第三章產(chǎn)品可靠性定量指標(biāo)ppt課件

1、第三章第三章 產(chǎn)品可靠性的定量目的產(chǎn)品可靠性的定量目的 3 31 1 產(chǎn)品的可靠性定量目的產(chǎn)品的可靠性定量目的 3 32 2 產(chǎn)品的可靠度函數(shù)產(chǎn)品的可靠度函數(shù) 3 33 3 產(chǎn)品的平均壽命與可靠度壽命產(chǎn)品的平均壽命與可靠度壽命 3 34 4 失效率函數(shù)與特征方程失效率函數(shù)與特征方程 3 35 5 浴盆曲線浴盆曲線 3 36 6 可靠性與維修性的其它術(shù)語可靠性與維修性的其它術(shù)語31 產(chǎn)品的可靠性定量目的產(chǎn)品的可靠性定量目的 1 可靠度和不可靠度可靠度和不可靠度 2 缺點(diǎn)率缺點(diǎn)率 3 平均無缺點(diǎn)任務(wù)時間、初次無缺點(diǎn)任務(wù)時間。平均無缺點(diǎn)任務(wù)時間、初次無缺點(diǎn)任務(wù)時間。 4 可靠壽命中位壽命，特征壽命等

2、可靠壽命中位壽命，特征壽命等 5 可用壽命、設(shè)計壽命。可用壽命、設(shè)計壽命。 6 維修度維修度 7 平均修復(fù)時間、平均停工時間。平均修復(fù)時間、平均停工時間。 8 可用度，廣義可靠度。可用度，廣義可靠度。 9 儲存壽命儲存壽命表3.1 可靠性目的的選用工作性質(zhì) 維修特點(diǎn) 產(chǎn)品對象 指 標(biāo) 可維修 （PM，CM） 復(fù)雜的系統(tǒng)、設(shè)備、民用產(chǎn)品 可靠度、MTBF、MTTFF、故障率、可用壽命、 維修度、 MDT、 MTTR、 可用度、 MTBO、MTBM、重要度、成本費(fèi)用、成本可用性，全壽命周期成本 連續(xù)間歇，重復(fù)性工作 不能維修或不予維修 設(shè)備中的耗損零件、材料 可靠度、故障率、故障時間的分布（標(biāo)準(zhǔn)偏

3、差，威布爾參數(shù)等） 、MTTF 特性值的穩(wěn)定性（均值，標(biāo)準(zhǔn)偏差的隨時間變化特性） 一次性使用 可維修或不可維修 滅火器，保險絲、超負(fù)荷繼電器，緊急用發(fā)電機(jī)，信管 可靠度、成功率、命中率等，或者用不可靠度，誤動作率等 MTBO、MTBM、成本（維持費(fèi)，賠償費(fèi)等） 3 32 2 產(chǎn)品的可靠度函數(shù)產(chǎn)品的可靠度函數(shù) 產(chǎn)品或系統(tǒng)的可靠性是指系統(tǒng)或設(shè)備在產(chǎn)品或系統(tǒng)的可靠性是指系統(tǒng)或設(shè)備在規(guī)定的條件下，在規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定的條件下，在規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的才干。通常用一個非負(fù)隨機(jī)規(guī)定功能的才干。通常用一個非負(fù)隨機(jī)變量變量T來描畫產(chǎn)品的壽命，來描畫產(chǎn)品的壽命，T相應(yīng)的分布相應(yīng)的分布函數(shù)為：函數(shù)為：)

4、(tTPtF產(chǎn)品的可靠度函數(shù)產(chǎn)品的可靠度函數(shù) 失效率為常數(shù)時，指數(shù)分布失效率為常數(shù)時，指數(shù)分布)()()(tFtFtTPtR1ptFp)( dttdFtf)()( te) t (R例例:3-1 :3-1 知某產(chǎn)品的缺點(diǎn)率為常數(shù)知某產(chǎn)品的缺點(diǎn)率為常數(shù). .且要求在運(yùn)用且要求在運(yùn)用10001000小小時后的可靠度仍應(yīng)在時后的可靠度仍應(yīng)在80%80%以上以上, ,問此產(chǎn)品的缺點(diǎn)率問此產(chǎn)品的缺點(diǎn)率必需必需低于多少才干滿足要求低于多少才干滿足要求? ? R tte( ) lnln .Rt0810000221000 22104./例例:3-2 :3-2 知某種飛機(jī)部件的疲勞壽命分布是威布爾分布類型的，試計

