人大版：ch9可靠性工程基礎(chǔ)

1、12第九章第九章 可靠性工程基礎(chǔ)可靠性工程基礎(chǔ)Doctor質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學學習目標學習目標:熟悉可靠性工程的特點、任務(wù)和基本內(nèi)容掌握可靠性的相關(guān)概念和指標掌握系統(tǒng)可靠性模型、FMEA方法掌握可靠性管理的主要內(nèi)容掌握可靠性的數(shù)據(jù)管理、過程管理和標準化過程 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學第一節(jié)第一節(jié) 可靠性工程概述可靠性工程概述可靠性工程發(fā)展及意義可靠性工程發(fā)展及意義可靠性工程研究對象、可靠性工程研究對象、 任務(wù)及內(nèi)容任務(wù)及內(nèi)容可靠性工程的特點可靠性工程的特點 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學一、可

2、靠性工程發(fā)展及其重要意義一、可靠性工程發(fā)展及其重要意義序序號號階階 段段時間范圍時間范圍主要標志性事件主要標志性事件1萌芽階段1940年代美國“真空管研究委員會”成立2創(chuàng)建階段1950年代美國“電子設(shè)備可靠性顧問委員會”成立，并發(fā)布了軍用電子設(shè)備可靠性報告；包括我國在內(nèi)的歐美和日蘇相繼開始了對可靠性的研究。3全面發(fā)展階段1960年代美國軍用標準MIL-STD-785頒布，英、法、日等相繼成立了專門的可靠性研究機構(gòu)。4深入發(fā)展階段1970年代至今美國海軍提出了“設(shè)計以可靠性第一”的原則，除軍用領(lǐng)域，可靠性理論在機械電子、石油化工、核能工程和其它民用產(chǎn)品領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。發(fā)展階段發(fā)展階段 2010.1

3、.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學一、可靠性工程發(fā)展及其重要意義一、可靠性工程發(fā)展及其重要意義 高科技的需要經(jīng)濟效益的需要政治聲譽的需要 總之，無論是人民群眾的生活，國總之，無論是人民群眾的生活，國民經(jīng)濟建設(shè)的需要出發(fā)，還是從國防、民經(jīng)濟建設(shè)的需要出發(fā)，還是從國防、科研的需要出發(fā)，研究可靠性問題是具科研的需要出發(fā)，研究可靠性問題是具有深遠的現(xiàn)實意義。有深遠的現(xiàn)實意義。可靠性工程重要意義可靠性工程重要意義 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學二、可靠性工程研究對象、任務(wù)和內(nèi)容二、可靠性工程研究對象、任務(wù)和內(nèi)容研究任務(wù)研究任

4、務(wù)研究對象研究對象研究研究對象和任務(wù)對象和任務(wù)產(chǎn)品的故障、故障發(fā)生原因，以及故障消除和預(yù)防措施保證產(chǎn)品的可靠性和可用性，延長產(chǎn)品的使用壽命 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學二、可靠性工程研究對象、任務(wù)和內(nèi)容二、可靠性工程研究對象、任務(wù)和內(nèi)容可靠性工程研究內(nèi)容可靠性工程研究內(nèi)容基礎(chǔ)標準；試驗方法標準；認證標準；管理標準；設(shè)計標準；產(chǎn)品標準1可靠性基本理論可靠性數(shù)學與故障物理學；集合論與邏輯代數(shù)；概率論與數(shù)理統(tǒng)計；圖論與隨機過程；系統(tǒng)工程與人素工程學；環(huán)境工程學與環(huán)境應(yīng)力分析；試驗及分析基礎(chǔ)理論。6元件可靠性元件可靠性水平確定；元件失效分析與可靠性評價

5、；元器件及原材料的合理選擇；元器件的老化篩選；元器件現(xiàn)場使用情況調(diào)查和反饋。2可靠性設(shè)計貯備設(shè)計和裕度設(shè)計；降額設(shè)計和構(gòu)件概率設(shè)計；熱設(shè)計、抗機械力設(shè)計；防潮、腐蝕、鹽霧、塵設(shè)計；電磁兼容設(shè)計和抗輻射設(shè)計；維修性設(shè)計和使用性設(shè)計；質(zhì)量、體積、重量和經(jīng)濟指標綜合設(shè)計。7系統(tǒng)可靠性可靠性預(yù)計與分配；失效模式效應(yīng)與危害度分析；事件樹分析法(ETA)；故障樹分析法(FTA)；可靠性綜合評估。3 可靠性試驗 環(huán)境試驗；壽命試驗；篩選試驗。9 可靠性教育舉辦各種可靠性學習班與講座；內(nèi)外培訓和內(nèi)外考察；專業(yè)技術(shù)會議；出版可靠性刊物、可靠性教材。4可靠性使用保證 使用和維護規(guī)程制定；操作和維修人員培訓；安全性

