《中级可靠性基础》PPT课件.ppt

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1、第 五 章 可 靠 性 基 础 知 识知 金 教 育 北 京 数 字 化 学 习 中 心Beijing Cyber Learning Center 中 级 质 量 专 业 理 论 与 实 务 各 章 所 占 分 值 比 重 统 计5040 第一章第二章第三章第四章第五章302010 第 一 章 : 16分第 二 章 : 36分第 三 章 : 30分第 四 章 : 32分第 五 章 : 24分第 六 章 : 32分第六章 可 靠 性 基 础 知 识 题 量 及 所 占 分 值 比 重 统 计章 节 章 节 名 称 单 选 题 多 选 题 综 合 题 分 值第 一 节 可 靠 性 基 本 术 语

2、及 其 概 念 3 2 1( 4) 24常 用 可 靠 性 度 量 参 数浴 盆 曲 线产 品 质 量 与 可 靠 性 的 关 系第 二 节 可 靠 性 设 计 基 本 内 容 与 方 法 1 1可 靠 性 串 并 联 模 型 的 计 算可 靠 性 预 计 和 可 靠 性 分 配FMECA、 FTA 维 修 性 设 计 与 分 析 基 本 方 法第 三 节 环 境 应 力 筛 选 与 测 定 试 验 1 1可 靠 性 增 长 与 鉴 定 试 验第 四 节 可 信 性 管 理 1 1FRACAS、 可 信 性 评 审 一 、 可 靠 性 认 知二 、 可 靠 性 发 展 的 标 志 1952年

3、美 国 国 防 部 成 立 电 子 设 备 可 靠 性 咨 询 组 。 1957年 发 表 了 军 用 电 子 设 备 可 靠 性 报 告 。三 、 可 靠 性 运 动四 、 可 靠 性 发 展 的 动 力五 、 可 信 性 工 程 发 展 为 包 括 维 修 性 工 程 、 测 试 性 工 程 、 保 障 性 工 程 在 内 的 可 信 性 工 程 。第 五 章 可 靠 性 基 础 知 识 大 纲 要 求 1、 掌 握 故 障 ( 失 效 ) 、 可 靠 性 、 维 修 性 的 概 念 2、 熟 悉 保 障 性 、 可 用 性 与 可 信 性 的 概 念 3、 掌 握 可 靠 性 的 主 要

4、 度 量 参 数*( 7个 术 语 2个 函 数 6个 度 量 指 标 ) * 4、 熟 悉 浴 盆 曲 线 5、 了 解 产 品 质 量 与 可 靠 性 的 关 系第 一 节 可 靠 性 的 基 本 概 念 及 常 用 度 量 纲 目 知 识 点掌握故障的概念 故 障 (失 效 )的 概 念 a.故 障 (失 效 )的 定 义 及 其 含 义 理 解b.故 障 模 式 、 故 障 机 理 的 定 义故 障 的 分 类 c.故 障 分 类 的 依 据d.不 同 故 障 的 基 本 概 念e.评 价 产 品 可 靠 性 的 故 障 统 计 原 则第 一 节 可 靠 性 的 基 本 概 念 及 常

5、 用 度 量 故 障 a.故 障 ( 失 效 ) 的 定 义故 障 : 产 品 或 产 品 的 一 部 分不 能 或 将 不 能 完 成 预 定 功 能的 事 件 或 状 态 。 失 效 : 产 品 终 止 规 定 功 能 。对 可 修 复 产 品 而 言 对 不 可 修 复 产 品 而 言例 : 投 影 仪 与 灯 泡 故 障 的 表 现 形 式 称 为 故 障 ( 失 效 ) 模 式 。 例 : 投 影 仪 不 出 影 象 。 引 起 故 障 的 原 因 称 为 故 障 ( 失 效 ) 机 理 。 例 : 1、 灯 泡 故 障 ; 2、 电 源 变 压 器 故 障 ; 3、 主 电 路 板

6、 故 障 等 故 障 通 常 是 产 品 失 效 后 的 状 态 , 但 也 可 能 失 效 前 就 存 在 。 b.故 障 模 式 、 故 障 机 理 的 定 义 1、 按 出 现 故 障 的 规 律 分 : 偶 然 故 障 和 耗 损 故 障 2、 按 故 障 的 结 果 分 : 致 命 性 故 障 和 非 致 命 性 故 障 3、 按 故 障 的 统 计 特 性 分 : 独 立 故 障 和 从 属 故 障 偶 然 故 障 : 由 于 偶 然 因 素 引 起 的 故 障 。 偶 然 故 障 是 随 机 的 , 无 法控 制 , 只 能 通 过 概 率 统 计 方 法 来 预 测 。 耗 损

7、 故 障 : 是 由 于 产 品 的 规 定 性 能 随 时 间 增 加 而 逐 渐 衰 退 引 起 的 。耗 损 故 障 可 以 统 计 监 测 , 可 以 通 过 预 防 维 修 , 延 长 使 用 寿 命 。c.故 障 的 分 类 依 据 :d.不 同 故 障 的 基 本 概 念注 意 : 浴 盆 曲 线 揭 示 了 产 品 的 早 期 、 偶 然 以 及 耗 损 故 障 期 。 其 中 早 期 故障 指 由 于 设 计 和 制 造 过 程 ( 人 为 ) 的 缺 陷 引 起 的 故 障 , 可 以 通 过 设 计 与 过 程 质 量 改 进 加 以 消 除 , 通 常 不 作 为 出

