可靠性工程基本理論

1、可靠性工程基本理論（通用版）Safety management is an important part of production management. Safety and production are inthe implementation process（安全管理）單位：姓名：日期：精品文檔/ Word文檔/文字可改實用文本 | DOCUMENT TEMPLATE安全管理理論可靠性工程基本理論(通用版)備注說明：安全管理是生產(chǎn)管理的重要組成部分，安全與生產(chǎn)在實施過程，兩者存在著密切的聯(lián)系，存在著進行共同管理的基礎(chǔ)?？煽啃?Reliability)可靠性理論是從電子技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展起來，

2、近年發(fā)展到機械技術(shù) 及現(xiàn)代工程管理領(lǐng)域，成為一門新興的邊緣學(xué)科?？煽啃耘c安全性 有密切的關(guān)系，是系統(tǒng)的兩大主要特性，它的很多理論已應(yīng)用于安 全管理?？煽啃缘睦碚摶A(chǔ)是概率論和數(shù)理統(tǒng)計，其任務(wù)是研究系統(tǒng)或 產(chǎn)品的可靠程度，提高質(zhì)量和經(jīng)濟效益，提高生產(chǎn)的安全性。產(chǎn)品的可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下，在規(guī)定的時間內(nèi)完成 規(guī)定功能的能力。產(chǎn)品可以是一個零件也可以是一個系統(tǒng)。規(guī)定的條件包括使用 條件、應(yīng)力條件、環(huán)境條件和貯存條件?？煽啃耘c時間也有密切聯(lián) 系，隨時間的延續(xù)，產(chǎn)品的可靠程度就會下降?？煽啃约夹g(shù)及其概念與系統(tǒng)工程、安全工程、質(zhì)量管理、價值實用文本 | DOCUMENT TEMPLATE 安全管理

3、理論工程學(xué)、工程心理學(xué)、環(huán)境工程等都有十分密切的關(guān)系。所以，可 靠性工程學(xué)是一門綜合性較強的工作技術(shù)?？煽慷?Reliablity)是指產(chǎn)品在規(guī)定條件下，在規(guī)定時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的概率?？煽慷扔米帜窻表示，它的取值范圍為0WRW1。因此，常用百 分?jǐn)?shù)表示。若將產(chǎn)品在規(guī)定的條件下，在規(guī)定時間內(nèi)喪失規(guī)定功能的概率 記為F,則R=1F。其中F稱為失效概率，亦稱不可靠度。設(shè)有N個產(chǎn)品，在規(guī)定的條件下，在規(guī)定的時間內(nèi)，有n個產(chǎn) 品失效，則F=n/NR=(N-n)/N=1F可靠度與時間有關(guān)，如100個日光燈管，使用一年和使用兩年， 其損壞的數(shù)量是不同的，失效率和可靠度也都不同。所以可靠度是 時間的函數(shù)，

4、記成R (t)，稱為可靠度函數(shù)。圖5-1是可靠度函數(shù)R (t)和失效概率F (t)變化曲線。實用文本 | DOCUMENT TEMPLATE 安全管理理論圖5-1可靠度失效率（Failurerate）失效率是指工作到某一時刻尚未失效的產(chǎn)品，在該時該后，單 位時間內(nèi)發(fā)生失效的概率。在極值理論中，失效率稱為“強度函數(shù)”; 在經(jīng)濟學(xué)中，稱它的倒數(shù)為“密爾（Mill）率”在人壽保險事故中， 稱它為“死亡率強度”。失效率是衡量產(chǎn)品在單位時間內(nèi)失效次數(shù)的數(shù)量指標(biāo)；它也是 描述產(chǎn)品在單位時間內(nèi)失效的可能性。失效率的單位是“1/h”。如果以R（t）表示可靠度函數(shù)，則失效率可以用時間函數(shù)表示:入（t） =-dR