6、設(shè)計；人-機匹配設(shè)計和環(huán)境設(shè)計。10可靠性管理 建立可靠性管理機構(gòu)和研究機構(gòu)；制定可靠性管理綱要；制定產(chǎn)品可靠性管理規(guī)范；建立質(zhì)量反饋制度；開展產(chǎn)品可靠性評審。5可靠性信息 現(xiàn)場數(shù)據(jù)收集、分析、整理和反饋；試驗數(shù)據(jù)處理和反饋；元器件失效率匯集和交換；各種可靠性信息搜集和交流；用戶調(diào)查和反饋。11可靠性標準化8 制造可靠性生產(chǎn)過程質(zhì)量控制手段和方法 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學三、可靠性工程特點三、可靠性工程特點 管理和技術(shù)高度結(jié)合管理和技術(shù)高度結(jié)合1 眾多學科綜合眾多學科綜合2 反饋和循環(huán)反饋和循環(huán)3 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研

7、究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學第二節(jié)第二節(jié) 可靠性及相關(guān)基本概念可靠性及相關(guān)基本概念可靠性可靠性固有可靠性和使用可靠性固有可靠性和使用可靠性基本可靠性和任務(wù)可靠性基本可靠性和任務(wù)可靠性失效失效 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學一、可靠性一、可靠性 可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件和規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定的功能的能力?？煽啃远x三要素：可靠性定義三要素：規(guī)定條件、規(guī)定時間、規(guī)定功能。規(guī)定條件、規(guī)定時間、規(guī)定功能。 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學二、固有可靠性和使用可靠性二、固有可靠性和使用可靠性1、固有

8、可靠性、固有可靠性 固有可靠性是通過設(shè)計、制造賦予產(chǎn)品的，即在生產(chǎn)過程中已經(jīng)確立了的可靠性。它與產(chǎn)品的材料、設(shè)計與制造工藝及檢驗精度等有關(guān)。 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學二、固有可靠性和使用可靠性二、固有可靠性和使用可靠性2、使用可靠性、使用可靠性 使用可靠性是產(chǎn)品在具體使用條件下表現(xiàn)出來的可靠性。使用可靠性與產(chǎn)品的使用條件密切相關(guān)，它既受設(shè)計、制造的影響，又受使用條件的影響，尤其使用者的素質(zhì)對使用可靠性的影響很大 。 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學三、基本可靠性和任務(wù)可靠性三、基本可靠性和任務(wù)可

9、靠性1、基本可靠性、基本可靠性 基本可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定條件下，無故障的持續(xù)時間或概率。它包括了全壽命單位的全部故障，能反映產(chǎn)品維修人力和后勤保障等要求。它與規(guī)定的條件有關(guān)，即與產(chǎn)品所處的環(huán)境條件、應(yīng)力條件和壽命周期等因素有關(guān)。 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學三、基本可靠性和任務(wù)可靠性三、基本可靠性和任務(wù)可靠性2、任務(wù)可靠性、任務(wù)可靠性 任務(wù)可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定的任務(wù)剖面完成規(guī)定功能的能力。它反映了產(chǎn)品在執(zhí)行任務(wù)時成功的概率，它只統(tǒng)計危及任務(wù)成功的致命故障。 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學四、失效四

10、、失效 失效通常又稱為故障，其定義為產(chǎn)品喪失規(guī)定的功能。在此，規(guī)定功能的喪失不僅指規(guī)定功能的完全喪失，同時也包括規(guī)定功能的降低等。 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學第三節(jié)第三節(jié) 可靠性指標和常用失效分布函數(shù)可靠性指標和常用失效分布函數(shù)可靠性指標可靠性指標常用失效分布函數(shù)常用失效分布函數(shù) 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學一、可靠性指標一、可靠性指標1、可靠度、可靠度 可靠度是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的概率，通常用R (t)表示?？煽慷鹊亩x可靠度的定義( )(t) , 0tt=P(