8、现 故 障 的 规 律 来 划 分 。 致 命 性 故 障 : 完 全 丧 失 完 成 规 定 功 能 的 能 力 , 并 可 能 造 成 人 或 物 的重 大 损 失 。 非 致 命 性 故 障 : 不 影 响 任 务 的 完 成 , 但 会 导 致 非 计 划 的 维 修 。 独 立 故 障 : 由 产 品 本 身 原 因 引 起 而 又 不 能 成 为 引 起 其 它 器 件 故 障 原因 的 故 障 。 从 属 故 障 : 其 它 产 品 故 障 引 起 的 故 障 。 在 评 价 产 品 可 靠 性 时 只 统 计 独 立 故 障 。d.评 价 可 靠 性 的 故 障 统 计 原 则

9、 习 题 : 产 品 的 故 障 分 类 有 多 种 , 按 故 障 的 规 律 可 分 为 ( ) A.偶 然 故 障 B.耗 损 故 障 C.独 立 故 障 D.从 属 故 障 A.B习 题 : 关 于 不 同 类 型 的 故 障 , 以 下 说 法 正 确 的 是 ( ) A.偶 然 故 障 由 偶 然 因 素 引 起 , 只 能 通 过 统 计 方 法 进 行 预 测 B.耗 损 故 障 可 通 过 适 当 的 修 理 延 长 产 品 的 使 用 寿 命 C.致 命 性 故 障 是 造 成 人 或 物 的 重 大 损 失 , 导 致 任 务 失 败 的 故 障 D.非 致 命 性 故

10、障 不 影 响 任 务 完 成 , 一 般 也 不 需 要 进 行 维 修 A.C习 题 : 在 评 价 产 品 可 靠 性 时 , 只 统 计 ( ) 。 A.致 命 性 故 障 B.非 致 命 性 故 障 C.独 立 故 障 D.从 属 故 障C习 题 :关 于 故 障 ( 失 效 ) , 以 下 理 解 错 误 的 是 ( ) A.故 障 指 产 品 或 产 品 的 一 部 分 不 能 完 成 规 定 功 能 的 事 件 或 状 态 B.失 效 是 指 产 品 终 止 或 丧 失 完 成 规 定 功 能 的 能 力 C.故 障 在 产 品 失 效 后 才 表 现 出 来 D.故 障 也

11、可 能 在 失 效 前 就 存 在 A.C 纲 目 知 识 点掌握可靠性概念 可 靠 性 概 念 a.可 靠 性 定 义b.”三 个 规 定 ”的 含 义可 靠 性 分 类 c.固 有 可 靠 性 与 使 用 可 靠 性 的 概 念d.基 本 可 靠 性 与 任 务 可 靠 性 的 概 念e.提 高 任 务 可 靠 性 的 原 则第 一 节 可 靠 性 的 基 本 概 念 及 常 用 度 量 可 靠 性 a.可 靠 性 定 义b.“ 三 个 规 定 ” 的 含 义 可 靠 性 : 产 品 在 规 定 条 件 下 和 规 定 时 间 内 , 完 成 规 定 功 能 的 能 力 。 规 定 条 件

12、 是 指 使 用 时 的 环 境 条 件 和 工 作 条 件 。 环 境 条 件 越 恶 劣 , 工 作条 件 越 不 正 常 , 可 靠 性 越 低 。 规 定 时 间 内 是 指 产 品 可 以 完 成 规 定 动 能 的 工 作 时 间 内 所 预 定 的 寿 命 。这 里 的 “ 时 间 ” 是 广 义 的 概 念 , 除 时 间 外 , 还 包 括 : 里 程 、 次 数 等 。 可 靠 性 是 随 时 间 的 递 减 函 数 ( 不 能 理 解 为 成 反 比 ) 。 规 定 功 能 是 指 产 品 规 格 书 中 给 出 了 正 常 工 作 的 性 能 指 标 。 c.固 有 可

13、 靠 性 与 使 用 可 靠 性 可 靠 性 可 分 为 固 有 可 靠 性 和 使 用 可 靠 性 固 有 可 靠 性 : 是 产 品 在 设 计 和 制 造 过 程 中 赋 予 的 , 是 产 品 的 一 种 固有 特 性 , 是 产 品 开 发 者 可 以 控 制 的 。 使 用 可 靠 性 : 是 产 品 在 使 用 过 程 中 表 现 出 的 一 种 性 能 保 持 能 力 的 特性 , 它 与 产 品 的 固 有 可 靠 性 , 及 安 装 、 操 作 和 维 修 保 障 有 关 。 固 有 可 靠 性 可 以 理 解 为 产 品 设 计 者 根 据 已 知 的 产 品 的 基 本

14、 特 性 , 设定 其 在 正 常 工 作 条 件 下 应 具 备 的 保 持 完 成 规 定 功 能 的 能 力 , 在 制 造 过 程中 这 种 能 力 被 完 整 赋 予 到 产 品 身 上 , 因 此 是 产 品 的 一 种 固 有 特 性 。 使 用 可 靠 性 强 调 的 是 产 品 在 使 用 过 程 中 使 用 者 使 用 和 维 护 产 品 以 及 使 用 环 境 对 固 有 可 靠 性 的 影 响 。 产 品 固 有 可 靠 性 的 优 劣 通 常 决 定 着 使 用可 靠 性 的 高 低 , 同 时 , 使 用 可 靠 性 还 与 操 作 使 用 、 维 修 保 障 以