5、（t）/dt1/R （t）可靠度函數(shù)R （t）可用入（t）表示：R（t）=exp- /VsuptV/sup 入 VsuboV/sub （t）dt一般將失效率分為瞬時失效率和平均失效率。但一般多指瞬時 失效率。平均失效率定義如下：平均失效率二總失效率（該工作時間內(nèi)）/總工作時間4無故障率實用文本 | DOCUMENT TEMPLATE 安全管理理論對于控制系統(tǒng)，無故障率是指在實際的使用條件下和所要求的 時間內(nèi)，系統(tǒng)參數(shù)處于給定偏差范圍內(nèi)的概率。計算時常常使用它 的相對量一失效率。失效的結(jié)果，使控制系統(tǒng)由正常狀態(tài)過渡到不 正常狀態(tài)。無故障率是系統(tǒng)可靠性的主要和有決定意義的指標(biāo)之一。5 浴盆曲線（B

6、athtubcurve）浴盆曲線是不可修復(fù)產(chǎn)品的失效率的變化曲線，因該曲線形似 浴盆，故得名。見圖5-2。產(chǎn)品（或系統(tǒng)）在使用初期由于本身的缺 陷失效率比較大，而隨時間的延長，失效可能性超于穩(wěn)定，到一定 時間之后，失效率又開始增大。失效率曲線是由人的死亡曲線引申 過來的。曲線的前一側(cè)面稱為早期失效期，相當(dāng)幼兒死亡期；中段 稱偶然失效期，在此期間失效率基本是常數(shù)，相當(dāng)青壯年死亡期； 最后一期為耗損失效期，相當(dāng)老年死亡期。圖5-2典型的不可修復(fù)產(chǎn)品的失效率曲線6平均壽命時間（MTTF）是MeanTimeToFailure的縮寫。對不可修復(fù)的產(chǎn)品平均壽命時實用文本 | DOCUMENT TEMPLA

7、TE 安全管理理論間指的是產(chǎn)品失效前工作時間的平均值，即壽命均值，記為MTTF。設(shè)有NVsuboV/sub個燈泡（不可修復(fù)的產(chǎn)品）在同樣條件 下進行試驗，測得全部壽命數(shù)據(jù)為tVsub1V/sub,tVsub2 ,ts tNo，則平均壽 命時間為Q：7平均故障時間（MTBF）是MeanTimeBetweenFailures的縮寫，指可修復(fù)產(chǎn)品兩次相鄰 故障之間的平均時間，記為MTBF。設(shè)有一個可修復(fù)的產(chǎn)品在使用過程中，共計發(fā)生過N0 次故障，每次故障后經(jīng)過修復(fù)又和新的一樣繼續(xù)投入使用， 其工作時間分別為：t1，t2，t3 tNo，那么產(chǎn)品的平均故障間 隔時間，也就是平均壽命為Q式中，為總工作時間

8、。特征量（Propertynumber）可靠性特征量是用來表示產(chǎn)品總體可靠程度的各種數(shù)量指標(biāo)，實用文本 | DOCUMENT TEMPLATE 安全管理理論其數(shù)值是理論上的，實際是未知的。特征量有估計值、外推值和預(yù) 測值。（1）特征量的估計值：根據(jù)樣品的觀測數(shù)據(jù)，經(jīng)一定的統(tǒng)計計 算所得到的即是特征量的估計值。估計值可以是點估計，也可以是 單邊或雙邊的區(qū)間估計。（2）特征量的外推值：根據(jù)試驗所得特征量觀測值或其它估計 值，按一定外推或內(nèi)插方法，推算出在不同應(yīng)力條件下的數(shù)值，即 是特征量的外推值。（3）特征量的預(yù)測值：在規(guī)定使用條件下，根據(jù)一個復(fù)雜產(chǎn)品 的設(shè)計，按各組或單元的可靠性特征量的觀測值（

9、或其它估計值）， 計算所得到復(fù)雜產(chǎn)品的特征量數(shù)值，即為特征量的預(yù)測值?？煽繅勖≦-precentilelife）由給定可靠度求出的與其相對應(yīng)的工作時間，稱為可靠壽命。如給定可靠度為R=0.99，其對應(yīng)工作時間記作t（0.99），就是 可靠壽命。當(dāng)未知可靠度，但只要其工作時間tVt（0.99）,則此產(chǎn) 品的可靠度就不會低于99%；若其工作時間tt （0.99），則產(chǎn)品的實用文本 | DOCUMENT TEMPLATE 安全管理理論可靠度就會低于99%的給定值，就可能有更多的產(chǎn)品失效。均值(Averagevalue)均值又稱算術(shù)平均值，把一組數(shù)值相加后再以數(shù)值的個數(shù)除， 所得的商即為均值。如有1