11、Tt+t)/P(Tt,TtP(Tt+ttTttTPtttRtttt 也就是說，當產(chǎn)品的可靠度為指數(shù)分布時，執(zhí)行某一也就是說，當產(chǎn)品的可靠度為指數(shù)分布時，執(zhí)行某一任務(wù)的可靠度與任務(wù)開始時前的工作時間無關(guān)。這就意味任務(wù)的可靠度與任務(wù)開始時前的工作時間無關(guān)。這就意味著，對于服從指數(shù)分布的系統(tǒng)，用新設(shè)備去代替已長時間著，對于服從指數(shù)分布的系統(tǒng)，用新設(shè)備去代替已長時間工作的舊設(shè)備，并不能使可靠度有所增加。工作的舊設(shè)備，并不能使可靠度有所增加。 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學二、常用失效分布函數(shù)二、常用失效分布函數(shù)指數(shù)分布無記憶性事例指數(shù)分布無記憶性事例癌癥

12、患者患病后，其繼續(xù)生存壽命T（死亡時間）的概率同患病前的年齡無關(guān)。放在桌子上的玻璃杯，其還能再放多長時間不被摔破的概率同其在桌子上已放了多長時間無關(guān)。在等公車過程中，你還需要再等多長時間能等到公車的概率同你已經(jīng)等了多長時間無關(guān)。 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學二、常用失效分布函數(shù)二、常用失效分布函數(shù) 3. 3.威布爾分布威布爾分布 威布爾分布應(yīng)用比較廣泛，常用來描述材料疲勞失效、軸承失效等壽命分布的。 威布爾分布是用三個參數(shù)來描述，這三個參數(shù)分別是尺度參數(shù)尺度參數(shù)，形狀參數(shù)形狀參數(shù)、位置參數(shù)位置參數(shù)，其概率密度函數(shù)為： (t，0，0) )(1)(

13、)(tettf 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學二、常用失效分布函數(shù)二、常用失效分布函數(shù)不同值的威布爾分布 （=2，=0）=1/2=1/3=2=1f(t)t不同值的威布爾分布 （=1，=0）=3=1/2=2=1f(t)t不同 值的威布爾分布（=1，=2）=0=0.5= - 0.5=1f(t)t 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學二、常用失效分布函數(shù)二、常用失效分布函數(shù)對于威布爾分布，有： 不可靠度不可靠度 可靠度可靠度 故障率故障率 )(1)(tetF)()(tetR1)()(tt 2010.1.1二、研

14、究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學二、常用失效分布函數(shù)二、常用失效分布函數(shù)威布爾分布特點：威布爾分布特點： 當和和不變不變，威布爾分布曲線的形狀不變形狀不變。隨著的的減小減小，曲線由同一原點向右擴展向右擴展，最大值減小最大值減小。 當和和不變不變，變化時，曲線形狀隨形狀隨而變化而變化。當值值約為約為3.5時，威布爾分布接近正態(tài)分布接近正態(tài)分布。 當和和不變不變時，威布爾分布曲線的形狀和尺度都不變形狀和尺度都不變，它的位置隨隨的增加而向右移動的增加而向右移動。 威布爾分布其它一些特點，1時，表示磨損失效磨損失效；=1時，表示恒定的隨機失效隨機失效，這時為常數(shù)；1時，表示早期

15、失效早期失效。當=1，=0時，f(t)=e-，為指指數(shù)分布數(shù)分布，1/1/為平均壽命為平均壽命。 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學第四節(jié)第四節(jié) 可靠性分析與設(shè)計可靠性分析與設(shè)計系統(tǒng)可靠性模型系統(tǒng)可靠性模型FMECA方法方法可靠性設(shè)計可靠性設(shè)計 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學一、系統(tǒng)可靠性模型一、系統(tǒng)可靠性模型 1、串聯(lián)系統(tǒng)模型、串聯(lián)系統(tǒng)模型 組成系統(tǒng)的所有單元中任一單元的故障就會導致整個系統(tǒng)故障的系統(tǒng)稱串聯(lián)系統(tǒng)。它屬于非貯備可靠性模型，其邏輯框圖如圖所示。123n串聯(lián)模型串聯(lián)模型串聯(lián)系統(tǒng)模型串聯(lián)系統(tǒng)模

16、型 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學一、系統(tǒng)可靠性模型一、系統(tǒng)可靠性模型設(shè)第i個單元的壽命為Xi，其可靠度為Ri(t) =P(Xit)，i=1,2,，n,且各單元相互獨立。則由串聯(lián)系統(tǒng)定義及其可靠性框圖可知，系統(tǒng)壽命X等于各單元壽命Xi中的最小者，即有：由此可見，由此可見，串聯(lián)的單元串聯(lián)的單元越多，系統(tǒng)越多，系統(tǒng)可靠度越低?？煽慷仍降?。 式中式中 Rs (t)系統(tǒng)的可靠度；系統(tǒng)的可靠度； Ri (t)第第i個單元的可靠度。個單元的可靠度。 niiniinnstRtXPtXtXtXPtXXXPtXPtR112121)()(),(),min()()(，

