第五章 可靠性基礎(chǔ)知識(shí)一、故障（失效）及其分類故障：?jiǎn)适瓿梢?guī)定功能的狀態(tài)故障分類按故障的規(guī)律早期故障、偶然故障、耗損故障按故障引起的后果致命性故障、非致命性故障按故障的統(tǒng)計(jì)特性獨(dú)立故障、從屬故障第一節(jié)可靠性的基本概念及常用度量二、可靠性可靠性：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)定功能的能力。可靠性的概率度量稱為可靠度定義中的“三個(gè)規(guī)定”是理解可靠性概念的核心。產(chǎn)品是指硬件和流程性材料等有形產(chǎn)品及

軟件等無形產(chǎn)品。可大到一個(gè)系統(tǒng)，小到一個(gè)個(gè)零件。可靠性可靠性固有可靠性使用可靠性基本可靠性任務(wù)可靠性2．產(chǎn)品可靠性分類：三、維修性產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，按規(guī)定的

程序和方法進(jìn)行維修時(shí)，保持或恢復(fù)執(zhí)行規(guī)定狀態(tài)態(tài)的能力。規(guī)定條件是指維修機(jī)構(gòu)、場(chǎng)所、人員、技能、設(shè)備、工具、備件、技術(shù)資料等。維修性是產(chǎn)品質(zhì)量的一種特性；產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)賦予維修簡(jiǎn)便、迅速和經(jīng)濟(jì)。產(chǎn)品不可能無限期工作，遲早總會(huì)出故障，若能迅速而又經(jīng)濟(jì)地修復(fù)，顧客亦是滿意的。系統(tǒng)（裝備）的設(shè)計(jì)特性和計(jì)劃的保障資源滿足平時(shí)和戰(zhàn)時(shí)使用要求的能力。包括兩個(gè)方面的含義：與裝備保障有關(guān)的設(shè)計(jì)特性；保障資源的充足和適用程度。四、保障性近代復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性有兩部分構(gòu)成：硬件可靠性及軟件可靠性與軟件可靠性有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)：IEC

60300-3-6《軟件可信性應(yīng)用指南》IEC

61713《軟件生存期的軟件可信性應(yīng)用指南》五、軟件可靠性六、可用性和可信性的概念可用性可用性是產(chǎn)品可靠性、維修性和維修保障的綜合反映。可用性的概率度量稱為可用度。可用性是顧客對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的又一重要的需求。2．可信性可信性是一個(gè)集合術(shù)語，用來表示可用性及其影影響因素：可靠性、維修性、維修保障。可靠度可靠度：R(t)累積故障分布函數(shù)：F(t)

七、可靠度函數(shù)、累積故障（失效）分布函數(shù))F(t

R(t)f(t)tt理論上可證明：一個(gè)由若干組成部分構(gòu)成的產(chǎn)品，不論組成部分故障是什么分布，只要出故障后即予維修，修后如新，則較長時(shí)間后，產(chǎn)品的故障分布漸近于指數(shù)分布。3．故障密度函數(shù)：f(t)八、可靠性與維修性的常用度量（一）可靠度例：教材[例5.1-1]（二）故障（失效）率

故障率的單位1菲特（fit）=10-9/小時(shí)當(dāng)產(chǎn)品的故障服從指數(shù)分布，則故障率為常常數(shù)，此時(shí)可靠度為：例：教材[例5.1-2]（三）平均失效（故障）前時(shí)間（MTTF）

當(dāng)產(chǎn)品的壽命分布服從指數(shù)分布例：教材[例5.1-3]（四）平均故障間隔時(shí)間（MTBF）（其中T為總試驗(yàn)時(shí)間）對(duì)修歸如新的產(chǎn)品例：教材[例5.1-4]（五）貯存壽命產(chǎn)品在規(guī)定條件下貯存時(shí)，仍能滿足規(guī)定質(zhì)量要求的時(shí)間長度。（六）平均修復(fù)時(shí)間（MTTR）