10、0、11、13、12、17、18、14、9、15、16 等10個數(shù)，其均值為(10+11+13+12+17+18+14+9+15+16) /10=13.5對于有n個數(shù)值的離散變量，以xVsub1V/sub、xVsub 2，x3表示 n 數(shù)值，其均值 x 為：x=(x1+x2+xn)/n或?qū)懗桑壕狄卜Q數(shù)學(xué)期望，數(shù)學(xué)期望是隨機變量的變動中心。標(biāo)準(zhǔn)差(Standarddeviation)在研究產(chǎn)品壽命時，兩組數(shù)據(jù)的均值相等，但數(shù)據(jù)的分散程度 可能不同。為了反映一組數(shù)據(jù)的分散程度，引入標(biāo)準(zhǔn)差(。)的概 念。實用文本 | DOCUMENT TEMPLATE 安全管理理論式中xi （1=1, 2,，n）

11、 表示一組觀測值；x數(shù)組的均值；n觀測值的個數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)差越大，說明這一組觀測值越分散；標(biāo)準(zhǔn)差小，則說明這 一觀測相對集中。12壽命分布壽命分布是可靠性工程應(yīng)用和可靠性研究的基礎(chǔ)。壽命分布的 類型很多。某一類型分布可以適用于具有共同失效機理的某類型產(chǎn) 品。壽命分布類型往往與施加的應(yīng)力類型，以及產(chǎn)品失效機理、失 效形式有關(guān)。研究壽命分布的課題為：（1）已知組成系統(tǒng)的每個部件所屬的 分布類型，推斷出系統(tǒng)的壽命特征；（2）研究系統(tǒng)的多元壽命分布。指數(shù)分布：在研究電子元器件的壽命時，普遍采用指數(shù)分布。指數(shù)分布， 在一定的條件下，還可以用來描述大型復(fù)雜系統(tǒng)的故障間隔的時間 分布。實用文本 | DOCUMEN

12、T TEMPLATE 安全管理理論指數(shù)分布的可靠度函數(shù)表達式為：R（t）=eVsup入tV/sup指數(shù)分布的失效密度函數(shù)的表達式為：? （t）二入eVsup-入tV/sup式中，入失效率。正態(tài)分布：在實際應(yīng)用中，許多試驗數(shù)據(jù)都服從正態(tài)分布。材料強度、磨損壽命、齒輪輪齒彎曲、疲勞強度、測量誤差都可以近似看好正態(tài)分布。正態(tài)分布的失效密度函數(shù)為：? （t） =1/。（2）1/2expT/2（t?/。） 2正態(tài)分布的可靠度函數(shù)為：式中，？母體均值；。母體標(biāo)準(zhǔn)偏差。13機械零件可靠性最優(yōu)化當(dāng)零件應(yīng)力和強度概率密度函數(shù)已知時，應(yīng)力一一強度干涉理實用文本 | DOCUMENT TEMPLATE 安全管理理論

13、論常用來確定機械零件的可靠度。在概率設(shè)計中，確定應(yīng)力一一強 度分布參數(shù)的因素是能夠控制的，就是在約束條件下找出最優(yōu)參數(shù) 值。這些約束包括設(shè)計約束和資源約束。此時應(yīng)對下面兩個問題進 行研究。（1）滿足規(guī)定的零件可靠條件下，使設(shè)計費用最??；（2）在資源約束條件下，使零件獲得最大的可靠度。如果零件的應(yīng)力一一強度分布已知并服從正態(tài)概率密度函數(shù)，那么零件可靠度為：式中，Re零件的可靠度；F（s） 零件應(yīng)力s的概率密度函數(shù)；Y（s）零件強度S的概率密度函數(shù)。14失效模式和效應(yīng)分析（FMEA）任一元器件的失效都會對系統(tǒng)性能有不利影響。在系統(tǒng)可靠性、 安全性和有效性的研究中要求作定性和定量的兩種分析。定量分析