17、串聯(lián)系統(tǒng)模型串聯(lián)系統(tǒng)模型 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學一、系統(tǒng)可靠性模型一、系統(tǒng)可靠性模型對于串聯(lián)系統(tǒng)，若各單元的壽命分布均為 指數(shù)分布，即 由此可得， 式中 s系統(tǒng)的故障率； i各單元的故障率。 tiietR)(ttnitssniiieeetR11)(則niis1可見，串可見，串聯(lián)系統(tǒng)中聯(lián)系統(tǒng)中各單元的各單元的壽命為指壽命為指數(shù)分布時，數(shù)分布時，系統(tǒng)壽命系統(tǒng)壽命也為指數(shù)也為指數(shù)分布。分布。串聯(lián)系統(tǒng)模型串聯(lián)系統(tǒng)模型 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學一、系統(tǒng)可靠性模型一、系統(tǒng)可靠性模型 2、并聯(lián)系統(tǒng)模

18、型、并聯(lián)系統(tǒng)模型 組成系統(tǒng)的所有單元都故障時，系統(tǒng)才故障的系統(tǒng)叫并聯(lián)系統(tǒng)，它屬于工作貯備模型。其邏輯框圖如下圖所示。 12n并聯(lián)模型并聯(lián)系統(tǒng)模型并聯(lián)系統(tǒng)模型 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學一、系統(tǒng)可靠性模型一、系統(tǒng)可靠性模型設(shè)第i個單元的壽命為Xi，其可靠度為Ri(t) =P(Xit)，i=1,2,，n,且各單元相互獨立。則由并聯(lián)系統(tǒng)定義及其可靠性框圖可知，系統(tǒng)壽命X等于各單元壽命Xi中的最大者，即有：niinnnstRtXtXtXPtXXXPtXXXPtXPtR1212121)(1 1),(1),max(1),max()()(，并聯(lián)的單元越并聯(lián)

19、的單元越多，系統(tǒng)可靠多，系統(tǒng)可靠度越高。度越高。 式中式中 Rs (t)系統(tǒng)的可靠度；系統(tǒng)的可靠度； Ri (t)第第i個單元的可靠度。個單元的可靠度。 并聯(lián)系統(tǒng)模型并聯(lián)系統(tǒng)模型 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學一、系統(tǒng)可靠性模型一、系統(tǒng)可靠性模型如果設(shè)系統(tǒng)的累積失效概率為Fs(t)，第i個單元的不可靠度為Fi(t)，根據(jù)上式可得 式中 Fs(t)系統(tǒng)的不可靠度； Fi(t)第i個單元的不可靠度。 niistFtF1)()(由此也可看出，并聯(lián)由此也可看出，并聯(lián)的單元越多，系統(tǒng)不的單元越多，系統(tǒng)不可靠度越小，且系統(tǒng)可靠度越小，且系統(tǒng)不可靠度小于任一組

20、不可靠度小于任一組成單元的不可靠度。成單元的不可靠度。并聯(lián)系統(tǒng)模型并聯(lián)系統(tǒng)模型 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學一、系統(tǒng)可靠性模型一、系統(tǒng)可靠性模型 3、串并聯(lián)系統(tǒng)模型、串并聯(lián)系統(tǒng)模型 串并聯(lián)系統(tǒng)是由若干個子系統(tǒng)并聯(lián)而成，其中每個子系統(tǒng)又由若干個單元串聯(lián)組成。其系統(tǒng)邏輯框圖如下圖所示。 111m1m2mn串并聯(lián)系統(tǒng)串并聯(lián)系統(tǒng)串并聯(lián)系統(tǒng)模型串并聯(lián)系統(tǒng)模型 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學一、系統(tǒng)可靠性模型一、系統(tǒng)可靠性模型設(shè)各單元的可靠度為設(shè)各單元的可靠度為:iijmjnitR, 2 , 1, 2 , 1

21、),(, )()(1imjijitRtRi行子系統(tǒng)的可靠度為：則第imjijnistRtR11)(1 1)(系統(tǒng)的可靠度為：得到再用并聯(lián)模型計算公式串并聯(lián)系統(tǒng)模型串并聯(lián)系統(tǒng)模型111m1m2mn串并聯(lián)系統(tǒng)串并聯(lián)系統(tǒng) 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學一、系統(tǒng)可靠性模型一、系統(tǒng)可靠性模型 4、并串聯(lián)系統(tǒng)模型、并串聯(lián)系統(tǒng)模型 并串聯(lián)系統(tǒng)是由若干個子系統(tǒng)串聯(lián)而成，其中每個子系統(tǒng)又由若干個單元并聯(lián)組成。其系統(tǒng)邏輯框圖如下圖所示。 12m112mn12m2并串聯(lián)系統(tǒng)并串聯(lián)系統(tǒng)并串聯(lián)系統(tǒng)模型并串聯(lián)系統(tǒng)模型 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點

