質(zhì)量管理與可靠性(可靠性)

1、第十章第十章 可靠性可靠性設(shè)計(jì)與分析設(shè)計(jì)與分析 1、了解可靠性的基礎(chǔ)知識(shí)2、熟悉可靠性特量 3、掌握可靠性設(shè)計(jì)手法可靠性基礎(chǔ)可靠性基礎(chǔ)可靠性特征量可靠性特征量可靠性設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)可靠性管理可靠性管理一、可靠性的發(fā)展一、可靠性的發(fā)展可靠性設(shè)計(jì)與分析可靠性設(shè)計(jì)與分析1.可靠性基礎(chǔ)可靠性基礎(chǔ)始于20世紀(jì)30-40年代 ,當(dāng)時(shí)飛機(jī)、艦艇等武器裝備，常因電子設(shè)備發(fā)生故障失去了應(yīng)有的戰(zhàn)斗能力，而貽 誤戰(zhàn)機(jī)。人們開(kāi)始注意這些“意外”事故并研究其發(fā)生的規(guī)律，這就是可靠性問(wèn)題的提出?？煽啃园l(fā)展的標(biāo)志 1952年美國(guó)國(guó)防部成立電子設(shè)備可靠性咨詢組。1957年發(fā)表了軍用電子設(shè)備可靠性報(bào)告?？尚判怨こ炭尚判怨こ贪l(fā)展為

2、包括發(fā)展為包括維修性工程、測(cè)試性工程、保障性工程維修性工程、測(cè)試性工程、保障性工程在內(nèi)的可信性工程。在內(nèi)的可信性工程。二、可靠性的定義（一）狹義定義 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。（二）廣義可靠性 產(chǎn)品在規(guī)定條件下，在整個(gè)壽命周期內(nèi)完成規(guī)定功能的可能性。 a. a.故障（失效）的定義故障（失效）的定義U故障：產(chǎn)品或產(chǎn)品的一部分故障：產(chǎn)品或產(chǎn)品的一部分U不能或?qū)⒉荒芡瓿深A(yù)定功能不能或?qū)⒉荒芡瓿深A(yù)定功能U的事件或狀態(tài)。的事件或狀態(tài)。失效：產(chǎn)品終止規(guī)定功能。失效：產(chǎn)品終止規(guī)定功能。對(duì)可修復(fù)產(chǎn)品而言對(duì)可修復(fù)產(chǎn)品而言對(duì)不可修復(fù)產(chǎn)品而言對(duì)不可修復(fù)產(chǎn)品而言例：投影儀與燈泡例：投影儀與燈

3、泡 故障的表現(xiàn)形式稱(chēng)為故障（失效）模式。例：投影儀不出影象。故障的表現(xiàn)形式稱(chēng)為故障（失效）模式。例：投影儀不出影象。 引起故障的原因稱(chēng)為故障（失效）機(jī)理。引起故障的原因稱(chēng)為故障（失效）機(jī)理。 例：例：1 1、燈泡故障；、燈泡故障；2 2、電源變壓器故障；、電源變壓器故障；3 3、主電路板故障等、主電路板故障等 故障通常是產(chǎn)品失效后的狀態(tài)，但也可能失效前就存在。故障通常是產(chǎn)品失效后的狀態(tài)，但也可能失效前就存在。 b. b.故障模式、故障機(jī)理的定義故障模式、故障機(jī)理的定義1.可靠性基礎(chǔ)可靠性基礎(chǔ)U 1、按出現(xiàn)故障的規(guī)律分：偶然故障和耗損故障、按出現(xiàn)故障的規(guī)律分：偶然故障和耗損故障U 2、按故障的結(jié)

4、果分：致命性故障和非致命性故障、按故障的結(jié)果分：致命性故障和非致命性故障 U 3、按故障的統(tǒng)計(jì)特性分：獨(dú)立故障和從屬故障、按故障的統(tǒng)計(jì)特性分：獨(dú)立故障和從屬故障 偶然故障：由于偶然因素引起的故障。偶然故障：由于偶然因素引起的故障。偶然故障是隨機(jī)的，無(wú)法偶然故障是隨機(jī)的，無(wú)法控制，只能通過(guò)概率統(tǒng)計(jì)方法來(lái)預(yù)測(cè)。控制，只能通過(guò)概率統(tǒng)計(jì)方法來(lái)預(yù)測(cè)。 耗損故障：是由于產(chǎn)品的規(guī)定性能隨時(shí)間增加而逐漸衰退引起的。耗損故障：是由于產(chǎn)品的規(guī)定性能隨時(shí)間增加而逐漸衰退引起的。耗損故障可以統(tǒng)計(jì)監(jiān)測(cè)，可以通過(guò)預(yù)防維修，延長(zhǎng)使用壽命。耗損故障可以統(tǒng)計(jì)監(jiān)測(cè)，可以通過(guò)預(yù)防維修，延長(zhǎng)使用壽命。c.故障的分類(lèi)依據(jù)：故障的分類(lèi)依

5、據(jù)：d.不同故障的基本概念不同故障的基本概念注意：浴盆曲線揭示了產(chǎn)品的早期、偶然以及耗損故障期。其中早期故注意：浴盆曲線揭示了產(chǎn)品的早期、偶然以及耗損故障期。其中早期故障指由于設(shè)計(jì)和制造過(guò)程（人為）的缺陷引起的故障，可以通過(guò)設(shè)計(jì)與障指由于設(shè)計(jì)和制造過(guò)程（人為）的缺陷引起的故障，可以通過(guò)設(shè)計(jì)與過(guò)程質(zhì)量改進(jìn)加以消除，通常不作為出現(xiàn)故障的規(guī)律來(lái)劃分。過(guò)程質(zhì)量改進(jìn)加以消除，通常不作為出現(xiàn)故障的規(guī)律來(lái)劃分。1.可靠性基礎(chǔ)可靠性基礎(chǔ)U 致命性故障：完全喪失完成規(guī)定功能的能力，并可能造成人或物的致命性故障：完全喪失完成規(guī)定功能的能力，并可能造成人或物的U重大損失。重大損失。U 非致命性故障：不影響任務(wù)的完成

6、，但會(huì)導(dǎo)致非計(jì)劃的維修。非致命性故障：不影響任務(wù)的完成，但會(huì)導(dǎo)致非計(jì)劃的維修。 獨(dú)立故障：由產(chǎn)品本身原因引起而又不能成為引起其它器件故障原獨(dú)立故障：由產(chǎn)品本身原因引起而又不能成為引起其它器件故障原因的故障。因的故障。 從屬故障：其它產(chǎn)品故障引起的故障。從屬故障：其它產(chǎn)品故障引起的故障。 在評(píng)價(jià)產(chǎn)品可靠性時(shí)只統(tǒng)計(jì)獨(dú)立故障。在評(píng)價(jià)產(chǎn)品可靠性時(shí)只統(tǒng)計(jì)獨(dú)立故障。d.d.評(píng)價(jià)可靠性的故障統(tǒng)計(jì)原則評(píng)價(jià)可靠性的故障統(tǒng)計(jì)原則習(xí)題習(xí)題:關(guān)于故障（失效），以下理解錯(cuò)誤的是（關(guān)于故障（失效），以下理解錯(cuò)誤的是（ ） A.故障指產(chǎn)品或產(chǎn)品的一部分不能完成規(guī)定功能的事件或狀態(tài)故障指產(chǎn)品或產(chǎn)品的一部分不能完成規(guī)定功能的事