14、可計算或預(yù)測出 在特定條件下執(zhí)行任務(wù)期間或長期運行中的系統(tǒng)性能指標(biāo)。典型指實用文本 | DOCUMENT TEMPLATE 安全管理理論標(biāo)分別為可靠度、有效度、失效率、失效前平均工作時間、平均無 故障工作時間等。失效模式和效應(yīng)分析是根據(jù)基本失效判據(jù)或主要失效模式對己 經(jīng)規(guī)定的單元所作的分析。從基本單元的失效模式和系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)出發(fā)，來確定單 元失效與系統(tǒng)失效、系統(tǒng)不能正常工作、工作受到限制、性能或完 整性下降等效應(yīng)之間的關(guān)系。除了對上述基本單元的失效進行分析 外，還需要對高一級的或更高一級的系統(tǒng)功能失效以及所能考慮得 到的繼發(fā)事件進行分析。失效效應(yīng)的危害性常用危害度來描述。危害度是由失效效應(yīng)的

15、 嚴(yán)重等級及其發(fā)生的概率的乘積來確定的。15 失效模式(Failuremode)所謂失效模式就是指元器件或產(chǎn)品“失效的表現(xiàn)形式”。失效模 式一般是能被觀察到的和能被測量出來的一種失效現(xiàn)象。例如：機 械運動的缺陷、斷裂、變形、磨擦損壞、表面毛刺、氧化、炭化、 信號失真、漂移、泄漏、不穩(wěn)、開路、短路、脫焊等均為一般的失實用文本 | DOCUMENT TEMPLATE 安全管理理論效模式。16 失效機理(Failuremechanism)失效機理是尋求元部件失效的實質(zhì)原因。GB-3187-82規(guī)定，失 效機理是“引起失效的物理、化學(xué)變化等內(nèi)在原因”。失效機理因產(chǎn)品的種類、使用條件不同而各異，多數(shù)情況

16、以磨 損、疲勞、腐蝕、氧化等形式出現(xiàn)。有的失效機理則只有通過儀器 的測試才能被闡明。失效機理是導(dǎo)致產(chǎn)品失效的內(nèi)在原因。如蠕變或應(yīng)力造成損壞、 腐蝕、損耗、沖擊破壞、疲勞、電應(yīng)力、化學(xué)反應(yīng)、輻射等，都是 在一定條件下使產(chǎn)品失效的原因。17失效效應(yīng)失效效應(yīng)是指每種假定的失效模式引起的各種后果，這種后果 包括對各有關(guān)系統(tǒng)功能級的功能、人員安全、維護等的影響，以影 響的大小來確定失效效應(yīng)的嚴(yán)重等級。失效效應(yīng)還分為局部效應(yīng)和最終效應(yīng)。18局部效應(yīng)實用文本 | DOCUMENT TEMPLATE 安全管理理論局部效應(yīng)專門研究失效模式對所研究單元的運行和功能的效應(yīng)，連同二次效應(yīng)說明每種假定失效模式對該單元輸

17、出的影響后果。 確定局部效應(yīng)的目的在于為現(xiàn)有的替換措施或作出建議的修正措施 提供一個依據(jù)，以及為更高功能級的分析提供失效模式。應(yīng)注意到 某些場合下除失效模式本身含義之外可能沒什么局部效應(yīng)。19最終效應(yīng)最終效應(yīng)是指假定失效模式通過所有中間功能級對最高功能級 的運行、功能和狀態(tài)的失效效應(yīng)。所描述的最終效應(yīng)可以是多重失 效的后果。例如，晶體管電流超過電流保護值，同時保護電路失效， 這時所引起的最終效應(yīng)就是多重失效效應(yīng)。20失效檢測方法將出現(xiàn)失效模式的檢測方法記入表內(nèi)。需列出并分析表現(xiàn)為同 樣指示的各種失效模式。需確定在周期性維護時如何對有冗余的單 元作失效檢測。21危害度分析需要將失效效應(yīng)的危害度定