22、質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學一、系統(tǒng)可靠性模型一、系統(tǒng)可靠性模型設(shè)各單元的可靠度為：設(shè)各單元的可靠度為：iijmjnitR, 2 , 1, 2 , 1),( )(1 1)(1imjijitRtRi個子系統(tǒng)的可靠度為：則第)(1 1)(11imjijnistRtR系統(tǒng)的可靠度為：得到再用串聯(lián)模型計算公式12mn12m112m2并串聯(lián)系統(tǒng)并串聯(lián)系統(tǒng)并串聯(lián)系統(tǒng)模型并串聯(lián)系統(tǒng)模型 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學一、系統(tǒng)可靠性模型一、系統(tǒng)可靠性模型 5、串并混聯(lián)系統(tǒng)模型、串并混聯(lián)系統(tǒng)模型 串并混聯(lián)系統(tǒng)是由串聯(lián)和并聯(lián)混合聯(lián)接而成的系統(tǒng)。其系統(tǒng)邏輯框圖如下圖所示。

23、128369754串并混聯(lián)模型串并混聯(lián)模型串并混聯(lián)系統(tǒng)模型串并混聯(lián)系統(tǒng)模型 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學一、系統(tǒng)可靠性模型一、系統(tǒng)可靠性模型劃分子系統(tǒng)；利用串并聯(lián)系統(tǒng)特征量計算公式求出子系統(tǒng)的可靠性特征量；把每一個子系統(tǒng)作為一個等效單元，得到一個與原混聯(lián)系統(tǒng)等效的串聯(lián)或并聯(lián)系統(tǒng)，即可求得全系統(tǒng)的可靠性特征量。S13S2S34圖圖 (b)S4S54圖圖 (C)128369754圖（圖（a）串并混聯(lián)系統(tǒng)模型串并混聯(lián)系統(tǒng)模型混聯(lián)系統(tǒng)可靠度求解步驟：混聯(lián)系統(tǒng)可靠度求解步驟： 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學

24、一、系統(tǒng)可靠性模型一、系統(tǒng)可靠性模型S13S2S34圖圖 (b)S4S54圖圖 (C)128369754圖（圖（a）以右圖以右圖a系統(tǒng)為例：系統(tǒng)為例：)()()()()(1)(1 1)()(1)(1 1)()()()()()()()()()()(5432514321439876521tRtRtRtRtRtRtRtRtRtRtRtRtRtRtRtRtRtRtRtRsssssssssss為：由此得全系統(tǒng)的可靠度串并混聯(lián)系統(tǒng)模型串并混聯(lián)系統(tǒng)模型 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學一、系統(tǒng)可靠性模型一、系統(tǒng)可靠性模型 6、表決系統(tǒng)模型、表決系統(tǒng)模型 組成系統(tǒng)

25、的n個單元中，不失效的單元數(shù)不少于r (r為介于1和n之間的某個數(shù))個，系統(tǒng)就不會故障，這樣的系統(tǒng)稱為r/n表決系統(tǒng)。它屬于工作貯備模型。12nr/n表決表決系統(tǒng)模型系統(tǒng)模型r/n表決系統(tǒng)模型表決系統(tǒng)模型 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學一、系統(tǒng)可靠性模型一、系統(tǒng)可靠性模型以右圖以右圖a所示所示2/3表決系統(tǒng)表決系統(tǒng)R求解求解為例：為例：設(shè)各單元的可靠度為設(shè)各單元的可靠度為Ri(t)，第，第i個個單元處于正常工作的事件為單元處于正常工作的事件為Ai，系統(tǒng)處于，系統(tǒng)處于正常工作的事件為正常工作的事件為A，則，則 設(shè)系統(tǒng)各單元工作相互獨立，則系統(tǒng)設(shè)系統(tǒng)

26、各單元工作相互獨立，則系統(tǒng)可靠度為可靠度為a. 2/3表決系統(tǒng)1232/3121233b. 等效并聯(lián)系統(tǒng)表決系統(tǒng)模型表決系統(tǒng)模型)()()(3 , 2 , 1)()(313221AAAAAAAiAPtRii 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學一、系統(tǒng)可靠性模型一、系統(tǒng)可靠性模型a. 2/3表決系統(tǒng)1232/3121233b. 等效并聯(lián)系統(tǒng)表決系統(tǒng)模型表決系統(tǒng)模型)()()(2)()()()()()()(2)()()()()()()()()()()()(33221133113322221132131322132322131323121322131322