7、件或狀態(tài) B.失效是指產(chǎn)品終止或喪失完成規(guī)定功能的能力失效是指產(chǎn)品終止或喪失完成規(guī)定功能的能力 C.故障在產(chǎn)品失效后才表現(xiàn)出來(lái)故障在產(chǎn)品失效后才表現(xiàn)出來(lái) D.故障也可能在失效前就存在故障也可能在失效前就存在A.Ca.a.維修性定義維修性定義U 維修性的定義：產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)，按規(guī)定的程序維修性的定義：產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)，按規(guī)定的程序U和方法，保持和恢復(fù)執(zhí)行規(guī)定狀態(tài)的能力。和方法，保持和恢復(fù)執(zhí)行規(guī)定狀態(tài)的能力。 維修含義包括維護(hù)和修理兩個(gè)方面：維修含義包括維護(hù)和修理兩個(gè)方面：1）維護(hù)：也稱(chēng)預(yù)防性維修，是）維護(hù)：也稱(chēng)預(yù)防性維修，是根據(jù)產(chǎn)品功能隨時(shí)間的衰減特性以及對(duì)已掌握的

8、故障規(guī)律采取的預(yù)防性根據(jù)產(chǎn)品功能隨時(shí)間的衰減特性以及對(duì)已掌握的故障規(guī)律采取的預(yù)防性措施，以延長(zhǎng)產(chǎn)品壽命的過(guò)程。措施，以延長(zhǎng)產(chǎn)品壽命的過(guò)程。2）修理是產(chǎn)品發(fā)生故障后，使其盡可能）修理是產(chǎn)品發(fā)生故障后，使其盡可能恢復(fù)故障前的狀態(tài)?；謴?fù)故障前的狀態(tài)。 維修性概念不能等同于維修活動(dòng)，前者是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中賦予產(chǎn)品可維修性概念不能等同于維修活動(dòng)，前者是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)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(duì)可維修產(chǎn)品具備的維修特性必要時(shí)所采取的活動(dòng)。對(duì)可維修產(chǎn)品具備的維修特性必要時(shí)所采取的活動(dòng)。三、維修性1.可靠性基

9、礎(chǔ)可靠性基礎(chǔ)b.b.維修性的性質(zhì)維修性的性質(zhì) 維修性是產(chǎn)品質(zhì)量的一種特性維修性是產(chǎn)品質(zhì)量的一種特性, ,即由產(chǎn)品設(shè)計(jì)賦予其維修簡(jiǎn)便、迅速和即由產(chǎn)品設(shè)計(jì)賦予其維修簡(jiǎn)便、迅速和經(jīng)濟(jì)的經(jīng)濟(jì)的固有特性。固有特性。 產(chǎn)品可靠性與維修性密切相關(guān)，都是產(chǎn)品的產(chǎn)品可靠性與維修性密切相關(guān)，都是產(chǎn)品的重要設(shè)計(jì)特性。重要設(shè)計(jì)特性。在在產(chǎn)品的論產(chǎn)品的論證階段證階段就應(yīng)對(duì)可靠性和維修性提出要求，并通過(guò)設(shè)計(jì)、分析、試驗(yàn)、評(píng)定等就應(yīng)對(duì)可靠性和維修性提出要求，并通過(guò)設(shè)計(jì)、分析、試驗(yàn)、評(píng)定等活動(dòng)將要求落實(shí)到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，使要求在產(chǎn)品生產(chǎn)、使用和維護(hù)階段的全活動(dòng)將要求落實(shí)到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，使要求在產(chǎn)品生產(chǎn)、使用和維護(hù)階段的全壽命過(guò)

10、程得到充分體現(xiàn)。壽命過(guò)程得到充分體現(xiàn)。習(xí)題：以下說(shuō)法錯(cuò)誤是（習(xí)題：以下說(shuō)法錯(cuò)誤是（ ） A.維修性是產(chǎn)品的固有特性維修性是產(chǎn)品的固有特性 B.維修性是可以使產(chǎn)品達(dá)到使用前狀態(tài)的特性維修性是可以使產(chǎn)品達(dá)到使用前狀態(tài)的特性 C.產(chǎn)品的維修性就是指產(chǎn)品出現(xiàn)故障后進(jìn)行維修產(chǎn)品的維修性就是指產(chǎn)品出現(xiàn)故障后進(jìn)行維修 D.產(chǎn)品的維修性與可靠性密切相關(guān)，都是產(chǎn)品重要的設(shè)計(jì)特性產(chǎn)品的維修性與可靠性密切相關(guān)，都是產(chǎn)品重要的設(shè)計(jì)特性 B.C1.可靠性基礎(chǔ)可靠性基礎(chǔ)（一）可靠度（一）可靠度假定產(chǎn)品規(guī)定的時(shí)間為t，隨機(jī)變量X的分布函數(shù)為： F(t)=PXt,t0 F(t)是產(chǎn)品失效的概率函數(shù)，稱(chēng)為故障分布函數(shù)，也稱(chēng)故障

11、概率。產(chǎn)品在規(guī)定時(shí)間t內(nèi)不發(fā)生故障的概率為： PXt=1-F(t)=F (t) 通常稱(chēng)其為無(wú)故障概率，或稱(chēng)可靠度函數(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)可靠度，記為R(t)，即R(t)=1-F(t)= (t) 可靠度和故障分布函數(shù)之和恒等于1 R(t)F(t) 1 F可靠性設(shè)計(jì)與分析可靠性設(shè)計(jì)與分析2.可靠性特征量可靠性特征量一、可靠性的概率度量（一）可靠度（一）可靠度可靠度R(t)與故障分布函數(shù)F(t)具有以下性質(zhì)： 1、R(0)=1, F(0)0，這表示產(chǎn)品在開(kāi)始時(shí)處于良好的狀態(tài)； 2、R(t)是非負(fù)的遞減函數(shù)，F(xiàn)(t) 是非負(fù)的遞增函數(shù)，說(shuō)明隨著時(shí)間的增加產(chǎn)品發(fā)生故障或失效的可能性增大，可靠度變??； 3、R()0，F(xiàn)

12、()1這表示只要時(shí)間充分長(zhǎng)，產(chǎn)品終究都會(huì)失效； 4、0R(t)1，0F(t)1,即可靠度和 故障分布函數(shù)之值介于0和1之間?？煽慷萊(t)、故障分布函數(shù) F(t)與時(shí)間t的關(guān)系 F(t)tF(t)R(t)0圖圖 F( (t) )、R( (t) )與與t的關(guān)系的關(guān)系 2.可靠性特征量可靠性特征量（二）故障分布密度函數(shù)（二）故障分布密度函數(shù) 時(shí)刻t后單位時(shí)間發(fā)生故障的概率，并稱(chēng)其為故障分布密度函數(shù)如果已知故障數(shù)據(jù)，且產(chǎn)品數(shù)N相當(dāng)大，則可求出每個(gè)時(shí)間間隔t內(nèi)的故障數(shù)r(t)，從而得到平均經(jīng)驗(yàn)故障密度( ) =( )f tFt( )( )( ) =0r tF tf tN tt2.可靠性特征量可靠性特征

13、量（三）（三）f(t)、R(t)及及F(t)之間的關(guān)系之間的關(guān)系 R(t)F(t)f(t)0tf(t)圖圖 f(t)與與R(t)、F(t)的關(guān)系的關(guān)系2.可靠性特征量可靠性特征量（一）失效率函數(shù)（一）失效率函數(shù)失效率是產(chǎn)品正常工作t時(shí)刻后，單位時(shí)間失效的概率失效率通常的單位是：“10-3/h”、“10-5/h”。例 假設(shè)產(chǎn)品壽命服從指數(shù)分布，試求其失效率。解 產(chǎn)品壽命的分布函數(shù)為 其可靠度函數(shù)為 由式，其失效率為( )( )( ) =( )1-( )f tf t tR tF t( ) =,0-tf tettt( ) =( )d=-u-tR tf uuedue( )( ) =( )-t-tf t