15、及 使 用 环境 有 关 。 d.基 本 可 靠 性 与 任 务 可 靠 性 可 靠 性 还 可 分 为 基 本 可 靠 性 和 任 务 可 靠 性 基 本 可 靠 性 : 产 品 在 规 定 条 件 下 无 故 障 的 持 继 时 间 或 概 率 , 它 反 映产 品 对 维 修 人 力 的 要 求 。 要 统 计 产 品 的 所 有 故 障 。 任 务 可 靠 性 : 是 产 品 在 规 定 的 任 务 剖 面 内 完 成 功 能 的 能 力 。 只 考 虑任 务 期 间 影 响 任 务 完 成 的 故 障 。 基 本 可 靠 性 需 分 析 统 计 ( 系 统 所 有 器 件 ) 的 故

16、 障 模 式 , 任 一 故 障 模 式 都 有 可能 发 生 , 都 直 接 影 响 着 产 品 的 基 本 可 靠 性 , 其 中 所 有 可 维 修 的 故 障 决 定 着 对 维 修人 力 的 合 理 安 排 。 任 务 剖 面 是 指 产 品 在 完 成 特 定 任 务 这 段 时 间 内 所 经 历 的 事 件 和 环 境 的 时 序 描述 。 任 务 剖 面 内 并 非 所 有 故 障 都 会 发 生 , 也 并 非 都 是 致 命 故 障 , 所 有 影 响 任 务 完成 的 故 障 都 决 定 着 产 品 的 任 务 可 靠 性 。 e.提 高 任 务 可 靠 性 的 原 则

17、 提 高 任 务 可 靠 性 可 采 用 冗 余 或 代 替 工 作 模 式 , 但 这 将 增 加 产 品 的 复 杂 性 , 降低 基 本 可 靠 性 。 设 计 时 要 在 基 本 可 靠 性 和 任 务 可 靠 性 之 间 进 行 权 衡 。习 题 : 产 品 可 靠 性 定 义 中 ,规 定 的 时 间 可 用 ( ) 度 量 03考 题 A.小 时 B.里 程 C.次 数 D.概 率 A.B.C习 题 : 产 品 的 可 靠 性 与 ( ) 有 关 . A.规 定 的 条 件 B.规 定 的 时 间 C.规 定 的 功 能 D.规 定 的 地 点A.B.C 习 题 : 产 品 的

18、可 靠 性 随 工 作 时 间 的 增 加 而 ( ) 03年 考 题 A.逐 渐 增 加 B.保 持 不 变 C.逐 渐 降 低 D.先 降 后 增 C习 题 : 产 品 的 使 用 可 靠 性 与 ( ) 因 素 有 关 。 A.固 有 可 靠 性 B.产 品 功 能 C.操 作 使 用 D.维 修 保 障A.C.D习 题 : 以 下 说 法 不 正 确 的 是 ( ) A.固 有 可 靠 性 是 产 品 的 固 有 特 性 , 是 产 品 开 发 者 可 以 控 制 的 B.使 用 可 靠 性 是 产 品 使 用 过 程 表 现 出 来 的 特 性 , 不 是 固 有 特 性 C.基 本

19、 可 靠 性 需 要 统 计 所 有 故 障 , 反 映 产 品 对 维 修 人 力 的 要 求 D.任 务 可 靠 性 只 考 虑 任 务 期 间 影 响 任 务 完 成 的 故 障 E.采 用 冗 余 技 术 , 可 以 全 面 提 高 产 品 的 基 本 可 靠 性 B.E 纲 目 知 识 点掌 握 维 修 性 概 念 维 修 性 概 念 a.维 修 性 的 定 义b.维 修 性 的 性 质第 一 节 可 靠 性 的 基 本 概 念 及 常 用 度 量 维 修 性 a.维 修 性 定 义 维 修 性 的 定 义 : 产 品 在 规 定 的 条 件 下 和 规 定 时 间 内 , 按 规

20、定 的 程 序和 方 法 , 保 持 和 恢 复 执 行 规 定 状 态 的 能 力 。 维 修 含 义 包 括 维 护 和 修 理 两 个 方 面 : 1) 维 护 : 也 称 预 防 性 维 修 , 是根 据 产 品 功 能 随 时 间 的 衰 减 特 性 以 及 对 已 掌 握 的 故 障 规 律 采 取 的 预 防 性措 施 , 以 延 长 产 品 寿 命 的 过 程 。 2) 修 理 是 产 品 发 生 故 障 后 , 使 其 尽 可 能恢 复 故 障 前 的 状 态 。 维 修 性 概 念 不 能 等 同 于 维 修 活 动 , 前 者 是 在 产 品 设 计 中 赋 予 产 品

21、可接 受 维 修 并 便 于 维 修 的 能 力 , 是 产 品 本 身 所 具 备 的 固 有 属 性 。 后 者 是 针对 可 维 修 产 品 具 备 的 维 修 特 性 必 要 时 所 采 取 的 活 动 。 b.维 修 性 的 性 质 维 修 性 是 产 品 质 量 的 一 种 特 性 ,即 由 产 品 设 计 赋 予 其 维 修 简 便 、 迅 速 和经 济 的 固 有 特 性 。 产 品 可 靠 性 与 维 修 性 密 切 相 关 , 都 是 产 品 的 重 要 设 计 特 性 。 在 产 品 的 论证 阶 段 就 应 对 可 靠 性 和 维 修 性 提 出 要 求 , 并 通 过