5、知某種飛機(jī)部件的疲勞壽命分布是威布爾分布類型的，試計算，該部件的平均壽命具有可靠度算，該部件的平均壽命具有可靠度R=95%R=95%的可靠壽命的可靠壽命t(0.95),t(0.95),在在100100小時之內(nèi)的最大失效率；當(dāng)失效率到達(dá)小時之內(nèi)的最大失效率；當(dāng)失效率到達(dá)=0.1/=0.1/千小時時的改換壽命。千小時時的改換壽命。 rT )( 11 小時T2 .177886. 0200 /11ln)(RrRtt t( (0 0. .9 95 5) )= =( (2 20 00 0) ) l ln n1 1/ /0 0. .9 95 5 1 1/ /2 2= =4 45 5. .3 3（小小時時）

6、小時/5105 . 0)200100(2002)100(212 1t) t (R) t (f) t ( 小時2)2)200)(0001. 0(200)12/(10001. 0例例:3-3 一批鋼軸一批鋼軸,按規(guī)定鋼軸的直徑不超越按規(guī)定鋼軸的直徑不超越1.5寸就是合格寸就是合格品品,假設(shè)知該批鋼軸的尺寸是正態(tài)分布假設(shè)知該批鋼軸的尺寸是正態(tài)分布,其均值為其均值為1.490寸規(guī)寸規(guī)范偏向是范偏向是0.005寸寸,計算該批中廢品律率是多少計算該批中廢品律率是多少?解: 1490000515.,.,.x PxPP(). . 15115 令 xxPx14914900051149000515 1490005

7、. =1151212002275 PP(. )( ).(廢品率) 例例:3-4 設(shè)有二臺應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)，當(dāng)要求柴油機(jī)投入的設(shè)有二臺應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)，當(dāng)要求柴油機(jī)投入的失效概率為失效概率為0.01時，試求：時，試求：兩臺柴油機(jī)都不能投入的概兩臺柴油機(jī)都不能投入的概率？率？ 0001. 001. 001. 0)()()(BPAPBAP柴油機(jī)每年進(jìn)展柴油機(jī)每年進(jìn)展12次實(shí)驗(yàn)一月一次，至少次實(shí)驗(yàn)一月一次，至少發(fā)生一次以上的啟動失效概率為多少？發(fā)生一次以上的啟動失效概率為多少？ 886. 0)99. 0()01. 0(012)0(120XP 114. 0)0(1) 1(XPXP一年內(nèi)兩臺同時失效一次以上的

8、概率？ 0001. 0)(BAP 9988. 0)0001. 0()9999. 0(1212)12(012YP 0012. 0)12(1) 1(YPXP一年內(nèi)只發(fā)生一次兩臺同時失效概率？ 00119. 0)9999. 0()0001. 0(112) 1(111XP例例:3-5 知某廠消費(fèi)的一種燈泡中有知某廠消費(fèi)的一種燈泡中有2%的廢品，的廢品，試估計每箱裝試估計每箱裝100個的燈泡中能發(fā)現(xiàn)多到有個的燈泡中能發(fā)現(xiàn)多到有3個廢個廢品的概率是多少？品的概率是多少？ 857. 0!2)3(302rrrerp 859. 0)98. 0()02. 0(C) 3r (pr100r30r100r 10002.

9、 0 np33 產(chǎn)品的平均壽命與可靠度壽命產(chǎn)品的平均壽命與可靠度壽命000111001NiiiNiNifiifiittftNNtNtNMTTF )(產(chǎn)品的平均壽命產(chǎn)品的平均壽命 00000dttRdttRttRttdRttdFET)()()()()( 證明：證明： 0)( dttRMTTF 不可靠度壽命不可靠度壽命: ptFp)( pt壽命壽命% %值的分位點(diǎn)值的分位點(diǎn)壽命壽命p% %值的分位點(diǎn)值的分位點(diǎn) pt ptFp)( 中值壽命分位點(diǎn)中值壽命分位點(diǎn) 5 . 0t 可靠度壽命可靠度壽命 Rt 例例:3-6 :3-6 知某產(chǎn)品的一個主要部件，其失效率知某產(chǎn)品的一個主要部件，其失效率=5=51