14、e tR te壽命為指數(shù)分布的產(chǎn)品其失效率與時(shí)間無(wú)關(guān)，說(shuō)明指數(shù)分布具有無(wú)記憶性，或稱(chēng)為無(wú)后效性。二、失效率二、失效率2.可靠性特征量可靠性特征量（二）失效率函數(shù)與可靠度的關(guān)系（二）失效率函數(shù)與可靠度的關(guān)系 ( )-( )( ) =( )( )f tR t tR tR t 因?yàn)?所以 ( )( )= -( ( )( )tt00-R u u du =duln R tR u()( ) =t0- u duR te 于是有 2.可靠性特征量可靠性特征量（三）失效率函數(shù)曲線（三）失效率函數(shù)曲線耗損失效期偶然失效期使用壽命早期失效期規(guī)定的失效率時(shí)間t(t)圖圖 失效率曲線失效率曲線2.可靠性特征量可靠性特征

15、量U產(chǎn)品典型的故障率曲線產(chǎn)品典型的故障率曲線(t)使用壽命使用壽命規(guī)定的規(guī)定的故障率故障率維護(hù)后故維護(hù)后故障率下降障率下降偶然故障期偶然故障期t耗損故障期耗損故障期早早 期期故障期故障期AB1、早期故障降至最低，產(chǎn)品耗損期到來(lái)之前，、早期故障降至最低，產(chǎn)品耗損期到來(lái)之前，是產(chǎn)品的主要使用期。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(gè)常數(shù)。、故障率基本平穩(wěn)，可近似看作一個(gè)常數(shù)。3、由偶然因素引起的。、由偶然因素引起的。4、可以通過(guò)統(tǒng)計(jì)方法來(lái)預(yù)測(cè)。、可以通過(guò)統(tǒng)計(jì)方法來(lái)預(yù)測(cè)。1、產(chǎn)品使用很、產(chǎn)品使用很長(zhǎng)時(shí)間以后。長(zhǎng)時(shí)間以后。2、故障迅速上、故障迅速上升，直至極度。升，直至極度。3、主要由

16、老化，、主要由老化，廢勞、磨損、腐廢勞、磨損、腐蝕引起。蝕引起。4、可通過(guò)試驗(yàn)、可通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析確定耗數(shù)據(jù)分析確定耗損起始點(diǎn)，并通損起始點(diǎn)，并通過(guò)預(yù)防維修延長(zhǎng)過(guò)預(yù)防維修延長(zhǎng)產(chǎn)品的壽命。產(chǎn)品的壽命。 產(chǎn)品的使用壽命與產(chǎn)品規(guī)定條件產(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(guān)。和規(guī)定的可接受故障有關(guān)。 規(guī)定的允許故障率越高，產(chǎn)品使規(guī)定的允許故障率越高，產(chǎn)品使用壽命越長(zhǎng)，反之壽命越短。用壽命越長(zhǎng)，反之壽命越短。1、產(chǎn)品使用初期，故障容易暴露出來(lái)。、產(chǎn)品使用初期，故障容易暴露出來(lái)。2、故障率較高，且呈迅速下降趨勢(shì)。、故障率較高，且呈迅速下降趨勢(shì)。3、由設(shè)計(jì)和制造缺陷引起由設(shè)計(jì)和制造缺陷引起。如設(shè)

17、計(jì)不當(dāng)、。如設(shè)計(jì)不當(dāng)、材料缺陷、加工缺陷、安裝調(diào)整不當(dāng)?shù)?。材料缺陷、加工缺陷、安裝調(diào)整不當(dāng)?shù)取?4、可以通過(guò)加強(qiáng)質(zhì)量管理及采取環(huán)境應(yīng)力、可以通過(guò)加強(qiáng)質(zhì)量管理及采取環(huán)境應(yīng)力篩選加以減少。篩選加以減少。 高質(zhì)量電子產(chǎn)品其故障率曲線在其壽命高質(zhì)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。內(nèi)基本是一條平穩(wěn)的直線。 質(zhì)量低劣產(chǎn)品要么存在大量早期故障要質(zhì)量低劣產(chǎn)品要么存在大量早期故障要么很快進(jìn)入耗損故障階段。么很快進(jìn)入耗損故障階段。（四）失效率的基本形式（四）失效率的基本形式失效率類(lèi)型特 性維修效果（1）遞減型 多見(jiàn)于合格品和次品混在一起的產(chǎn)品。在最初的使用時(shí)期，許多電子元件的失效率多屬于此類(lèi)型

18、不進(jìn)行預(yù)防維修，因隨時(shí)間增加而變化，故篩選很有效（2）恒定型 由于各種失效原因或承受應(yīng)力的隨機(jī)發(fā)生。多見(jiàn)于比較復(fù)雜產(chǎn)品的最佳狀態(tài) 預(yù)防維修不起作用（3）遞增型由于內(nèi)在的磨損、老化等致使壽命終止，失效集中發(fā)生。多見(jiàn)于材料的機(jī)械磨損或腐蝕等在失效集中發(fā)生前進(jìn)行替換是有效的2.可靠性特征量可靠性特征量（一）平均壽命（一）平均壽命“平均壽命”是產(chǎn)品壽命的平均值，或壽命的數(shù)學(xué)期望（通常記為E(t)），是產(chǎn)品從投入運(yùn)行到發(fā)生失效的平均無(wú)故障工作時(shí)間。 對(duì)于不可修復(fù)產(chǎn)品，產(chǎn)品的平均壽命是指產(chǎn)品失效前正常運(yùn)行時(shí)間的平均值，也稱(chēng)為產(chǎn)品失效前的平均時(shí)間，記為MTTF（Mean time to failure）。對(duì)

19、于可修復(fù)產(chǎn)品，產(chǎn)品的平均壽命是指產(chǎn)品兩次故障間隔的平均時(shí)間，也稱(chēng)產(chǎn)品平均失效間隔，記為MTBF（Mean time between failure）。對(duì)于N較大，可用分組處理，平均壽命數(shù)據(jù)愈多，分組愈多，平均壽命 =111=kk*iiiiii=ttnt fN00=( ) =( )=( )dtE ttf t dtR tt三、壽命三、壽命 2.可靠性特征量可靠性特征量1.1.可靠壽命可靠壽命可靠度是時(shí)間的函數(shù)，若已知可靠度函數(shù)R(t)的表達(dá)式，則當(dāng)給定一個(gè)可靠度r，即可通過(guò)解方程 R(tr)=r 求出與之對(duì)應(yīng)的工作時(shí)間稱(chēng)為產(chǎn)品的可靠壽命?？煽繅勖Ｖ灰o定產(chǎn)品的使用時(shí)間t 0)t( ) =( )=

20、 -t-t0F tf u du1 e( 0)t 失效函數(shù)為： 可靠度函數(shù)為：( ) =1-( ) =-tR tF te( 0)t 失效率函數(shù)為：-( )( ) =( )R t tR tttbR(t)1t0cF(t)10(t)0tdF(t)0a 圖圖 指數(shù)分布指數(shù)分布的的f(t),F(t),R(t),( (t) )曲線曲線 指數(shù)分布具有無(wú)記憶性無(wú)記憶性 二、正態(tài)分布二、正態(tài)分布若產(chǎn)品的壽命的失效密度函數(shù)為 2-21( ) =2t -()fte (0)t產(chǎn)品的可靠度函數(shù)為 2()-( ) =1-( ) =1-=1-()-(-)u-t201t R tF tedu2產(chǎn)品的效率函數(shù)為 ( )( )( )