18、量化，并估算引起該危害效應(yīng)的失實用文本 | DOCUMENT TEMPLATE 安全管理理論效模式的發(fā)生概率。進行危害度和失效概率的定量化有助于決定應(yīng) 采取什么樣的修正工作、決定修正工作的優(yōu)先次序、在可接受的和 不可接受的風(fēng)險之間建立起清楚的界線。根據(jù)系統(tǒng)要求、目標(biāo)和限 制對每種被考慮的失效效應(yīng)按其對系統(tǒng)總性能的危害度加以分類， 對每種設(shè)備應(yīng)確定關(guān)鍵性失效的清單。無論如何，有若干通?？山?受的類別和可用于大多數(shù)設(shè)備的分類法，這些一般性的分類是基于 以下列出的特性的組合，這些特性反映了失效效應(yīng)嚴(yán)重性的定性分 類。（1）造成工作人員或公眾的傷亡；（2）造成外部設(shè)備或設(shè)備本身的損壞；（3）由于無輸出

19、或失去功能而致的經(jīng)濟損失；（4）由于設(shè)備不能完成其主要功能而不能執(zhí)行任務(wù)。有關(guān)諸如性能、價格、進度、安全和風(fēng)險等因素會影響對系統(tǒng) 開發(fā)的評價，顯然在采用該分類時必須考慮到所有的相關(guān)因素。失效效應(yīng)的嚴(yán)重等級實用文本 | DOCUMENT TEMPLATE 安全管理理論失效效應(yīng)的嚴(yán)重程度的等級是一種相對的量。22危害度的估計利用危害度網(wǎng)格來進行危害度的估計。用危害度網(wǎng)格可以很方便地表示危害度，它是以危害度的等級作縱坐標(biāo)，而以失效概率作橫標(biāo)的一種圖表，概率在01范圍之內(nèi)是任意劃分的。如：概率分級00.1很低0.10.2低0.20.3中等0.30.4高在很多例子中概率就不是線性劃分的。當(dāng)對失效模式作了

20、分類并標(biāo)明概率，則它們在圖中對應(yīng)的多點位置就確定了。再以原點沿對角線方向作直線，線越長危害度越高，則更急需采取修正辦法。對于每種危害度分析的每種分類方法都將確定一種特定的概率實用文本 | DOCUMENT TEMPLATE 安全管理理論范圍。23失效模式的概率每種假定的失效模式出現(xiàn)的概率是通過使用分析的方法導(dǎo)出 的。估計在特定工作環(huán)境下，一種特定的失效模式的發(fā)生概率，要 求一個有統(tǒng)計意義的可靠性數(shù)據(jù)庫。直接使用上述數(shù)據(jù)，可在進行FMEA的同時完成預(yù)測工作。有效度(Availability)對于可修復(fù)系統(tǒng)，除了可靠性外，還必須考慮維修性等指標(biāo)， 有效度是綜合可靠度和維修度等一系列指標(biāo)的廣義可靠性

21、指標(biāo)。有 效度的定義是：“系統(tǒng)或設(shè)備在規(guī)定的條件下使用時，在任意時刻上 正常工作的概率”。即設(shè)備雖然發(fā)生故障，但在允許的時間內(nèi)修理完 畢，又能投入工作。所以有效度的正常工作概率大于單純可靠度正 常工作概率。對不可修復(fù)產(chǎn)品，不存在維修的問題，此時可靠度R=有效度A。 如果產(chǎn)品或設(shè)備是可修復(fù)的，通過維修提高正常工作概率比通過提 高可靠度提高正常工作概率要經(jīng)濟?？煽慷?、維修度的關(guān)系，見圖實用文本 | DOCUMENT TEMPLATE 安全管理理論5-3。圖5-3可靠度、維修度曲線維修度(Maintainability)從廣義上講，設(shè)備的可靠性應(yīng)包括失效后能盡快維修恢復(fù)其正 常工作能力。維修性和維修