27、1tRtRtRtRtRtRtRtRtRAAAPAAPAAPAAPAAAAAAPAAAAPAAAAPAAAAPAAPAAPAAPAPtRs為什么不采用并聯(lián)公為什么不采用并聯(lián)公式求解？式求解？ 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學一、系統(tǒng)可靠性模型一、系統(tǒng)可靠性模型 假設(shè)組成系統(tǒng)的每個單元是同種類型，且各單元可靠度均為R(t)，各單元正常與否相互獨立，則r/n表決系統(tǒng)的可靠度可靠度可由二二項分布項分布公式公式求得：rnrrnnnnnnnntRtRCtRtRCtRtRCtR)(1 )()(1 )()(1 )()(22211nriiniinstRtRCtR)(

28、1 )()(表決系統(tǒng)模型表決系統(tǒng)模型 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學一、系統(tǒng)可靠性模型一、系統(tǒng)可靠性模型 k/n表決系統(tǒng)模型是個通用模型通用模型，當k取不同的值時，k/n表決系統(tǒng)將相應(yīng)變化成以下幾種特殊模型：當k=n時，n/n系統(tǒng)等價于n個部件的串聯(lián)串聯(lián)系統(tǒng)。當k=1時，1/n系統(tǒng)等價于n個部件的并聯(lián)并聯(lián)系統(tǒng)。當k=m+1，m+1/2m+1系統(tǒng)稱為多數(shù)表決多數(shù)表決系統(tǒng)。表決系統(tǒng)模型表決系統(tǒng)模型 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學一、系統(tǒng)可靠性模型一、系統(tǒng)可靠性模型 7、復(fù)雜系統(tǒng)模型、復(fù)雜系統(tǒng)模型 實際中

29、，系統(tǒng)是比較復(fù)雜的，對于系統(tǒng)可靠性框圖不能分解成上述幾種模型的系統(tǒng)，我們稱之為復(fù)雜系統(tǒng)。復(fù)雜系統(tǒng)可靠度的求解方法主要有： 布爾真值表法； 部件狀態(tài)圖示法； 最小路集法； 最小割集法； 全概率分解法等。 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學二、二、FMECA方法方法FMECA分析方法分析方法 1、FMECA概述概述 FMECA是FMEA（故障模式、影響分析）和CA（危害度分析）的統(tǒng)稱。其中，F(xiàn)MEA是CA的基礎(chǔ)，因此對具體產(chǎn)品進行分析時，根據(jù)有效數(shù)據(jù)資源和要求，可以只進行FMEA而不再做CA，但做CA工作，必須先做FMEA。 FMECA的目的在于查明一切

30、潛在的失效模式，尤其是一切災(zāi)難性和嚴重性的失效模式，以便通過修改設(shè)計或采取某種補救措施，盡早消除或減輕其后果的嚴重性，從而提高系統(tǒng)的可靠性。 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學二、二、FMECA方法方法FMECA分析方法分析方法 2、FMECA的任務(wù)的任務(wù)弄清系統(tǒng)的可靠性邏輯關(guān)系，并列出全部部件的故障模式和產(chǎn)生原因；分析各故障模式對系統(tǒng)功能的影響和后果；判斷每種故障模式對系統(tǒng)各功能級別造成的危害度大小，估計危害度發(fā)生的概率；提出相應(yīng)對策，進行更改、冗余設(shè)計，把潛在的、危害度大的故障消滅在設(shè)計階段。 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)

31、新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學二、二、FMECA方法方法FMECA分析方法分析方法 3、失效模式分類、失效模式分類基本失效模式基本失效模式 提前啟動、在規(guī)定時刻停機失效、在規(guī)定時刻啟動失效、運行中失效等。可能發(fā)生的失效模式可能發(fā)生的失效模式 結(jié)構(gòu)失效（破損）、機械卡住（死）、振顫、不能開（關(guān)）、誤開（關(guān)）、內(nèi)（外）漏、超出允許上（下）限、間斷性工作不穩(wěn)定、漂移性工作不穩(wěn)定、意外運行、錯誤指示、流動不暢、錯誤動作、不能開（關(guān)）機、提前（滯后）運行、輸出量過大（?。?、無輸入（出）、電路開（斷）、電短路、電泄漏，其他。 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學二、二

