障。任務可靠性是產品在規定的任務剖面中完成規定功能的能力。確定任務可靠性指標時僅考慮在任務期間那些影響任務完成的故障(即致命性故障)。可靠性參數分類Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.10/11/202236可靠性參數分為基本可靠性參數和任務可靠性參數可靠性參數分類E可靠性參數的相關性平均故障間隔時間(MTBF)與平均故障間隔飛行小時(MFHBF)任務成功概率與致命故障間的任務時間MTBF與故障率

28、平均維修間隔時間與MTBF平均拆卸間隔時間與MTBFEvaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.10/11/202237可靠性參數的相關性平均故障間隔時間(MTBF)與平均故障間隔使用參數、合同參數使用可靠性參數及指標反映了系統及其保障因素在計劃的使用和保障環境中的可靠性要求，它是從最終用戶的角度來評價產品的可靠性水平。MFHBF、MCSP、MTBM等。合同可靠性參數及指標反映了合同中使用的易于考核度量的可靠性要

29、求，它更多地是從承制方的角度來評價產品的可靠性水平。如MTBF、MTBCF等?？煽啃詤捣诸怑valuation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.10/11/202238使用參數、合同參數可靠性參數分類Evaluation onl使用指標與合同指標使 用 指 標 合 同 指 標 目標值 門限值 規定值 最低可接受值 期望裝備達到的使用指標，它既能滿足裝備使用需求，又可使裝備達到最佳的效費比，是確定規定值的依據 裝備必須達到

30、的使用指標，它能滿足裝備的使用需求，是確定最低可接受值的依據 合同和研制任務書中規定的期望裝備達到的合同指標，它是承制方進行可靠性設計的依據 合同和研制任務書中規定的、裝備必須達到的合同指標，它是進行考核或驗證的依據 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.10/11/202239使用指標與合同指標使 用 指 標 合 同 指 標 目標值 門目標值 -1GJB1909.1-94將目標值定義為：期望裝備達到的使用

31、指標，它既能滿足裝備的使用需求，又可使裝備達到最佳的效費比，是確定規定值依據。美軍防務采辦術語-98將目標值定義為：用戶所期望的和項目經理企圖獲得的性能值，目標值表示比每個項目參數的性能門限值大一個量值。該量值在使用上是有意義的，時間上是關鍵的而且費用上是有效的。 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.10/11/202240目標值 -1GJB1909.1-94將目標值定義為：期望裝備目標值-2美空軍AFR

32、80-5-78將目標值定義為：既滿足使用要求又具有增長能力或保障費用最佳的R&M值。從上述定義可以發現，R&M目標值首先表示系統投入外場使用，經過一段期間的使用，發現問題并進行改進后達到成熟狀態的R&M水平，這種R&M水平必須滿足預定的未來環境下的使用要求，同時，R&M的目標值應使系統在外場的使用和保障費用最低，而且應是通過增長可以達到的R&M值。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.10/11/20224

33、1目標值-2美空軍AFR80-5-78將目標值定義為：既滿足使門限值-1 GJB1909.1-94將門限值定義為：裝備必須達到的使用指標，它能滿足裝備的使用要求，是確定最低可接受值的依據。 美軍防務采辦術語-98將門限值定義為：為滿足用戶需求、所必須達到的最低可接受值。如果沒有達到門限值，那么項目性能就會嚴重下降，項目費用可能太高，項目進度可能拖延。 美空軍AFR80-5-78將門限值定義為：完成任務（即滿足使用要求）所必需的最低的R&M水平。R&M門限值是制定合同最低要求的基礎。 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5

34、Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.10/11/202242門限值-1 GJB1909.1-94將門限值定義為：裝備必須門限值-2R&M門限值是滿足系統使用要求所必須的最低的水平，即最低的要求值。它是外場使用試驗進行驗證的依據.其驗證時機可根據不同類型的系統及不同的要求來確定。 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.10/11/

35、202243門限值-2R&M門限值是滿足系統使用要求所必須的最低的水平，可靠性參數指標特性綜合性可靠性參數的相關性使用參數與合同參數之間存在轉換關系階段性產品可靠性，在研制階段具有增長性Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.10/11/202244可靠性參數指標特性綜合性Evaluation only.10階段性可靠性參數指標特性Evaluation only.Created with Aspose.Sli

36、des for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.10/11/202245階段性可靠性參數指標特性Evaluation only.10表 F-4、F-15、F-16與F-22(ATF)的RMS比較機種MFHBF（h）MMH/FH非計劃維修工時每架飛機的維修人力（人）使用可用度A0(%)再次出動準備時間TAT(min)F-4E1.026.024.550F-15A3.5(1.68)11.27(22)20.680(68)12F-15C2.61516.68625F-16A2.9(3.3)12(10)19

37、.690(84)27F-22(ATF)5.04.58.59318Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.10/11/202246表 F-4、F-15、F-16與F-22(ATF)的RMS序號產品類型參數名稱門限值目標值門限值與目標值之比備注1F-16A戰斗機MFHBF1.75h2.9h0.62F/A-18A戰斗機MFHBF1.44h5.0h0.293UH-60A直升機MFHBF3.5h4.0h0.88“黑鷹”

38、直升機4CH-53E直升機MFHBF0.71h0.92h0.755B-1B轟炸機MTBM0.250.28h1.0h0.250.286B-2轟炸機MFHBUM0.2h0.36h0.557F/A-18A戰斗機MSCP0.26h0.90.298B-1B轟炸機MSCP0.780.920.859彈道導彈飛行可靠度710巡航導彈飛行可靠度0.580.880.66為AGM-86B型11空-空導彈MCHBM200h450h0.44為AIM-120型12導航吊艙MTBF29.6h50h0.59目標值與門限值的示例 Evaluation only.Created with Aspose.Slid

39、es for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.10/11/202247序號產品類型參數名稱門限值目標值門限值與目標值之比備注1F-序號產品類型參數名稱門限值目標值門限值與目標值之比備注13直升機照明系統MTBOMF280h750h0.37陸軍直升機14航空動力裝置MFHBF27.0h66.0h0.41用于F-16戰斗機15航空電子系統MFHBF5.7h8.3h0.69用于F-16戰斗機16飛行控制系統MFHBF18.0h30.0h0.60用于F-16戰斗機17機載武器系統MFHBF65.0h8

40、5.0h0.76用于F-16戰斗機18機載雷達MTBF60.0h100h0.60用于F-16戰斗機19機載雷達顯示器MTBF130h475h0.27用于F-16戰斗機20平視儀MTBF150h500h0.30用于F-16戰斗機21飛行控制計算機MTBF100h400h0.25用于F-16戰斗機22火控計算機MTBF280h700h0.39用于F-16戰斗機23F-15MMH/FH19.9711.271.77目標值與門限值的示例 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.10/11/202248序號產品類型參數名稱門限值目標值門限值與目標