22、 设 计 、 分 析 、 试 验 、 评 定 等活 动 将 要 求 落 实 到 产 品 的 设 计 中 , 使 要 求 在 产 品 生 产 、 使 用 和 维 护 阶 段 的 全寿 命 过 程 得 到 充 分 体 现 。 习 题 : 可 靠 性 和 维 修 性 都 是 产 品 的 重 要 设 计 特 性 , 可 靠 性 和 维 修 性 工 作 从 ( ) 阶 段 就 应 开 始 进 行 A.产 品 论 证 B.产 品 设 计 C.产 品 试 制 D.产 品 生 产A习 题 : 以 下 说 法 错 误 是 ( ) A.维 修 性 是 产 品 的 固 有 特 性 B.维 修 性 是 可 以 使 产

23、 品 达 到 使 用 前 状 态 的 特 性 C.产 品 的 维 修 性 就 是 指 产 品 出 现 故 障 后 进 行 维 修 D.产 品 的 维 修 性 与 可 靠 性 密 切 相 关 , 都 是 产 品 重 要 的 设 计 特 性 B.C习 题 : 与 产 品 维 修 性 定 义 有 关 的 是 ( ) 01年 考 题 A.规 定 的 条 件 B.规 定 的 时 间 C.规 定 的 程 序 与 方 法 D.规 定 的 地 点 E.规 定 的 费 用 A.B.C 四 .保 障 性 五 .软 件 可 靠 性 六 .可 用 性 七 .可 信 性纲 目 知 识 点熟 悉保 障 性 可用 性 可

24、信性 概 念 保 障 性 概 念 a.保 障 性 定 义 及 保 障 性 相 关 因 素软 件 可 靠 性 b.发 布 软 件 可 靠 性 标 准 国 际 机 构可 用 性 概 念 c.可 用 性 与 可 靠 性 、 维 修 性 关 系可 信 性 概 念 d.用 于 反 映 可 信 性 的 一 些 要 素 保 障 性 : 系 统 ( 装 备 ) 的 设 计 特 性 和 计 划 的 保 障 资 源 满 足 平 时 和 战时 使 用 要 求 的 能 力 。 保 障 性 是 装 备 系 统 的 固 有 属 性 。 装 备 具 备 可 保 障 和 能 保 障 的 特 性 才是 完 整 保 障 性 的

25、装 备 。 保 障 性 与 可 靠 性 和 维 修 性 、 保 障 的 设 计 特 性 、 计划 的 保 障 资 源 紧 密 相 关 。 军 事 装 备 要 保 证 今 后 15年 的 应 战 需 要 。 因 此 , 装 备 的 设 计 要 保 证 装备 便 于 贮 存 、 装 卸 、 操 作 、 检 测 、 维 修 、 运 输 以 及 消 耗 品 的 补 给 等 。 保 障 性 同 样 适 用 于 民 用 产 品 , 表 现 为 产 品 设 计 使 产 品 装 卸 和 操 作 简便 、 维 修 及 时 、 备 件 充 足 、 消 耗 品 有 供 应 等 。第 一 节 可 靠 性 的 基 本

26、概 念 及 常 用 度 量 保 障 性 系 统 ( 或 产 品 ) 可 靠 性 通 常 包 括 : 硬 件 可 靠 性 和 软 件 可 靠 性 。 国 际 电 工 委 员 会 发 布 的 软 件 可 靠 性 标 准 IEC60300-3-6 软 件 可 靠 性 应 用 指 南 IEC61713 软 件 生 存 期 的 软 件 可 信 性 应 用 指 南 第 一 节 可 靠 性 的 基 本 概 念 及 常 用 度 量 软 件 可 靠 性 可 用 性 的 定 义 : 可 用 性 是 在 要 求 的 外 部 资 源 得 到 保 证 的 前 提 下 , 产品 在 规 定 的 条 件 下 和 规 定 的

27、 时 刻 或 时 间 区 间 内 处 于 可 执 行 规 定 功 能 状 态的 能 力 。 可 用 性 分 为 固 有 可 用 性 和 使 用 可 用 性 。 固 有 可 用 性 不 受 外 部 资 源 的 影 响 ; 使 用 可 用 性 受 外 部 资 源 的 影 响 。 可 用 性 即 “ 要 用 时 就 可 用 ” 。 可 用 性 是 可 靠 性 、 维 修 性 和 维 修 保 障的 综 合 反 映 。 可 靠 性 通 过 延 长 产 品 的 工 作 时 间 提 高 产 品 可 用 性 。 维 修性 通 过 缩 短 产 品 的 停 机 时 间 提 高 产 品 可 用 性 。 在 任 意