32、、FMECA方法方法FMECA分析方法分析方法 4、FMECA分析的內(nèi)容分析的內(nèi)容各種失效模式；各種失效模式；失效原因；失效原因；失效對失效發(fā)生體本身的失效對失效發(fā)生體本身的直接影響；直接影響；失效對系統(tǒng)的影響；失效對系統(tǒng)的影響；提出消除失效方法；提出消除失效方法；提出改進對策；提出改進對策；預(yù)計修理時間；預(yù)計修理時間；失效損失的估計；失效損失的估計；嚴重程度評價和分級。嚴重程度評價和分級。 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學三、三、可靠性設(shè)計可靠性設(shè)計可靠性設(shè)計概述可靠性設(shè)計概述 1、可靠性設(shè)計定義、可靠性設(shè)計定義 可靠性設(shè)計是指在遵循系統(tǒng)工程規(guī)范

33、基礎(chǔ)上，通過一系列分析與設(shè)計等可靠性專門技術(shù)和措施的采用，以在產(chǎn)品性能、可靠性、費用等方面要求之間取得最優(yōu)效益的設(shè)計過程。 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學三、三、可靠性設(shè)計可靠性設(shè)計可靠性設(shè)計概述可靠性設(shè)計概述 2、可靠性設(shè)計目的、可靠性設(shè)計目的 在綜合考慮產(chǎn)品的性能、可靠性、費用和時間等因素的基礎(chǔ)上，通過采用相應(yīng)的可靠性技術(shù)，使產(chǎn)品在壽命周期內(nèi)符合所規(guī)定的可靠性要求。 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學三、三、可靠性設(shè)計可靠性設(shè)計可靠性設(shè)計概述可靠性設(shè)計概述 3、可靠性設(shè)計基本任務(wù)、可靠性設(shè)計基本任務(wù)

34、 在可靠性物理學研究基礎(chǔ)上，結(jié)合可靠性試驗及數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析，提出可供實際設(shè)計計算的物理數(shù)學模型和方法，以便在產(chǎn)品設(shè)計階段就能規(guī)定其可靠性指標，或估計、預(yù)測產(chǎn)品及其主要零、部件在規(guī)定的工作條件下的工作能力狀態(tài)或壽命，保證所設(shè)計的產(chǎn)品具有所需要的可靠度。 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學三、三、可靠性設(shè)計可靠性設(shè)計可靠性設(shè)計概述可靠性設(shè)計概述 4、可靠性設(shè)計主要內(nèi)容、可靠性設(shè)計主要內(nèi)容建立可靠性模型，進行可靠性指標的 預(yù)計和分配。進行各種可靠性分析 。采取各種有效可靠性設(shè)計方法，并將 各種可靠性設(shè)計方法同產(chǎn)品性能設(shè)計 工作相結(jié)合，以在滿足產(chǎn)品可靠性要

35、求基礎(chǔ)上實現(xiàn)綜合效益最大化 。 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學三、三、可靠性設(shè)計可靠性設(shè)計可靠性設(shè)計概述可靠性設(shè)計概述 5、可靠性設(shè)計方法、可靠性設(shè)計方法預(yù)防故障設(shè)計預(yù)防故障設(shè)計 冗余設(shè)計冗余設(shè)計 減荷設(shè)計減荷設(shè)計 耐環(huán)境設(shè)計耐環(huán)境設(shè)計人因工程設(shè)計人因工程設(shè)計安全設(shè)計安全設(shè)計 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學三、三、可靠性設(shè)計可靠性設(shè)計可靠性預(yù)計和分配可靠性預(yù)計和分配 6、可靠性預(yù)計和分配、可靠性預(yù)計和分配 可靠性預(yù)計是根據(jù)系統(tǒng)的元件、部件和分系統(tǒng)的可靠性來推測系統(tǒng)的可靠性。是一個局部到整體、由小到大

36、、由下到上的過程，是一種綜合的過程。 可靠性分配是把系統(tǒng)規(guī)定的可靠性指標分給分系統(tǒng)、部件及元件，使整體和部分協(xié)調(diào)一致。是一個由整體到局部、由大到小、由上到下的過程，是一種分解的過程。 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學三、三、可靠性設(shè)計可靠性設(shè)計可靠性預(yù)計和分配可靠性預(yù)計和分配 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學第五節(jié)第五節(jié) 可靠性管理可靠性管理 “設(shè)備(產(chǎn)品)的可靠性是設(shè)計出來的，生產(chǎn)出來的，管理出來的” 這一思想，越來越為人們所理解，若把設(shè)備(產(chǎn)品)作為系統(tǒng)來分析，可靠性工程就是為了達到這個系統(tǒng)的可靠性