21、 =( )1-() -(-)-R tf t tt - R t 三、威布爾分布三、威布爾分布 若產(chǎn)品的壽命的分布函數(shù)為 -()1-( )=0m0t-reF t()( )00trtr若產(chǎn)品的壽命的分布密度函數(shù)為 -()-()( ) =0m0t rm-10wt rmeft若產(chǎn)品的壽命的失效率函數(shù)為 -1( )( ) =()( )m0t -r-R tm tR t若產(chǎn)品的可靠度函數(shù)為 ()( ) =m0t-r-R te()( 0），r0（ t），是威布爾分布的三個(gè)參數(shù)。 m是三參數(shù)中最重要的參數(shù)，它決定威布爾分布曲線的形狀，故稱(chēng)為形狀參數(shù)形狀參數(shù)。圖圖 r0=0,=1時(shí)不同時(shí)不同m的威布爾分布的的威布爾

22、分布的fw(t)、R(t)及及(t)曲線曲線fW(t)R(t)(t)習(xí)題：某產(chǎn)品使用了習(xí)題：某產(chǎn)品使用了1810h，其間發(fā)生三次故障，第一次維修時(shí)間，其間發(fā)生三次故障，第一次維修時(shí)間 為為3h，第二次為，第二次為8h，第三次為，第三次為2h，則：，則：04年考題年考題 1、產(chǎn)品平均修復(fù)時(shí)間為（、產(chǎn)品平均修復(fù)時(shí)間為（ ） A.4.33h B.4.75h C.4.00h D.5.50h 2、產(chǎn)品平均故障間隔時(shí)間（、產(chǎn)品平均故障間隔時(shí)間（ ） A.600h B.603.3h C.595h D.599h 3、假定產(chǎn)品故障服從指數(shù)分布，則故障率（、假定產(chǎn)品故障服從指數(shù)分布，則故障率（ ） A.1/600

23、h B.1/603.3h C.1/595h D.1/599h 4、若已知使用壽命是平均壽命的、若已知使用壽命是平均壽命的2倍，則可靠度（倍，則可靠度（ ） A. e B. e-1 C. e-2 D. e2ADDC案例計(jì)算其他案例計(jì)算：（P378)第一第一 可靠性設(shè)計(jì)概述可靠性設(shè)計(jì)概述一、影響產(chǎn)品可靠性的因素及其比率分配二、系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)方法 三、產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)一般程序 四、現(xiàn)代可靠性設(shè)計(jì)的主要體現(xiàn)可靠性設(shè)計(jì)與分析可靠性設(shè)計(jì)與分析3.可靠性設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)一、影響產(chǎn)品可靠性的因素及其比率分配一、影響產(chǎn)品可靠性的因素及其比率分配 內(nèi)在可靠性使用可靠性產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)技術(shù) 40%零部件、原材料 30%制

24、造技術(shù) 10%使用、操作維修等20%3.可靠性設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)二、系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)的方法二、系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)的方法可靠性預(yù)測(cè)：按照已知零部件或各單元的可靠性數(shù)據(jù),計(jì)算系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)，以得到比較滿意的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。 可靠性分配：按照已給定的系統(tǒng)可靠性指標(biāo)，對(duì)組成系統(tǒng)的單元進(jìn)行可靠性分配。并在多種設(shè)計(jì)方案中比較、選優(yōu)。 三、可靠性設(shè)計(jì)的一般程序三、可靠性設(shè)計(jì)的一般程序確定產(chǎn)品可靠性是指： 收集零部件、元器件的失效數(shù)據(jù)，考慮環(huán)境及負(fù)荷，確定失效率； 確定產(chǎn)品的壽命剖面、任務(wù)剖面及使用環(huán)境； 根據(jù)零部件、元器件、組件之間的功能關(guān)系，建立可靠性模型； 進(jìn)行產(chǎn)品可靠性指標(biāo)初次分配和預(yù)測(cè)；根據(jù)給出的失效率指標(biāo)，

25、選擇零部件、元器件的類(lèi)型，以及額定值和降額應(yīng)力比，確定產(chǎn)品的環(huán)境； 根據(jù)初選的零部件、元器件，以及所選的模型，用較精確的方法預(yù)測(cè)可靠性，并重新進(jìn)行可靠性分配； 進(jìn)行故障模式、影響及危害度分析（FMECA）或故障樹(shù)分析（FTA）；改進(jìn)設(shè)計(jì)；進(jìn)行電磁兼容設(shè)計(jì)、熱設(shè)計(jì)、降額、耐環(huán)境、安全性、容差、加固、人-機(jī)系統(tǒng)和維修設(shè)計(jì)等。 四、現(xiàn)在可靠性設(shè)計(jì)的主要體現(xiàn)四、現(xiàn)在可靠性設(shè)計(jì)的主要體現(xiàn)更嚴(yán)格的簡(jiǎn)化及降額設(shè)計(jì)。采用計(jì)算機(jī)輔助可靠性設(shè)計(jì)。 非電子設(shè)備的可靠性設(shè)計(jì)研究取得了相當(dāng)大的發(fā)展。 軟件可靠性已成為一個(gè)新的可靠性分支，并得到迅速發(fā)展 。為盡早發(fā)現(xiàn)并剔除引起早期失效的薄弱元器件及工藝缺陷，采用組合環(huán)境應(yīng)

26、力試驗(yàn)和加強(qiáng)環(huán)境應(yīng)力篩選試驗(yàn)。 進(jìn)行可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)，即預(yù)先進(jìn)行的鑒定試驗(yàn) 。串聯(lián)系統(tǒng)的可靠性框圖串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度Rs(t)： 假設(shè)n單元的可靠度為Rn(t),則串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度串聯(lián)系統(tǒng)的平均無(wú)故障工作時(shí)間（MTTFs）： 一、串聯(lián)系統(tǒng)一、串聯(lián)系統(tǒng)單元1單元2單元ns12n=1( ) =( )( ).( ) =( )niiRtR t RtRtR t000=1=( )=( )=( )nssiiMTTFtf t dtR t dtR t dt第二第二 系統(tǒng)可靠性模型系統(tǒng)可靠性模型例例一個(gè)電子放大器由152個(gè)獨(dú)立元件串聯(lián)組成，各元件均服從指數(shù)分布，其失效率如表13.2.2所示。試求放大器正常工作100小

27、時(shí)的可靠度及平均無(wú)故障工作時(shí)間。解 =50 .6+100.8+150.4+300.2+400.5+520.1 =0.0048/小時(shí)tsetR0048. 0)(6187. 0)100(48. 01000048. 0eeRs33.2080048. 011sMTTF， 失效個(gè)數(shù)51015304052失效率10-4/小時(shí)0.60.80.40.20.50.1例例串聯(lián)系統(tǒng)由n個(gè)可靠性Ri相等的單元構(gòu)成，試求n=1,5,10,15,20,25,30,35,40,45時(shí)，Ri為1,0.99,0.98,0.97,0.96,0.95的系統(tǒng)可靠度。解 因?yàn)?，計(jì)算與不同n相應(yīng)的系統(tǒng)可靠度,結(jié)果如表。niniisRR