22、度是表征維修難易程度的概率，或者說 由于維修而恢復(fù)正常狀態(tài)的概率。易修性(Serviceability)表示設(shè)備修理的困難或容易程度。易修性是設(shè)備設(shè)計的特征， 而修理度是與一定類別的時間有關(guān)的概率。易修性由許多硬件特性決定，如工程設(shè)計、復(fù)雜性、測試點的 數(shù)目及可達性等，這些特性受工程控制，產(chǎn)品的易修性是設(shè)計師的 責(zé)任。當(dāng)然也和工具和試驗設(shè)備有關(guān)，和維修人員培訓(xùn)技術(shù)水平有 關(guān)?？煽啃栽O(shè)計(Reliabilitydesign)可靠性設(shè)計可以歸納為可靠性組成、環(huán)境影響和相關(guān)因素三個 部分。實用文本 | DOCUMENT TEMPLATE 安全管理理論可靠性的組成（1）明確系統(tǒng)、設(shè)備、產(chǎn)品的可靠性要求

23、，確定可靠性指標(biāo)和進行可靠性分配；（2）確定可靠部件和危險部件，規(guī)定部件的負荷并要求安全的使用；（3）進行應(yīng)力分析，采用概率設(shè)計方法；（4）簡單化、單元化、標(biāo)準(zhǔn)、插件式構(gòu)造；（5）采用典型結(jié)構(gòu)和典型電路、充分利用過去的經(jīng)驗；（6）采用貯備設(shè)計法、修正誤動作，考慮是否采用備件；（7）預(yù)測可靠性、維修性，進行失效樹分析，以及失效模式、效應(yīng)及危害度分析；（8）可靠性驗證試驗（驗收試驗、環(huán)境和壽命試驗、篩選試驗、維修性試驗）；（9）審查設(shè)計。環(huán)境影響（振動、沖擊、熱、潮濕、灰塵、氣體、日照、放射線、干擾效應(yīng)等）盡實用文本 | DOCUMENT TEMPLATE 安全管理理論量減少。設(shè)計時應(yīng)考慮的相關(guān)因

24、素有：（1）可靠性一一安全壽命、安 全裕余度、安全性、安全系數(shù)；（2）維修性一一抽檢、修理、布線、 裝配方式、備件準(zhǔn)備、互換性，修理人員技術(shù)水平、檢修方式；（3） 易操作一一從人機工程學(xué)角度考慮減少人為失誤，預(yù)防失誤的設(shè)計， 軟件的可靠性；（4）功能和性能；（5）經(jīng)濟技術(shù)性能一一體積、重量、外觀?？煽啃灶A(yù)測（Reliabilitypredication）為了對所設(shè)計的產(chǎn)品在不同的設(shè)計階段，均能預(yù)估其可靠性水 平，并將發(fā)現(xiàn)存在的問題，來提高設(shè)備的可靠性和安全性，以免在 使用過程中發(fā)生故障，必須對可靠性進行預(yù)測?？煽啃灶A(yù)測就是利 用過去積累的可靠性數(shù)據(jù)資料（用戶、工廠、實驗室的可靠性數(shù)據(jù)）， 綜合

25、元器件的失效數(shù)據(jù)，較為迅速的預(yù)測出的產(chǎn)品可靠性大致指標(biāo)。進行可靠性預(yù)測的目的（1）在設(shè)計階段，通過預(yù)測了解可靠性是否滿足設(shè)計要求的指 標(biāo)。實用文本 | DOCUMENT TEMPLATE 安全管理理論（2）通過預(yù)測可找出提高可靠性、維修性的關(guān)鍵問題。進行可靠性預(yù)測的主要方法（1）預(yù)測偶然失效的失效率（或MTBF）。（2）預(yù)測耗損失效，通過統(tǒng)計方法進行。（3）預(yù)測維修性。（4）失效模式、影響和致命度分析（DMECA）可靠度分配和可靠度預(yù)測互為逆過程?？煽啃栽囼灒≒eliabilitytest）為分析、評價系統(tǒng)、設(shè)備、元器什等可靠度而進行的一切試驗， 統(tǒng)稱為可靠性試驗。在可靠性設(shè)計中，應(yīng)盡量選擇優(yōu)