式中ti：第i次修復(fù)時(shí)間n：修復(fù)次數(shù)早期故障期偶然故障期耗損故障期維修后故障率下降耗損故障偶然故障早期故障t規(guī)定的故障率AB使用壽命七、浴盆曲線性能指標(biāo)產(chǎn)品質(zhì)量專門特性（包括可靠性、維修性、保障性等）八、可靠性與產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)系第二節(jié)基本可靠性設(shè)計(jì)與分析技術(shù)一、可靠性設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容規(guī)定定性定量的可靠性要求建立可靠性模型可靠性分配可靠性預(yù)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則耐環(huán)境設(shè)計(jì)元器件選用與控制電磁兼容設(shè)計(jì)降額設(shè)計(jì)與熱設(shè)計(jì)可靠性模型——串聯(lián)模型：組成產(chǎn)品的所有單元中任一單元發(fā)生故障都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)產(chǎn)品故障——并聯(lián)模型：組成產(chǎn)品所有單元同時(shí)工作時(shí)，只要有一個(gè)單元不發(fā)生故障，產(chǎn)品就不會(huì)故障，亦稱貯備模型式中Ri(t)與λiλ(t)——第i單元的可靠度與故障率；Rs(t)與λsλ(t)——第i單元的可靠度與故障率；例1：教材[例5.2-1]例2：教材[例5.2-2]二、可靠性分配在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，將產(chǎn)品的可靠性定量要求按規(guī)定的準(zhǔn)則分配到規(guī)定的產(chǎn)品層次的過程。常用方法：評(píng)分分配法；比例分配法評(píng)分分配法選擇故障率入為分配參數(shù)，主要考慮四個(gè)影響因因素：復(fù)雜度：組成分系統(tǒng)的元器件數(shù)數(shù)量及組裝調(diào)調(diào)試的難易程度技術(shù)成熟度：分系統(tǒng)的技術(shù)水平和成熟程度重要度：分系統(tǒng)的重要性環(huán)境條件：分系統(tǒng)所處環(huán)境條件——每個(gè)因素的分值在1-10之間分配公式：（1）（2）（3）（4）例：教材[例5.2-3]應(yīng)力分析法預(yù)計(jì)公式：（1）（2）（3）三、可靠性預(yù)計(jì)根據(jù)產(chǎn)品各組成部分的可靠性預(yù)測(cè)產(chǎn)品在規(guī)定的工作條件下的可靠性常用方法：元器件計(jì)數(shù)法；應(yīng)力分析法元器件計(jì)數(shù)法預(yù)計(jì)公式：FMECAFMECA包括FMEA和CAFMEACA故障模式故障影響四、故障模式、影響及危害分析嚴(yán)酷度及其分類I類（災(zāi)難性故障）II類（致命性故障）III類（嚴(yán)重故障）IV類（輕度故障）故障概率等級(jí)A級(jí)（經(jīng)常發(fā)生，大于總故障概率的0.2）B級(jí)（很可能發(fā)生，為總故障概率的0.1~0.2）C級(jí)（偶然發(fā)生，為總故障概率的0.01~0.1）D級(jí)（很少發(fā)生，為總故障概率的0.001~0.01）E級(jí)（極不可能發(fā)生，小于總故障概率的0.001）（一）FMECA的實(shí)施步驟掌握產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和功能的有關(guān)資料掌握產(chǎn)品啟動(dòng)、運(yùn)行、操作、維修資料掌握產(chǎn)品所處環(huán)境條件的資料定義產(chǎn)品及其功能和最低工作要求按照產(chǎn)品功能方框圖畫出可靠性框圖確定分析級(jí)別描述故障模式、分析原因及影響找出故障的檢測(cè)方法找出預(yù)防措施確定嚴(yán)酷度確定故障概率等級(jí)填寫FMEA表，繪制危害性矩陣初始約定層次任務(wù)審核第頁共頁約定層次分析人員批準(zhǔn)填表日期故障模式及影響分析表五、失效（故障）樹分析FTA故障樹分析的一般要求故障樹分析的準(zhǔn)備工作故障樹的建造故障樹的定性分析故障樹的定量分析編寫故障樹分析報(bào)告六、維修性設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)可達(dá)性設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、互換性與模塊化設(shè)計(jì)防差錯(cuò)及識(shí)別標(biāo)志設(shè)計(jì)維修安全性設(shè)計(jì)故障檢測(cè)設(shè)計(jì)維修中的人的因素工程設(shè)計(jì)可靠性試驗(yàn)工程試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)可靠性試驗(yàn)的概念——可靠性試驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)環(huán)境應(yīng)力篩選試驗(yàn)可靠性增長試驗(yàn)可靠性測(cè)定試驗(yàn)可靠性鑒定試驗(yàn)可靠性驗(yàn)收試驗(yàn)第三節(jié)可靠性試驗(yàn)一、環(huán)境應(yīng)力篩選試驗(yàn)二、可靠性增長試驗(yàn)三、加速壽命試驗(yàn)

四、可靠性測(cè)定試驗(yàn)五、可靠性鑒定試驗(yàn)六、可靠性驗(yàn)收試驗(yàn)第五節(jié)可信性管理（一）可信性管理應(yīng)遵循的原則可信性設(shè)計(jì)與性能設(shè)計(jì)同步進(jìn)行將可信性管理納入統(tǒng)一計(jì)劃遵循預(yù)防為主、早期投入的方針重視和加強(qiáng)信息工作與故障報(bào)告、分析、糾正措施系統(tǒng)貫徹可信性有關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格技術(shù)狀態(tài)管理堅(jiān)持一次成功的思想嚴(yán)格進(jìn)行可信性評(píng)審職能計(jì)劃組織監(jiān)督控制指導(dǎo)二、可靠管理的基本職能、對(duì)象和方法對(duì)象產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)、使用過程中與可信性有關(guān)全部活動(dòng)。管理的基本方法管理的計(jì)劃管理的組織管理的監(jiān)督管理的控制三、建立故障報(bào)告、分析和糾正措施系統(tǒng)（F