37、要求而進行的有關(guān)設(shè)計、試驗、生產(chǎn)和管理等一系列工作的總和。 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學第五節(jié)第五節(jié) 可靠性管理可靠性管理可靠性管理與質(zhì)量管理的關(guān)系可靠性管理的內(nèi)容可靠性數(shù)據(jù)管理可靠性過程管理可靠性標準化 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學一、一、可靠性管理與質(zhì)量管理的關(guān)系可靠性管理與質(zhì)量管理的關(guān)系傳統(tǒng)意義：質(zhì)量管理可以認為是對產(chǎn)品在t=0時的質(zhì)量進行的管理，可靠性管理則是對產(chǎn)品在t0時的可靠性質(zhì)量進行的管理。產(chǎn)品質(zhì)量管理以生產(chǎn)過程為中心，控制和保證產(chǎn)品性能滿足產(chǎn)品圖紙要求，并以產(chǎn)品出廠合格率等指標進

38、行評定；可靠性管理是通過產(chǎn)品試驗和現(xiàn)場使用取得的信息，以可靠性設(shè)計、可靠性試驗等手段來預(yù)防故障發(fā)生，以保證可靠性目標的實現(xiàn)。 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學一、一、可靠性管理與質(zhì)量管理的關(guān)系可靠性管理與質(zhì)量管理的關(guān)系現(xiàn)代意義：現(xiàn)代質(zhì)量管理可以認為是傳統(tǒng)質(zhì)量管理與可靠性管理二者的結(jié)合，它包含了以下三個過程內(nèi)容：在研究和設(shè)計階段，運用固有技術(shù)和可靠性技術(shù)，奠定產(chǎn)品的固有可靠性；在生產(chǎn)階段，運用質(zhì)量管理手段與技術(shù)，使制造質(zhì)量接近或達到設(shè)計水平；在使用階段，則把維修、維護與質(zhì)量反饋活動有機的結(jié)合起來。 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)

39、新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學二、二、可靠性管理內(nèi)容可靠性管理內(nèi)容市場調(diào)查；產(chǎn)品現(xiàn)場使用可靠性的調(diào)查；產(chǎn)品維修；產(chǎn)品可靠性數(shù)據(jù)的收集整理、分析及處理等各種學術(shù)委員會、學會、協(xié)會的學術(shù)交流活動；可靠性相關(guān)刊物及標準的編寫、出版和發(fā)行；可靠性管理普及教育8可靠性普及教育；可靠性技術(shù)交流活動等參加國際會議、技術(shù)考察、學術(shù)交流；技術(shù)引進7企業(yè)可靠性設(shè)計、試驗、管理等方面標準、規(guī)范及文件的擬制與執(zhí)行可靠性理論機構(gòu)的建立；可靠性數(shù)學、失效物理學、可靠性管理、可靠性技術(shù)的研究和管理6元器件采購清單和審批程序的制定；元器件采購的要求和規(guī)定制定；技術(shù)協(xié)議的簽訂和管理等可靠性標準化機構(gòu)的建立；可靠性設(shè)計、試驗、管理以

40、及數(shù)學方法等方面的國家基礎(chǔ)標準和國家軍用標準的制定5生產(chǎn)制造過程中可靠性保證的管理建立可靠性數(shù)據(jù)交換機構(gòu)；收集可靠性數(shù)據(jù)與信息資料；發(fā)布可靠性數(shù)據(jù)；出版質(zhì)量與可靠性信息資料4可靠性研究與設(shè)計的管理；相關(guān)規(guī)范的制定；各種可靠性技術(shù)的實施；可靠性成果評定和技術(shù)交流等建立檢查監(jiān)督機構(gòu)與試驗機構(gòu)；評審產(chǎn)品可靠性；承接可靠性試驗業(yè)務(wù)等3建立試驗站；制定各種試驗的規(guī)范和要求；可靠性試驗、篩選試驗、例行試驗、質(zhì)量及可靠性檢驗等過程的管理建立產(chǎn)品質(zhì)量與可靠性認證機構(gòu)；對企業(yè)的管理及產(chǎn)品質(zhì)量與可靠性水平進行確認等2建立可靠性管理機構(gòu)；企業(yè)領(lǐng)導及管理機構(gòu)制定可靠性方針目標、管理規(guī)范等建立可靠性管理機構(gòu)；制定可靠性方針政策；制定可靠性管理規(guī)劃；明確可靠性管理任務(wù)和要求等1企業(yè)級可靠性管理國家級可靠性管理序 號 2010.1.1二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點二、研究內(nèi)容、創(chuàng)新點質(zhì)質(zhì) 量量管理學管理學三、三、可靠性數(shù)據(jù)管理可靠性數(shù)