26、良的材料、元器件和可靠的結(jié) 構(gòu)，努力提高產(chǎn)品的可靠度。同時，還應(yīng)在各個階段上通過試驗來驗證產(chǎn)品的可靠性 和安全性，在試驗中，要正確模擬實際使用條件；使用正確的實驗 方法；要保證抽取一定的批量樣本?？煽啃栽囼炓涝囼瀳鏊煌譃椋含F(xiàn)場試驗（檢測和驗證產(chǎn)品實用文本 | DOCUMENT TEMPLATE 安全管理理論的工作可靠度和使用可靠度）和模擬試驗（在工廠，實驗室等模擬環(huán)境中試驗產(chǎn)品的 固有可靠度）?？煽啃栽囼?，根據(jù)應(yīng)力強度不同可分為：正常工作試驗，超負 荷試驗，破壞性試驗，極限試驗，加速壽命試驗，強制耗損試驗。 根據(jù)應(yīng)力施加時間長短又可分為：恒定應(yīng)力試驗，各種負載試驗， 步進應(yīng)力試驗或遞增應(yīng)力

27、試驗，周期應(yīng)力試驗，間歇工作試驗，無 負載存放試驗。30抽樣試驗（Sampling）從批量產(chǎn)品中抽取一部分樣品進行檢驗，用以鑒定產(chǎn)品的質(zhì)量 （在可靠性方面如MTBF、失效率等），這種制定產(chǎn)品合格與否的方法 稱為抽樣試驗。抽樣試驗的方法迅速而經(jīng)濟。當(dāng)有些產(chǎn)品批量很大， 不可能逐個試驗時，或某些產(chǎn)品十分昂貴不能進行破壞性試驗時， 抽樣試驗則成為必不可少的方法。抽樣試驗可分為計數(shù)抽樣試驗和計量抽樣試驗。如檢驗一批燈 泡是否合格，若規(guī)定使用壽命超過5000小時為合格品，則可從這批實用文本 | DOCUMENT TEMPLATE 安全管理理論產(chǎn)品中抽出?n個樣品，進行逐個試驗，然后要據(jù)合格燈泡數(shù)來判斷

28、這批產(chǎn)品的合格率。這種方法就叫計數(shù)抽樣試驗。如果是以每個樣 品的定量指標(biāo)(如使用壽命)來判斷這批產(chǎn)品是否合格，則稱為計 量抽樣試驗。該方法有一次抽樣試驗和多次抽樣試驗。此外還有隨生產(chǎn)的進 行抽樣數(shù)和時間逐次增加，逐次積累數(shù)據(jù)，每次都進行判斷的方法。 后者稱為序貫抽樣試驗。31完全壽命試驗(Safelifetest)這種試驗是將參加試驗的樣品進行到全部失效為止的一種方法。這種試驗方法雖然收集的數(shù)據(jù)完整可靠，但常常需要很長時間， 所以對有些產(chǎn)品來說首當(dāng)其沖不適用。如晶體管的工作壽命很長， 如果要把樣品試驗到全部失效，有時要長達幾年的時間，甚至幾十 年，而在這樣長的時間內(nèi)，產(chǎn)品又要更新?lián)Q代了。為了解

29、決這一問 題，可以采用截尾壽命試驗，截尾壽命試驗分為定時截尾和定數(shù)截 尾壽命試驗。定時截尾壽命試驗，就是規(guī)定試驗時間，到規(guī)定的時間試驗結(jié)實用文本 | DOCUMENT TEMPLATE 安全管理理論束。定數(shù)截尾壽命試驗是規(guī)定失效樣數(shù)量，即失效樣品數(shù)到規(guī)定的 數(shù)量試驗即結(jié)束。32 加速壽命試驗（Acceleraledtest）加速壽命試驗是用加大試驗應(yīng)力，人工縮短產(chǎn)品失效時間，以 縮短試驗時間一種試驗。為使試驗取得可靠的數(shù)據(jù)，要求失效模式 和機理不因加速而改變。運用加速壽命模型估計出產(chǎn)品在正常工作 應(yīng)力下的可靠性特征值。由于技術(shù)水平的提高，產(chǎn)品壽命會越來越長，因此在基準(zhǔn)條件 下作壽命試驗就要花費