28、时 刻 使 用 产 品 时 , 该 产 品 在 此 时 刻 所 表 现 的 可 用 的 能 力 , 既是 可 用 性 , 它 反 映 了 可 靠 性 、 维 修 性 和 维 修 保 障 的 综 合 成 绩 或 效 果 。 第 一 节 可 靠 性 的 基 本 概 念 及 常 用 度 量 可 用 性 可 信 性 一 般 只 用 于 非 定 量 的 总 体 描 述 , 其 定 性 和 定 量 要 求 是 通 过可 用 性 、 可 靠 性 、 维 修 性 及 维 修 保 障 的 定 性 和 定 量 要 求 来 表 达 的 。 可 信 性 是 一 个 集 体 合 术 语 , 用 来 表 示 可 用 性

29、及 其 影 响 因 素 : 可 靠性 、 维 修 性 及 维 修 保 障 。 可 信 性 在 于 向 顾 客 提 供 信 任 , 是 质 量 保 证 的 重 要 内 涵 。第 一 节 可 靠 性 的 基 本 概 念 及 常 用 度 量 可 信 性 习 题 : 系 统 的 保 障 性 与 ( ) 有 关 A.可 靠 性 和 维 修 性 B.保 障 的 设 计 特 性 C.计 划 的 保 障 资 源 D.性 能 的 设 计 特 性 A.B.C习 题 : 可 用 性 定 义 中 的 规 定 时 间 指 的 是 ( ) A.产 品 的 工 作 时 间 B.产 品 的 使 用 寿 命 C.产 品 即 用

30、 的 时 刻 D.产 品 无 故 障 时 间C习 题 : 维 修 性 通 过 ( ) 来 提 高 产 品 的 可 用 性 A.延 长 产 品 工 作 时 间 B.缩 短 因 维 修 的 停 机 时 间 C.提 高 故 障 修 理 质 量 D.降 低 产 品 维 修 成 本 B习 题 : 影 响 产 品 可 信 性 的 因 素 有 ( ) 03、 04年 考 题 A.适 用 性 B.可 靠 性 C.维 修 性 D.维 修 保 障 E.性 能B.C.D 八 .可 靠 度 函 数 九 .累 计 故 障 (失 效 )分 布 函 数 可 靠 度 : 产 品 在 规 定 条 件 下 和 规 定 时 间 内

31、 完 成 规 定 功 能 的 概 率 。 可 靠 度 是 可 靠 性 的 度 量 指 标 ,是 随 时 间 变 化 的 函 数 , 用 R(t)来 表 示 。可 靠 度 函 数 的 表 达 式 : R( t) = P( T t) T 是 产 品 发 生 故 障 ( 失 效 ) 时间 , 当 产 品 失 效 时 , T 也 称 寿 命 。 t 为 规 定 的 时 间 。 R(t) t可 靠 度 函 数随 时 间 递 减 的 函 数 累 计 故 障 ( 失 效 ) 分 布 函 数 是故 障 的 度 量 指 标 , 也 是 随 时 间 变 化的 函 数 , 通 常 用 F( t) 表 示 。 累 计

32、 故 障 ( 失 效 ) 分 布 函 数 数学 表 示 为 : F( t) = P( Tt) 累 计 故 障 ( 失 效 ) 分 布 函 数 t随 时 间 递 增 的 函 数F(t) 不 可 靠 度 假 定 产 品 要 么 处 于 正 常 工 作 状 态 , 要 么 处 于 故 障 状 态 , 可 靠 性 与 故障 可 以 表 述 为 两 个 对 立 的 事 件 。 可 靠 度 函 数 与 累 计 故 障 分 布 函 数 的 关 系 为 : R( t) + F( t) =1 由 于 F(t)=1-R(t),因 此 , 累 积 故 障 分 布 函 数 通 常 也 成 为 不 可 靠 度 。 故

33、障 概 率 密 度 函 数 f( t) 是 累 积 故 障 分 布 函 数 的 导 数 , 它 表 示 在 t时 刻 后 一 个 单 位 时 间 内 产 品 发 生 故 障 的 概 率 。f(t) F(t) R(t) t tF(t)、 R(t)和 f(t)三 者 的 关 系根 据 教 材 所 给 故 障 实 验 统 计 数 据( 对 数 正 态 分 布 ) 一 个 由 若 干 组 成 部 分 构 成 的复 杂 产 品 , 不 论 组 成 部 分 的 故 障是 什 么 分 布 , 只 要 在 故 障 后 即 予维 修 , 且 修 后 如 新 , 则 产 品 的 故障 分 布 就 近 似 指 数

34、分 布 。 指 数 分 布 因 其 简 单 得 到 广 泛而 有 时 不 恰 当 的 应 用 , 常 见 的 分布 形 式 还 有 威 尔 布 分 布 、 对 数 正态 分 布 等 。 服 从 指 数 分 布 的 密 度 函 数 f(x)为 :f(t)服 从 指 数 分 布 下 的 分 布 函 数 ( 本 书 第 一 章 P43页 ) 00 0)( xxexf x 当 故 障 率 f(t)服 从 指 数 分 布 时 : )(1)( 1)()( 000 tFeedxetR eedxedxetF ttxxt ttxxtxt t指 数 分 布 的 概 率 密 度 函 数 f(t)0 可 靠 性 与