28、tR1)(n 1.000 0.990 0.980 0.970 0.960 0.950 1 1.000 0.990 0.980 0.970 0.960 0.950 5 1.000 0.951 0.904 0.859 0.815 0.774 10 1.000 0.904 0.817 0.737 0.665 0.599 15 1.000 0.860 0.739 0.633 0.542 0.463 20 1.000 0.818 0.668 0.544 0.442 0.358 25 1.000 0.778 0.603 0.467 0.360 0.277 30 1.000 0.740 0.545 0.40

29、1 0.294 0.215 35 1.000 0.703 0.493 0.344 0.240 0.166 40 1.000 0.669 0.446 0.296 0.195 0.129 45 1.000 0.636 0.403 0.254 0.159 0.099 Ri圖圖13-2-3 13-2-3 Ri關(guān)系曲線關(guān)系曲線 R=1R=0.99 R=0.98R=0.97R=0.960.00.20.40.60.81.01.21510 15 20 25 30 35 40 45 R=0.95二、并聯(lián)系統(tǒng)二、并聯(lián)系統(tǒng)并聯(lián)系統(tǒng)可靠性框圖并聯(lián)系統(tǒng)可靠度系統(tǒng)的平均壽命 單元1單元2單元n=1( ) = 1 -1 -

30、( )nsiiRtRtn00i=1=( )=1-1-( )ssiMTTFR t dtR tdt例例若系統(tǒng)由n個(gè)壽命服從指數(shù)分布、失效率相同的單元并聯(lián)組成，試求n=1,3,5,8,10時(shí)，失效率=0.01,0.05,0.1,0.2,0.3,0.5,0.6,0.8時(shí)系統(tǒng)的可靠度R，平均無(wú)故障時(shí)間。 nitsietR111)(解 因本題系統(tǒng)各單元的失效率相同，且壽命服從指數(shù)分布，由 計(jì)算不同單元數(shù)n的可靠度，結(jié)果如下表。對(duì)應(yīng)不同失效率、單元個(gè)數(shù)n與系統(tǒng)可靠度R的關(guān)系如圖所示。 n1358100.01 0.990050 0.999999 1.000000 1.000000 1.000000 0.05

31、0.951229 0.999884 1.000000 1.000000 1.000000 0.10 0.904837 0.999138 0.999992 1.000000 1.000000 0.20 0.818731 0.994044 0.999804 0.999999 1.000000 0.40 0.670320 0.964167 0.996105 0.999860 0.999985 0.50 0.606531 0.939084 0.990569 0.999426 0.999911 0.60 0.548812 0.908151 0.981302 0.998283 0.999650 0.80

32、0.449329 0.833015 0.949364 0.991545 0.997436 表表 不同失效率不同失效率和和n的可靠度計(jì)算值的可靠度計(jì)算值0.8=0.6=0.2=0.1=0.01圖圖由公式nisiMTTF1113000,2000,1500,1000,5001計(jì)算 n=1,2,5,8,10時(shí)，系統(tǒng)平均無(wú)故障時(shí)間，結(jié)果如表13.2.4所示。因?yàn)閱卧骄鶡o(wú)故障工作時(shí)間MTTF=1/，系統(tǒng)平均無(wú)故障工作時(shí)間與單元平均無(wú)故障工作時(shí)間之間的關(guān)系，可表為： ninisiMTIFiMTIF111111計(jì)算結(jié)果及關(guān)系曲線分別如表和圖所示。 n 1/135810500 500.00 916.67 11

33、41.67 1358.93 1464.48 10001000.00 1833.33 2283.33 2717.86 2928.97 15001500.00 2750.00 3425.00 4076.79 4393.45 20002000.00 3666.67 4566.67 5435.71 5857.94 25002500.00 4583.33 5708.33 6794.64 7322.42 30003000.00 5500.00 6850.00 8153.57 8786.90 表表圖圖010002000300040005000600070008000900010000500100015002

34、00025003000n=1n=3n=5n=8n= =10 例例 研究?jī)蓚€(gè)等可靠度的獨(dú)立單元組成的并聯(lián)系統(tǒng)的可靠度。解 設(shè)單元等可靠度為 tetR)(因此，兩個(gè)等可靠度單元組成的并聯(lián)系統(tǒng)的可靠度為：tttseeetR222)1 (1)(所以系統(tǒng)的故障率為：ttttttsssseeeeeetRtRtRdtdt2)1 (22)(2)()()(ln)(22從而有tttsteet2)1 (2)(limlim并聯(lián)系統(tǒng)的失效率隨時(shí)間而變化，當(dāng)時(shí)間很長(zhǎng)時(shí)可視為常數(shù)。 一、一、可靠性預(yù)測(cè)的目的可靠性預(yù)測(cè)的目的1.為設(shè)計(jì)決策提供科學(xué)合理的依據(jù)。2.根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果，編制可靠性關(guān)鍵件清單，為生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量控制提供依據(jù)；

35、3.為可靠性試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)提供依據(jù)；4.為產(chǎn)品系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)分配提供依據(jù)和順序；5.對(duì)產(chǎn)品使用、維護(hù)提供信息等。 第三第三 可靠性預(yù)測(cè)可靠性預(yù)測(cè)二、可靠性預(yù)測(cè)的程序二、可靠性預(yù)測(cè)的程序確定質(zhì)量目標(biāo)。擬定使用模型。建立產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。推導(dǎo)數(shù)學(xué)模型。確定單元功能。確定環(huán)境系數(shù)。確定系統(tǒng)應(yīng)力。假定失效分布。計(jì)算單元的工作失效率和貯存失效率。計(jì)算產(chǎn)品可靠性。（一）元器件計(jì)數(shù)法（一）元器件計(jì)數(shù)法失效率數(shù)學(xué)模型 其中：s為系統(tǒng)（設(shè)備）總失效率；Gi為第i個(gè)元器件的通用失效率，Qi為第i個(gè)元器件的質(zhì)量系數(shù)；Ni為第i個(gè)元器件的質(zhì)量數(shù)量；n為不同元器件的種類(lèi)數(shù)目。 適用范圍 適用于電子類(lèi)產(chǎn)品的方案論證及初步設(shè)計(jì)階段

36、。在產(chǎn)品的原理圖基本形成，元器件清單初步確定的情況下應(yīng)用。 =1=()nsiGiQiiN三、可靠性預(yù)測(cè)的一般方法三、可靠性預(yù)測(cè)的一般方法例例某雷達(dá)的元器件數(shù)量、質(zhì)量系數(shù)、失效率如表13.3.1所示，求其MTBF及工作500小時(shí)的可靠度。元器件類(lèi)型數(shù)量通用失效率Gi（106/h）質(zhì)量系數(shù)Qi總失效率s（106/h）單片雙極電路20 0.85117硅NPN晶體管1201.100.452.8通用硅二極管3400.27191.8碳膜電阻4200.120.630.24線繞電位器801.840.573.6云母電容1700.09115.3電感器600.290.712.18連接器600.200.89.6開(kāi)關(guān)4

37、1.4815.92 總 和308.44解 計(jì)算系統(tǒng)平均故障間隔時(shí)間（TBF）324244.3081016系統(tǒng)的失效率BFT（小時(shí)） 工作500小時(shí)的可靠度為 R(500)= e-500/3242 = e-0.1542= 0.857 （二）應(yīng)力分析法（二）應(yīng)力分析法 失效率數(shù)學(xué)模型 其中b是基本失效率；i是各種系數(shù)，如是質(zhì)量系數(shù)、E是環(huán)境系數(shù)等。適用范圍 應(yīng)力強(qiáng)度模型認(rèn)為產(chǎn)品所受的應(yīng)力大于其允許的強(qiáng)度就會(huì)失效。因此，采用應(yīng)力分析法需要知道元器件所受的應(yīng)力，如溫度、電壓、振動(dòng)等，這決定了應(yīng)力分析法只能用于詳細(xì)設(shè)計(jì)階段。 =() =pbEAs2rCbi 例例 某設(shè)備用的金屬膜電阻器，額定溫度為0，額