30、很多時間，所有加速壽命試驗顯得尤為重要。 加速的一般方法有下列五種：（1）增加應(yīng)力強度或增加施加應(yīng)力的次數(shù)，如增加溫度、增加 負荷或增加轉(zhuǎn)動次數(shù)和速度等。（2）提高失效判據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)。（3）采用已具有一定退化量的試件。（4）采用相似法，按一定比例放大或縮小所模擬的試件來進行實用文本 | DOCUMENT TEMPLATE 安全管理理論模擬試驗。以產(chǎn)品易發(fā)生性能退化或易發(fā)生致命失效的結(jié)構(gòu)尺寸來作 試驗。對于失效機理單一的產(chǎn)品，加速壽命試驗較為簡單，但對失效 原因較多的產(chǎn)品，則很難實現(xiàn)理想的加速壽命試驗。在這種情況下，可以抽出主 要的失效機理作加速壽命試驗，再綜合試驗結(jié)果加以改善，以便預(yù) 測出符合實際

31、的壽命特征。33降額降額是指使元件在低于其額定應(yīng)力條件下工作。在實際工作中 可以采用降低應(yīng)力，也可以采用提高元器件的強度。通常最常用的 方法是選用強度更高的元器件。降額是降低元器件失效率的有效方法。元器件在低應(yīng)力下一般 情況失效率都會有下降趨勢，而在高溫條件下則元器件的失效率會 上升，絕大多數(shù)元器件的失效率決定于應(yīng)力與溫度。元器件降額必須保證規(guī)定的設(shè)備可靠性符合規(guī)范要求。降額方實用文本 | DOCUMENT TEMPLATE 安全管理理論法是因不同的元器件類型及用途而不同。電子元件的降額需要采用降額曲線。這些曲線通常把降額值與 某些關(guān)鍵的環(huán)境因素或物理因素或數(shù)學(xué)模型聯(lián)系起來，數(shù)學(xué)模型根 據(jù)應(yīng)力

32、比，溫度以及所考慮元器件有關(guān)的其它參數(shù)定量地確定基本 失效。機械和結(jié)構(gòu)部件是采用提高平均強度、降低平均應(yīng)力、減小應(yīng) 力變化、減小強度變形以得到可以接受的成功概率?？煽啃怨芾碓瓌t（Principleofreliabilitymanagement）可靠性管理是一項從提出要求制定計劃、簽定合同開始，一直 到設(shè)計、制造、使用等活動，都要貫穿可靠性技術(shù)的工作；可靠性 管理包括技術(shù)內(nèi)容和管理內(nèi)容兩個方面。前者主要實施于設(shè)計制造 過程中；后者則主要在日常使用過程中實施，以經(jīng)常收集可靠性數(shù) 據(jù)?？煽啃怨芾砼c生產(chǎn)管理及其它工程領(lǐng)域里的工作都有密切關(guān)系。 它與QC（質(zhì)量管理），訂貨、系統(tǒng)工程維修、設(shè)置等各項管理工

33、作緊 密相關(guān)?？煽啃怨芾響?yīng)注意以下幾點：（1）強調(diào)全面的系統(tǒng)計劃；（2）實用文本 | DOCUMENT TEMPLATE 安全管理理論使用統(tǒng)計的方法收集失效數(shù)據(jù)并進行分析；(3)進行數(shù)據(jù)反饋，將 使用過程中收集到的數(shù)據(jù)再反饋到設(shè)計、制造部門中去。這樣就可 對產(chǎn)品的全過程進行可靠性監(jiān)視?？煽啃怨芾淼奈鍌€階段是：(1)確定可靠性的要求項目；(2) 收集可靠性數(shù)據(jù)；(3)分析數(shù)據(jù)；(4)改進設(shè)計和產(chǎn)品制造；(5) 檢查驗證可靠性技術(shù)實施情況。串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度(Reliabilityofseriessysten)若組成系統(tǒng)的所有單元中任一個單元失效均可導(dǎo)致系統(tǒng)失效，這樣的系統(tǒng)稱為串聯(lián)系統(tǒng)，圖5-4是串聯(lián)系統(tǒng)簡圖。圖5-4串聯(lián)系統(tǒng)圖若系統(tǒng)中各單元的可靠度為R1 (t),RVsub2 (t)Rn (t)；并且相互之間是獨立的，那么系統(tǒng)的可靠度為：Rs=R1 (t).R2 (t)Rn (t)從上式可見，串