35、维 修 性 的 常 用 度 量纲 知 识 点掌 握可 靠 性 主要 度 量 参数 a.可 靠 度 及 其 计 算b.故 障 率 计 算 、 单 位 及 服 从 指 数 分 布 的 故 障 率c.MTTF的 概 念 及 服 从 指 数 分 布 的 MTTF计 算d.MTBF的 概 念 及 服 从 指 数 分 布 的 MTBF计 算e.贮 存 寿 命 的 概 念 f.MTTR的 概 念 及 计 算 可 靠 度 : 00 )()( N trNtR N0为 产 品 总 数 , r(t)为 工 作 到 t时 刻 产 品 发 生 的 故 障 数 。 可 靠 度 计 算 示 例 : 例 : 设 t=0时 ,

36、 投 入 工 作 的 10000只 灯 泡 , 当 t=365天 时 , 发 现 有300只 灯 泡 坏 了 , 求 一 年 时 的 工 作 可 靠 度 。 参 考 答 案 : R( 年 ) =0.97 F(t)=1-0.97=0.03第 一 节 可 靠 性 的 基 本 概 念 及 常 用 度 量 可 靠 度 ( 二 ) 故 障 ( 失 效 ) 率 产 品 工 作 到 某 时 刻 尚 未 发 生 故 障 , 在 该 时 刻 后 一 个 单 位 时 间 发 生 故障 的 概 率 , 称 为 产 品 故 障 ( 失 效 ) 率 ( 或 瞬 时 故 障 率 ) 。 产 品 故 障 率 一 般 用 (

37、t)表 示 。 r(t) t 时 刻 后 , t 时 间 内 发 生 故 障 的 产 品 数 t所 取 时 间 间 隔 N S(t)在 t 时 刻 没 有 发 生 故 障 的 产 品 数ttN trt s )( )()( 第 一 节 可 靠 性 的 基 本 概 念 及 常 用 度 量 故 障 ( 失 效 ) 率 )()()()( ttftFtR 、)(tNf 00 0000 )()(1)( )()(1)()( )(1)(1)()()( N tdNN tNtdR dttdRtRtFtf tFN tNN tNNN tNtR ff ffs 之 间 的 相 互 关 系 设 在 规 定 的 t 时 间

38、内 发 生 故 障 的 产 品 数 为 , 未 发 生 故 障 的 产 品 数为 , 产 品 总 数 为 , 则 有 : 0)()( NtNtN fs )(tNs 0N )( )()()()( )()( )()( )()( 00 tR tfdt tdRtNNdttN tdRNdttN tdNttN trt sss fs 当 t 趋 近 于 0 时 : 低 故 障 的 元 器 件 常 以 10-9/h 为 故 障 率 的 单 位 , 称 之 为 菲 特 ( Fit) 如 果 产 品 服 从 指 数 分 布 , 故 障 率 为 常 数 , 此 时 可 靠 度 为 R(t)=e-t 。 故 障 率

39、计 算 示 例 : 例 1: 上 题 若 一 年 后 第 一 天 又 有 一 只 灯 泡 坏 了 , 求 此 时 的 故 障 率 。 t=1(天 ), r(t)=1(只 ), N s(t)=10000-300=9700 (只 ) 参 考 答 案 : ( t) =0.000103/天 指 数 分 布 : 注 意 : 若 给 出 指 数 分 布 概 率 密 度 函 数 的 图 形 , 是 当 t=0时 , f(t)的 取 值 ee t ttR tft )( )()( 三 、 平 均 失 效 ( 故 障 ) 前 时 间 MTTF 设 N0个 不 可 修 复 的 产 品 在 同 样 条 件 下 进 行

40、 试 验 , 测 得 其 全 部 失 效 时间 为 t1, t2tNO, 其 平 均 失 效 前 时 间 为 : oNi itNMTTF 101 对 于 不 可 修 复 的 产 品 , 失 效 时 间 即 产 品 的 寿命 , 因 此 , MTTF即 为 平 均 寿 命 。 当 产 品 服 从 指数 分 布 时 : 10 dteMTTF t 1)( 1)( 1)( 2 x xVar xE 平 均 失 效 前 时 间 计 算 示 例 例 : 设 有 5个 不 可 修 复 产 品 进 行 寿 命 试 验 , 它 们 发 生 失 效 的 时 间分 别 是 1000h、 1500h、 2000h、 2

41、200h、 2300h, 问 该 产 品 的 MTTF的观 测 值 ? 若 已 知 该 产 品 服 从 指 数 分 布 , 则 其 故 障 率 是 多 少 ? 在 平 均寿 命 内 的 可 靠 度 是 多 少 ? 参 考 答 案 : MTTF=1800h;(t)=0.00056/h; R(t)=e-1 四 、 平 均 故 障 间 隔 时 间 MTBF 一 个 可 修 复 产 品 在 使 用 中 发 生 了 N0次 故 障 , 每 次 故 障 修 复 后 , 又重 新 投 入 使 用 , 测 得 其 每 次 故 障 前 工 作 持 续 时 间 为 t1, t2tNo, 其平 均 故 障 间 隔

42、时 间 MTBF为 : 01 001 Ni i NTtNMTBF T 为 产 品 总 工 作 时 间 。 对 于 完 全 修 复 产 品 , 因 修 复 后 产 品 如 新 , 一 批 产 品 发 生 了 N0次 故障 , 相 当 于 N0个 新 产 品 工 作 到 首 次 故 障 , 因 此 :dttRMTTFMTBF )(0 当 产 品 的 寿 命 服 从 指 数 分 布 时 : MTBF = MTTF = 1/ 平 均 故 障 间 隔 时 间 MTBF计 算 示 例 : 例 : 设 有 一 个 电 子 产 品 累 计 共 工 作 10万 小 时 , 共 发 生 故 障 50次 , 问该