38、定功率0.2W，阻值為20k，使用于一般地面環(huán)境GFI，電阻器的工作溫度為50，工作時(shí)電阻的耗散功率為0.1W，求該電阻的工作失效率p。 解 查GJB/Z299B-98手冊(cè)， REbp計(jì)算應(yīng)力比（降額系數(shù)） S工作功率/額定功率0.1/0.250.4T=50，S=0.4，查GJB/Z299B-98手冊(cè)表5.1.4.2-5，得基本失效率b0.009(10-6/h)； 阻值為20k，查GJB/Z299B-98手冊(cè)表5.1.4.2-3，得R =1 查GJB/Z299B-98手冊(cè)表5.1.4.2-2，得 =1； 計(jì)算該電阻的工作是效率b)/10(0162. 0118 . 1009. 06hp（三）相似

39、產(chǎn)品法（三）相似產(chǎn)品法 預(yù)測(cè)的基本公式 其中TBFS是系統(tǒng)的MTBF(h)；TBFi是第i分系統(tǒng)的MTBF(h)適用范圍 相似產(chǎn)品法是根據(jù)以前研制和生產(chǎn)功能相似的產(chǎn)品時(shí)，所獲得的失效率數(shù)據(jù)和特定的經(jīng)驗(yàn)，估計(jì)新設(shè)計(jì)產(chǎn)品的可靠性參數(shù)。在機(jī)械、電子、機(jī)電類(lèi)具有相似可靠性數(shù)據(jù)的新產(chǎn)品方案論證、初步設(shè)計(jì)階段，可用相似產(chǎn)品法進(jìn)行可靠性預(yù)計(jì)相似產(chǎn)品法的一般步驟 (1)確定與新設(shè)計(jì)產(chǎn)品在類(lèi)型、使用條件及可靠性特征最相似的現(xiàn)有產(chǎn)品； (2)對(duì)相似產(chǎn)品在使用期間所有數(shù)據(jù)進(jìn)行可靠性分析； (3)根據(jù)相似產(chǎn)品的可靠性，作適當(dāng)修正，作出新產(chǎn)品所具有的可靠性水平。 =1=nsii=111=nBFSBFiiTT或一、可靠性

40、分配的基本概念一、可靠性分配的基本概念可靠性分配的實(shí)質(zhì) 系統(tǒng)可靠性分配方法，實(shí)質(zhì)上是數(shù)學(xué)規(guī)劃方法，特別是動(dòng)態(tài)規(guī)劃的方法。它是一個(gè)最優(yōu)化問(wèn)題，可分為三類(lèi)：（1）以可靠性指標(biāo)為約束條件，以成本低、重量輕、體積小為目標(biāo)；（2）在限定研制周期內(nèi)，實(shí)現(xiàn)成本低且可靠性盡可能高;（3）用盡可能低成本得到盡可能高的可靠性?？煽啃苑峙涞脑瓌t關(guān)鍵性部件分配較高的可靠度；現(xiàn)有技術(shù)水平能達(dá)到所需的可靠性； 惡劣環(huán)境條件下工作的分系統(tǒng)與部件，應(yīng)分配較高的可靠性指標(biāo); 對(duì)難于修理的單元分配較高的可靠度； 對(duì)新研制采用新材料、新工藝，技術(shù)上不太成熟的產(chǎn)品，可靠性指標(biāo)分配應(yīng)相對(duì)較低； 復(fù)雜的分系統(tǒng)和部件，可分配較低的可靠性指

41、標(biāo)。 第四第四 可靠性分配可靠性分配二、可靠性分配的一般方法二、可靠性分配的一般方法1. 等同分配法 對(duì)全部子系統(tǒng)給予相等可靠度；分配簡(jiǎn)單，但是沒(méi)有考慮和根據(jù)各單元現(xiàn)有可靠度水平、重要度及工藝水平等的不同而分配不同的可靠度值 2.代數(shù)（AGREE）分配法 根據(jù)每個(gè)單元的重要程度、復(fù)雜程度以及工作時(shí)間進(jìn)行可靠性指標(biāo)的分配 3.加權(quán)因子分配法 根據(jù)系統(tǒng)單元的重要性、復(fù)雜性因素，以及環(huán)境因素、標(biāo)準(zhǔn)化因素、維修性因素和質(zhì)量因素，加權(quán)處理。 4.拉格朗日乘數(shù)法 拉格朗日乘數(shù)法即條件極值法，是拉氏乘數(shù)法在可靠性分配中的應(yīng)用 。類(lèi)似以系統(tǒng)可靠度、體積、復(fù)雜程度為約束條件的可靠性分配問(wèn)題，也可采用拉格朗日乘數(shù)

42、法 （一）基本概念（一）基本概念1.故障模式 所謂故障模式是指元器件或產(chǎn)品能被觀察到的故障現(xiàn)象， FMEA和FMECA均需從產(chǎn)品的故障（失效）模式分析中，尋找發(fā)生故障的機(jī)理與誘因，藉此為排除故障制定相應(yīng)的對(duì)策。 常見(jiàn)故障模式一覽表 序號(hào)故障模式序號(hào)故障模式序號(hào)故障模式序號(hào)故障模式12345678910結(jié)構(gòu)破損機(jī)械卡死振動(dòng)不能保證指定位置不能開(kāi)不能關(guān)誤開(kāi)誤關(guān)內(nèi)漏111213141516171819外漏超出允差上限超出允差下限意外運(yùn)行間歇性工作漂移性工作流動(dòng)不暢錯(cuò)誤指示錯(cuò)誤動(dòng)作192021222324252627不能關(guān)機(jī)不能開(kāi)機(jī)不能切換提前運(yùn)行滯后運(yùn)行輸入量過(guò)大輸入量過(guò)小輸出量過(guò)大輸出量過(guò)小293

43、031323334無(wú)輸入無(wú)輸出電短路電開(kāi)路電泄漏其他202122232425262728第五第五 可靠性分析可靠性分析 一、一、FMEA和和FMECA （一）基本概念（一）基本概念2.故障影響和危害度 危害度等級(jí)（嚴(yán)酷度）是指某種故障模式影響的嚴(yán)酷程度 失效效應(yīng)危害度等級(jí)（嚴(yán)酷度）一覽表 危害度等級(jí)危 害 狀 態(tài)I （災(zāi)難性）可能成為主要系統(tǒng)喪失功能，從而導(dǎo)致系統(tǒng)或其環(huán)境重大損壞的潛在原因或造成人身傷亡潛在原因的任何事件II （致命性）可能成為主要系統(tǒng)喪失功能，從而導(dǎo)致該系統(tǒng)或其環(huán)境的重大損壞的潛在原因，而又幾乎不危及人身安全的任何事件III （臨界）能造成系統(tǒng)功能、性能的退化而對(duì)系統(tǒng)或人員的