10、0-4/10-4/小時，求此部件任務(wù)小時，求此部件任務(wù)100100小時及小時及10001000小時時的可靠度。小時時的可靠度。 解：=常數(shù) 故目的分布 Rt)=e-t R(100)=0.95 R(1000)= =0.606例例:3-7 知某設(shè)備的失效率與運(yùn)轉(zhuǎn)時間成正比知某設(shè)備的失效率與運(yùn)轉(zhuǎn)時間成正比,求該求該設(shè)備的平均壽命及可靠度函數(shù)設(shè)備的平均壽命及可靠度函數(shù)設(shè)設(shè)(t)=t? R ttdttt( )expexp0212 R t dtexptdttttttt dt0022002121212122 ( )()exp()exp() () R tt( )exp () 22, MTTF()( ).112

11、3214108861253 34 4 失效率函數(shù)與特征方程失效率函數(shù)與特征方程產(chǎn)品產(chǎn)品oN個，個，在在 t=0t=0 時開始使用或試驗(yàn)，時開始使用或試驗(yàn)， )(tNs工作到時間工作到時間 t t 存活存活的數(shù)目的數(shù)目; ; )(tNf工作到時間工作到時間 t t 失效失效的數(shù)目的數(shù)目. . ofsNtNtN)()( 產(chǎn)品的可靠度產(chǎn)品的可靠度由下式給出由下式給出: : ofofoosNtNNtNNNtNtR)(1)()()( 特征方程推導(dǎo)特征方程推導(dǎo)(2) t單位時間t在t刻存活部件數(shù)NtNttN目t時時間間隔失效部件在tSff)()()()( dt) t (dN) t (N1) t (fs失效

12、率函數(shù)與特征方程失效率函數(shù)與特征方程 ) t (R) t (f dt) t (dN) t (N1) t (fs dt) t (dR) t (R1) t (近似公式近似公式 2/)()()()()()(111iiiiiitRtRtttRtRt可靠度函數(shù)可靠度函數(shù) 普通解普通解t0dt) t (exp) t (Rte) t (R例例:3-8 :3-8 知元件的壽命分布知元件的壽命分布 ttf825. 025. 0)(,80t t654321000.10.2578f(t) 求)(, )(, )(, )(5 . 0ttMTTFttRtF 201625. 025. 0)()(ttdftFt 2125.

13、02825. 02)()()(ttttRtft 年667. 24825. 0225. 0)1625. 025. 01 ()(80328020tttdtttdttRMTTF剩余壽命分布剩余壽命分布 NoImage tx0tx0指數(shù)分布無記憶性指數(shù)分布無記憶性 服服從從指指數(shù)數(shù)分分布布的的剩剩余余壽壽命命分分布布)(Ft為為原原來來的的指指數(shù)數(shù)分分布布 指指數(shù)數(shù)分分布布的的產(chǎn)產(chǎn)品品與與使使用用的的開開始始時時間間無無關(guān)關(guān) t)t)T Tt tP(TP(T( () )F Ft t t t) )P P( (T Tt t) )T Tt t, ,P P( (T Tt t) )T Tt tP P( (T T

14、( () )F F1 1t t )F F( (1 1e ee ee et t) )P P( (T Tt t) )P P( (T Tt tt t) )( ( 知某種機(jī)器的可靠度函數(shù)是威布爾分布知某種機(jī)器的可靠度函數(shù)是威布爾分布到達(dá)可靠度為到達(dá)可靠度為0.90的壽命各為多少？的壽命各為多少？ exp)(mTTR mTRT/)(ln11經(jīng)過磨合和經(jīng)過一個月的磨合后經(jīng)過磨合和經(jīng)過一個月的磨合后,到達(dá)可靠度為到達(dá)可靠度為0.90的壽命的壽命 81. 21211801219 . 01ln180)(1ln22/10/10TTTRTmm36 浴盆曲線浴盆曲線磨 損 故 障早 期 故 障隨 機(jī) 故 障故 障 率

15、時 間b2b3b10t1t2t3a2a1a3a4 浴盆曲線浴盆曲線 1 1早期失效期早期失效期 失效率隨時間由高值迅速下降。因內(nèi)失效率隨時間由高值迅速下降。因內(nèi)部缺陷在實(shí)驗(yàn)初期所呵斥的大量損壞，根本上在調(diào)試部缺陷在實(shí)驗(yàn)初期所呵斥的大量損壞，根本上在調(diào)試過程中予以排除的緣故這叫做可靠性挑選。從而過程中予以排除的緣故這叫做可靠性挑選。從而促使失效率下降并漸趨穩(wěn)定的時期。促使失效率下降并漸趨穩(wěn)定的時期。 2 2偶爾失效期偶爾失效期 這時期失效率趨向常數(shù)，它描畫了系這時期失效率趨向常數(shù)，它描畫了系統(tǒng)正常任務(wù)下的可靠性。此時期是系統(tǒng)的主要任務(wù)時統(tǒng)正常任務(wù)下的可靠性。此時期是系統(tǒng)的主要任務(wù)時期，時間較長，