43、产 品 的 MTBF的 观 测 值 ? 如 果 该 批 产 品 服 从 指 数 分 布 , 问 其 故 障 率是 多 少 ? MTBF内 的 可 靠 度 是 多 少 ? 参 考 答 案 : MTBF=2000h; (t)=0.0005/h; R(t)=e-1 五 、 贮 存 寿 命 贮 存 寿 命 的 概 念 : 产 品 在 规 定 条 件 下 贮 存 时 , 仍 能 满 足 规 定 质 量 要 求 的 时 间 长 度 ,称 为 贮 存 寿 命 。 贮 存 寿 命 是 产 品 贮 存 可 靠 性 的 一 种 度 量 。 产 品 在 规 定 条 件 下 贮 存 , 仍 存 在 偶 然 故 障 ,

44、 但 其 故 障 率 比 在 工 作条 件 下 的 故 障 率 要 小 得 多 。 六 、 平 均 修 复 时 间 MTTR 平 均 修 复 时 间 MTTR的 概 念 : 平 均 修 复 时 间 是 在 规 定 的 条 件 下 和 规 定 的 时 间 内 , 产 品 在 任 一 规 定的 维 修 级 别 上 , 修 复 性 维 修 总 时 间 与 在 该 级 别 上 被 修 复 产 品 的 故 障 总 数之 比 。 平 均 修 复 时 间 MTTR是 维 修 性 的 度 量 指 标 。T是 修 复 总 时 间 , n是 修 复 次 数 。nTtnMTTR n i i 11 纲 知 识 点熟

45、悉 浴盆 曲 线 a.浴 盆 曲 线 的 三 个 故 障 期 阶 段b.浴 盆 曲 线 三 个 故 障 期 阶 段 的 主 要 特 点c.规 定 的 允 许 故 障 率 与 使 用 寿 命 的 关 系d.高 质 量 产 品 与 低 劣 产 品 的 浴 盆 曲 线 的 特 征第 一 节 可 靠 性 的 基 本 概 念 及 常 用 度 量 浴 盆 曲 线 产 品 典 型 的 故 障 率 曲 线(t) 使 用 寿 命规 定 的故 障 率 维 护 后 故障 率 下 降偶 然 故 障 期 t耗 损 故 障 期早 期故 障 期A B1、 早 期 故 障 降 至 最 低 , 产 品 耗 损 期 到 来 之

46、前 ,是 产 品 的 主 要 使 用 期 。 2、 故 障 率 基 本 平 稳 , 可 近 似 看 作 一 个 常 数 。3、 由 偶 然 因 素 引 起 的 。4、 可 以 通 过 统 计 方 法 来 预 测 。 1、 产 品 使 用 很长 时 间 以 后 。2、 故 障 迅 速 上升 , 直 至 极 度 。3、 主 要 由 老 化 ,废 劳 、 磨 损 、 腐蚀 引 起 。4、 可 通 过 试 验数 据 分 析 确 定 耗损 起 始 点 , 并 通过 预 防 维 修 延 长产 品 的 寿 命 。 产 品 的 使 用 寿 命 与 产 品 规 定 条 件和 规 定 的 可 接 受 故 障 有

47、关 。 规 定 的 允 许 故 障 率 越 高 , 产 品 使用 寿 命 越 长 , 反 之 寿 命 越 短 。 1、 产 品 使 用 初 期 , 故 障 容 易 暴 露 出 来 。2、 故 障 率 较 高 , 且 呈 迅 速 下 降 趋 势 。3、 由 设 计 和 制 造 缺 陷 引 起 。 如 设 计 不 当 、材 料 缺 陷 、 加 工 缺 陷 、 安 装 调 整 不 当 等 。 4、 可 以 通 过 加 强 质 量 管 理 及 采 取 环 境 应 力筛 选 加 以 减 少 。 高 质 量 电 子 产 品 其 故 障 率 曲 线 在 其 寿 命内 基 本 是 一 条 平 稳 的 直 线

48、。 质 量 低 劣 产 品 要 么 存 在 大 量 早 期 故 障 要么 很 快 进 入 耗 损 故 障 阶 段 。 可 靠 性 与 产 品 质 量 的 关 系 可 靠 性 是 随 时 间 变 化 的 产 品 重 要 的 质 量 特 性 是 顾 客 最 为 关 注 而 又 无 法 直 接 感 知 的 特 性 贯 穿 于 产 品 设 计 、 制 造 、 储 运 、 使 用 、 维 修 的 整 个 过 程 是 质 量 的 重 要 内 涵 , 是 每 时 没 刻 的 质 量 习 题 : 产 品 在 规 定 条 件 下 和 规 定 时 间 内 ,完 成 规 定 功 能 的 概 率 称 之 为 ( )

49、05年 考 题 A.可 用 度 B.可 靠 度 C.可 信 度 D.耐 久 度 B习 题 : 低 故 障 率 元 器 件 通 常 用 菲 特 ( Fit) 作 为 故 障 率 单 位 , 其 符 号 为 ( ) A.10-3/h B.10-6/h C.10-9/h D.10-12/hC习 题 : 当 产 品 的 故 障 服 从 指 数 分 布 时 , 其 故 障 率 为 一 常 数 , 此 时 的 可 靠 度 为 ( ) A. B. C. D.Be t e t e t /1习 题 : 贮 存 寿 命 是 指 产 品 在 规 定 条 件 下 贮 存 ,仍 能 满 足 ( ) 的 时 间 长 度