44、生命或肢體沒(méi)有可感覺(jué)的損傷的任何事件IV （輕度）可能成為系統(tǒng)功能、性能退化的原因而對(duì)系統(tǒng)或其環(huán)境幾乎無(wú)損壞，對(duì)人身安全無(wú)損害的任何事件（二）（二）FMEA和和FMECA的分析步驟的分析步驟 (1)弄清與系統(tǒng)有關(guān)的全部情況(2)擬定功能和可靠性框圖以及其他圖表或數(shù)學(xué)模型，并作文字說(shuō)明 確定分析的基本原則和用于完成分析的相應(yīng)文件 找出失效模式、原因和效應(yīng)以及它們之間相對(duì)的重要性和順序 找出失效的檢測(cè)、隔離措施和方法 找出設(shè)計(jì)和工作中的預(yù)防措施，以防止發(fā)生特別不希望發(fā)生的事件 確定事件的危害度(FMEA) 估計(jì)失效概率(適用FMECA) 對(duì)考慮的多重失效的特定組合進(jìn)行調(diào)查(選作) 分析報(bào)告(即提出

45、建議) （三）危害性分析（三）危害性分析 危害性分析的目的（1）盡量消除危害度高的故障模式 （2）當(dāng)無(wú)法消除危害度高的故障模式時(shí)，要盡量從設(shè)計(jì)、制造、使用（3）和維護(hù)等方面去減少其發(fā)生的概率 （4）根據(jù)元器件、零部件或產(chǎn)品不同的危害度，相應(yīng)提出不同的質(zhì)量要求 （5）根據(jù)元部件或產(chǎn)品不同的危害度，相應(yīng)地對(duì)元部件或產(chǎn)品有關(guān)部位增設(shè)保護(hù)、監(jiān)測(cè)或報(bào)警裝置 常用方法（1）危害度矩陣估計(jì)法 （2）解析式估計(jì)法 （四）（四）FMEA及及FMECA的分析方法的分析方法 1.表格分析法 2.矩陣分析法（本書(shū)不詳細(xì)介紹） 1.表格分析法表格分析法表格法是利用表格列出各單元故障模式，再通過(guò)故障模式分析找出由此產(chǎn)生的

46、后果具體步驟：(1)繪制分級(jí)功能框圖 (2)對(duì)分級(jí)功能圖中的每一個(gè)方框，自下而上逐級(jí)進(jìn)行FMECA分析，指出被分析方框?qū)Ω咭患?jí)的隸屬等級(jí)產(chǎn)的影響 (3)確定被分析單元的故障模式頻數(shù)比aij (4)計(jì)算單元危害度Cij (5)計(jì)算產(chǎn)品危害度 (6)編制單元故障影響分析一覽表及相應(yīng)的故障模式及危害度表 詳見(jiàn)MT-57引信的FMECA工作（一）基本術(shù)語(yǔ)和符號(hào)（一）基本術(shù)語(yǔ)和符號(hào) 1.事件故障或不正常狀態(tài)稱(chēng)為故障事件故障事件而完好或正常狀態(tài)則稱(chēng)為成功事件成功事件底事件底事件是故障樹(shù)分析中僅導(dǎo)致其它事件的原因事件 結(jié)果事件結(jié)果事件是故障樹(shù)分析中由其它事件或事件組合所導(dǎo)致的事件特殊事件特殊事件是指在故障分

47、析中需要用特殊符號(hào)表明其特殊性或引起注意的事件 底事件 底事件以外的事件 未探明事件 開(kāi)關(guān)事件 條件事件圖圖13-5-6 13-5-6 各種事件符號(hào)各種事件符號(hào)二、故障樹(shù)分析二、故障樹(shù)分析( (FTA) ) （一）基本術(shù)語(yǔ)和符號(hào)（一）基本術(shù)語(yǔ)和符號(hào)2.邏輯門(mén) （1）與門(mén)與門(mén)表示僅當(dāng)在所有輸入事件發(fā)生時(shí)，輸出時(shí)間才發(fā)生。 （2）或門(mén)或門(mén)表示至少有一個(gè)輸入事件發(fā)生時(shí)，輸出時(shí)間就發(fā)生。其符號(hào)見(jiàn)表13.5.6。 （3）非門(mén)非門(mén)表示輸出事件是輸入事件的對(duì)立面。 （4）特殊門(mén)特殊門(mén)有：順序與門(mén)，順序與門(mén)，表示僅當(dāng)輸入事件按規(guī)定的順序發(fā)生時(shí)，輸出事件才發(fā)生。表決門(mén)表決門(mén)表示n個(gè)輸入事件中有r個(gè)或r個(gè)以上事件

48、發(fā)生時(shí)，輸出事件才發(fā)生。異或門(mén)異或門(mén)表示或門(mén)中輸入事件互斥，即當(dāng)單個(gè)輸入事件發(fā)生其它事件都不發(fā)生時(shí)，輸出事件才發(fā)生。禁禁門(mén)門(mén)表示僅當(dāng)禁門(mén)打開(kāi)的條件事件發(fā)生時(shí)，輸入事件的發(fā)生導(dǎo)致輸出事件的發(fā)生。順序條件 與門(mén)或門(mén)異或門(mén)順序與門(mén)nrnr表決門(mén)禁門(mén)打開(kāi)條件禁門(mén)（一）基本術(shù)語(yǔ)和符號(hào)（一）基本術(shù)語(yǔ)和符號(hào)3.轉(zhuǎn)移符號(hào) 轉(zhuǎn)移符號(hào)是為使圖形簡(jiǎn)明和避免重復(fù)而設(shè)置，有：相同轉(zhuǎn)移符號(hào)，用以指明子樹(shù)的位置，說(shuō)明在此位置上的子樹(shù)與另一子樹(shù)完全相同。(a)為轉(zhuǎn)向符號(hào)；（b）為轉(zhuǎn)此符號(hào)。 相似轉(zhuǎn)向符號(hào)，指明相似子樹(shù)的位置。(c)為相似轉(zhuǎn)向符號(hào)；（d）為相似轉(zhuǎn)此符號(hào)。(a) (b) (c) (d) 圖圖13-5-8 13-5

49、-8 相同、相似轉(zhuǎn)移符號(hào)相同、相似轉(zhuǎn)移符號(hào) （二）（二）建造故障樹(shù)建造故障樹(shù) 就方法論而言，建樹(shù)方法有演繹法、判定表法和合成法等。從具體的方法來(lái)看可分為人工建樹(shù)和自動(dòng)建樹(shù)（或計(jì)算機(jī)輔助建樹(shù)）兩類(lèi)。人工建樹(shù)采用演繹法，先選定系統(tǒng)故障的一個(gè)判據(jù)作為分析目標(biāo)（頂事件），然后找出直接導(dǎo)致頂事件發(fā)生的各種可能因素或因素組合，包括功能故障、部件不良、程序錯(cuò)誤、人為失誤及環(huán)境影響等。再進(jìn)一步分析個(gè)因素故障的原因，如此由上而下循序逐級(jí)進(jìn)行，直至找出各基本事件，就得到一棵故障樹(shù)。 （三）故障樹(shù)的簡(jiǎn)化（三）故障樹(shù)的簡(jiǎn)化簡(jiǎn)化故障樹(shù)應(yīng)遵循以下規(guī)則： 規(guī)則1：根據(jù)邏輯門(mén)等效變換規(guī)則將原故障樹(shù)變換成規(guī)范故障樹(shù)只含與門(mén)、或

50、門(mén)、非門(mén)及結(jié)果事件和底事件的故障樹(shù)。 規(guī)則2：除去明顯的邏輯多余事件，即將不經(jīng)過(guò)邏輯門(mén)直接相連的一串事件只保留最下面的一個(gè)事件。 規(guī)則3：除去明顯的邏輯多余門(mén)。 規(guī)則4：利用轉(zhuǎn)移符號(hào)，使每一棵故障樹(shù)和子樹(shù)的層次不至于太多，以便閱圖著看圖。 一、簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)一、簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)可提高產(chǎn)品固有可靠性。 一個(gè)由k個(gè)單元串聯(lián)組成的產(chǎn)品，若單元可靠度為Ri，則產(chǎn)品可靠度Rs及不可靠度Fs分別為：=1=ksiiRR=1=1= 1-= 1-= 1-(1-)kkssiiiiFRRF產(chǎn)品愈復(fù)雜，組成的單元愈多，產(chǎn)品的可靠度Rs就愈小 第六第六 可靠性設(shè)計(jì)的常用技術(shù)可靠性設(shè)計(jì)的常用技術(shù) 二、降額設(shè)計(jì)二、降額設(shè)計(jì)降額設(shè)