16、失效率最低而且穩(wěn)定。期，時間較長，失效率最低而且穩(wěn)定。 3 3耗損失效期耗損失效期 在這時期內(nèi)的失效率又迅速上升。這在這時期內(nèi)的失效率又迅速上升。這是由于元件老化耗損所致，大部分元件喪失了本人性是由于元件老化耗損所致，大部分元件喪失了本人性能。耗損期的失效分布普通為正態(tài)分布。能。耗損期的失效分布普通為正態(tài)分布。3 36 6 可靠性與維修性的其它術(shù)語可靠性與維修性的其它術(shù)語可用性：產(chǎn)品在任何的時辰，處于可任務(wù)或可運(yùn)用形狀的程度。它的概率度量稱之為可用度。可用性：產(chǎn)品在任何的時辰，處于可任務(wù)或可運(yùn)用形狀的程度。它的概率度量稱之為可用度。保證性：系統(tǒng)的設(shè)計特性和方案的保證資源能滿足運(yùn)用要求的才干。保

17、證性：系統(tǒng)的設(shè)計特性和方案的保證資源能滿足運(yùn)用要求的才干?？尚判裕河糜诿璁嬁捎眯蕴匦约捌溆绊懸乜尚判裕河糜诿璁嬁捎眯蕴匦约捌溆绊懸?可靠性特性、維修性特性及維修保證特性可靠性特性、維修性特性及維修保證特性)的總體術(shù)語?；虻目傮w術(shù)語?；蛘叨x：產(chǎn)品在義務(wù)開場時可用性給定的情況下，在規(guī)定的義務(wù)剖面中的任一隨機(jī)時辰，可以運(yùn)用且能者定義：產(chǎn)品在義務(wù)開場時可用性給定的情況下，在規(guī)定的義務(wù)剖面中的任一隨機(jī)時辰，可以運(yùn)用且能完成規(guī)定功能的才干。完成規(guī)定功能的才干。維修性：產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，按規(guī)定的程序和方法進(jìn)展維修時，堅持或恢復(fù)到規(guī)定形維修性：產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，按規(guī)定的程

18、序和方法進(jìn)展維修時，堅持或恢復(fù)到規(guī)定形狀的才干。它的概率度量稱之為維修度。狀的才干。它的概率度量稱之為維修度。測試性：產(chǎn)品能及時并準(zhǔn)確地確定其形狀測試性：產(chǎn)品能及時并準(zhǔn)確地確定其形狀(可任務(wù)、不可任務(wù)、或性能下降可任務(wù)、不可任務(wù)、或性能下降)，并隔離其內(nèi)部缺點(diǎn)的一種，并隔離其內(nèi)部缺點(diǎn)的一種設(shè)計特性。設(shè)計特性。耐久性：產(chǎn)品在規(guī)定的運(yùn)用和維修條件下，其運(yùn)用壽命的一種度量。耐久性：產(chǎn)品在規(guī)定的運(yùn)用和維修條件下，其運(yùn)用壽命的一種度量。義務(wù)剖面：產(chǎn)品在完成規(guī)定義務(wù)這段時間內(nèi)所閱歷的事件和環(huán)境的時序描畫。其中包括缺點(diǎn)判別準(zhǔn)那么。義務(wù)剖面：產(chǎn)品在完成規(guī)定義務(wù)這段時間內(nèi)所閱歷的事件和環(huán)境的時序描畫。其中包括缺點(diǎn)判別準(zhǔn)那么。運(yùn)用壽命：產(chǎn)品從制造完成到出現(xiàn)不修復(fù)的缺點(diǎn)或不能接受的缺點(diǎn)率時的壽命單位總數(shù)。運(yùn)用壽命：產(chǎn)品從制造完成到出現(xiàn)不修復(fù)的缺點(diǎn)或不能接受的缺點(diǎn)率時的壽命單位總數(shù)。儲存壽命：產(chǎn)品在規(guī)定的條件下儲存時，依然滿足規(guī)定質(zhì)量要求的時間長度。儲存壽命：產(chǎn)品在規(guī)定