51、計(jì)是使元器件或產(chǎn)品在工作時(shí)承受的工作應(yīng)力適當(dāng)?shù)陀陬~定值，達(dá)到降低元器件或產(chǎn)品的基本失效率，提高使用可靠性的目的。 三、冗余設(shè)計(jì)三、冗余設(shè)計(jì)在可靠性較低的元器件或部件（分系統(tǒng)）兩端，附加一個(gè)或幾個(gè)相同的元器件或部件，保證產(chǎn)品僅當(dāng)附加的元器件或部件全部失效時(shí)，產(chǎn)品才發(fā)生故障，這樣的系統(tǒng)成為貯備系統(tǒng)，這種設(shè)計(jì)方法稱(chēng)為貯備設(shè)計(jì)，也稱(chēng)冗余設(shè)計(jì)。冗余設(shè)計(jì)大體上可分為工作貯備設(shè)計(jì)和非工作貯備設(shè)計(jì)。 四、容差與漂移設(shè)計(jì)四、容差與漂移設(shè)計(jì)在確定產(chǎn)品的技術(shù)性能、可靠性等指標(biāo)的情況下，合理選取和確定各元器件、部件、單元等的設(shè)計(jì)參數(shù)的精度，使設(shè)計(jì)達(dá)到系統(tǒng)或設(shè)備的各項(xiàng)指標(biāo)要求的容差能力，稱(chēng)為容差設(shè)計(jì)。產(chǎn)品的元器件、零部

52、件除有一定的誤差范圍活分布外，參數(shù)還會(huì)隨著環(huán)境條件的變化而漂移。為使產(chǎn)品在整個(gè)壽命期間內(nèi)和規(guī)定的環(huán)境條件下，處于正常狀態(tài)，在設(shè)計(jì)上采取適應(yīng)元器件、零部件、單元參數(shù)漂移的措施，即容許設(shè)計(jì)參數(shù)在一定范圍漂移的措施，稱(chēng)為漂移設(shè)計(jì)。 第四節(jié) 可信性管理 大綱要求大綱要求 1、掌握管理基本原則與可信性管理方法、掌握管理基本原則與可信性管理方法 2、了解故障報(bào)告分析及糾正措施系統(tǒng)、了解故障報(bào)告分析及糾正措施系統(tǒng) 3、了解可信性評(píng)審作用和方法、了解可信性評(píng)審作用和方法一、二、可信性管理的基本原則及管理方法 綱綱知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)掌握可信性管理的掌握可信性管理的基本原則及管理的基本原則及管理的基本方法基本方法a.了

53、解可信性管理的基本概念了解可信性管理的基本概念b.掌握可信性管理應(yīng)遵循的基本原則掌握可信性管理應(yīng)遵循的基本原則c.掌握可信性管理的職能、對(duì)象和方法掌握可信性管理的職能、對(duì)象和方法可靠性設(shè)計(jì)與分析可靠性設(shè)計(jì)與分析4.可靠性管理可靠性管理a.了解可信性管理的基本概念U 可信性管理就是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，通過(guò)制定和實(shí)施一項(xiàng)科學(xué)的可信性管理就是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，通過(guò)制定和實(shí)施一項(xiàng)科學(xué)的U計(jì)劃，去組織、控制和監(jiān)督可信性活動(dòng)的開(kāi)展，以保證用最少的資源計(jì)劃，去組織、控制和監(jiān)督可信性活動(dòng)的開(kāi)展，以保證用最少的資源U實(shí)現(xiàn)顧客所要求的產(chǎn)品可信性。實(shí)現(xiàn)顧客所要求的產(chǎn)品可信性。U 其指導(dǎo)思想是其指導(dǎo)思想是預(yù)防故障，盡早

54、發(fā)現(xiàn)故障，及時(shí)糾正故障，驗(yàn)證糾預(yù)防故障，盡早發(fā)現(xiàn)故障，及時(shí)糾正故障，驗(yàn)證糾U正措施有效性和驗(yàn)證可信性指標(biāo)。正措施有效性和驗(yàn)證可信性指標(biāo)。b.掌握可信性管理的基本原則 1、從頭做起，從上抓起、從頭做起，從上抓起 2、強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)工程管理、強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)工程管理 3、預(yù)防為主、早期投入、預(yù)防為主、早期投入 4、重視加強(qiáng)、重視加強(qiáng)FRACAS 5、貫徹實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)、貫徹實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī) 6、嚴(yán)格技術(shù)狀態(tài)管理、嚴(yán)格技術(shù)狀態(tài)管理 7、堅(jiān)持一次成功的思想、堅(jiān)持一次成功的思想 8、嚴(yán)格進(jìn)行可信性評(píng)審、嚴(yán)格進(jìn)行可信性評(píng)審c.掌握可信性管理的基本職能、對(duì)象和方法U 基本職能：計(jì)劃、組織、監(jiān)督、控制和指導(dǎo)。基本職能：計(jì)劃、

55、組織、監(jiān)督、控制和指導(dǎo)。U 對(duì)象：產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、使用過(guò)程中與可信性有關(guān)的全部活動(dòng)。對(duì)象：產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、使用過(guò)程中與可信性有關(guān)的全部活動(dòng)。U 基本方法：計(jì)劃、組織、監(jiān)督和控制?；痉椒ǎ河?jì)劃、組織、監(jiān)督和控制。 計(jì)劃：計(jì)劃：制定可信性管理工作計(jì)劃。制定可信性管理工作計(jì)劃。 組織：組織：確定可信性工作的總負(fù)責(zé)人和建立管理機(jī)構(gòu)。確定可信性工作的總負(fù)責(zé)人和建立管理機(jī)構(gòu)。 監(jiān)督：監(jiān)督：利用報(bào)告、檢查、評(píng)審、鑒定和認(rèn)證等活動(dòng)，及時(shí)取得信利用報(bào)告、檢查、評(píng)審、鑒定和認(rèn)證等活動(dòng)，及時(shí)取得信息，以監(jiān)督各項(xiàng)可信性工作按計(jì)劃進(jìn)行。息，以監(jiān)督各項(xiàng)可信性工作按計(jì)劃進(jìn)行。 控制：控制：通過(guò)制定和建立各種標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和程序，指導(dǎo)和控制各項(xiàng)通過(guò)制定和建立各種標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和程序，指導(dǎo)和控制各項(xiàng)可信性活動(dòng)的開(kāi)展?？尚判曰顒?dòng)的開(kāi)展。三、建立故障報(bào)告、分析和糾正措施系統(tǒng)四、可信性評(píng)審 綱綱知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)了解了解FRACASa.了解了解FRACAS的基本概念的基本概念b.了解故障報(bào)告、分析、糾正措施內(nèi)容了解故障報(bào)告、分析、糾正措施內(nèi)容了解可信性評(píng)審了解可信性評(píng)審c.了解可信性評(píng)審的基本概念了解可信性評(píng)審的基本概念f .了解可信性技術(shù)評(píng)審的特點(diǎn)了解可信性技術(shù)評(píng)審的特點(diǎn)