50、A.规 定 可 靠 性 要 求 B.规 定 质 量 要 求 C.执 行 规 定 功 能 D.维 修 性 要 求 B 习 题 : 维 修 性 常 用 的 度 量 参 数 是 ( ) A.MTTF B.MTBF C. D.MTTRD习 题 : 度 量 电 视 机 可 靠 性 最 通 用 的 指 标 是 ( ) 04年 考 题 A.故 障 率 B.可 靠 度 R C. MTTF D. MTBFD习 题 : 以 下 不 属 于 可 靠 性 度 量 指 标 是 ( ) 05年 考 题 A.平 均 故 障 间 隔 时 间 B.故 障 率 C. 风 险 顺 序 数 D.贮 存 寿 命C习 题 : 已 知 产

51、 品 故 障 服 从 指 数 分 布 如 图 : 则 产 品 在 2000h时 的 可 靠 度 ( ) A. e -1 B. e-10 C. e-2 D. e-20 tf(t)0.005/h 2000hB 0 习 题 : 产 品 的 故 障 浴 盆 曲 线 包 括 ( ) 阶 段 03、 05年 考 题 A.早 期 故 障 期 B.使 用 故 障 期 C.偶 然 故 障 期 D.贮 存 故 障 期 E.耗 损 故 障 期 A.C.E习 题 : 根 据 故 障 浴 盆 曲 线 , ( ) 理 解 是 错 误 的 A.早 期 故 障 主 要 是 设 计 和 制 造 中 的 缺 陷 B.产 品 使

52、用 初 期 , 故 障 率 较 高 , 并 呈 明 显 上 升 趋 势 C.偶 然 故 障 期 是 产 品 的 主 要 工 作 期 , 故 障 率 低 且 基 本 平 稳 D.耗 损 期 故 障 迅 速 上 升 , 通 过 预 防 维 修 可 以 延 缓 故 障 增 加 B习 题 : 规 定 允 许 的 故 障 率 高 , 产 品 的 使 用 寿 命 则 ( ) A.短 B.增 加 越 快 C. 降 低 越 快 D.长 D习 题 : 高 质 量 等 级 的 电 子 产 品 , 其 故 障 率 在 其 寿 命 期 内 基 本 是 一 条 ( ) A.呈 下 降 趋 势 的 直 线 B.平 稳 的

53、 直 线 C.呈 上 升 趋 势 的 直 线 D.先 降 后 升 的 曲 线B 习 题 : 某 产 品 使 用 了 1810h, 其 间 发 生 三 次 故 障 , 第 一 次 维 修 时 间 为 3h, 第 二 次 为 8h, 第 三 次 为 2h, 则 : 04年 考 题 1、 产 品 平 均 修 复 时 间 为 ( ) A.4.33h B.4.75h C.4.00h D.5.50h 2、 产 品 平 均 故 障 间 隔 时 间 ( ) A.600h B.603.3h C.595h D.599h 3、 假 定 产 品 故 障 服 从 指 数 分 布 , 则 故 障 率 ( ) A.1/60

54、0h B.1/603.3h C.1/595h D.1/599h 4、 若 已 知 使 用 寿 命 是 平 均 寿 命 的 2倍 , 则 可 靠 度 ( ) A. e B. e -1 C. e-2 D. e2 AD D C 第 二 节 基 本 可 靠 性 设 计 与 分 析 技 术 大 纲 要 求 1、 了 解 可 靠 性 设 计 的 基 本 内 容 和 主 要 方 法 2、 熟 悉 可 靠 性 模 型 及 串 并 联 模 型 的 计 算 3、 熟 悉 可 靠 性 预 计 和 可 靠 性 分 配 4、 熟 悉 故 障 模 式 影 响 及 危 害 性 分 析 FMECA 5、 了 解 故 障 树

55、分 析 FTA 6、 熟 悉 维 修 性 设 计 与 分 析 的 基 本 方 法 一 、 可 靠 性 设 计 的 基 本 内 容纲 知 识 点了 解 可 靠 性 设 计 的基 本 内 容 a.了 解 可 靠 性 设 计 的 主 要 方 法b.知 道 可 靠 性 设 计 最 常 用 的 定 量 指 标c.了 解 可 靠 性 设 计 方 法 中 一 些 要 求熟 悉 可 靠 性 模 型 并掌 握 串 并 联 模 型 的 计 算 方 法 d.掌 握 串 联 模 型 和 并 联 模 型 的 概 念e.掌 握 串 联 模 型 和 并 联 模 型 的 计 算f .掌 握 串 联 模 型 和 并 联 模 型

56、 的 特 点 产 品 可 靠 性 是 设 计 出 来 、 生 产 出 来 和 管 理 出 来 的 。 设 计 是 保 证 产 品 可 靠 性 的 首 要 环 节 , 是 保 证 产 品 可 靠 性 的 关 键 。产 品 开 发 者 的 可 靠 性 设 计 水 平 对 产 品 可 靠 性 影 响 重 大 。a.了 解 可 靠 性 设 计 的 基 本 内 容可 靠 性 设 计 的 主 要 技 术 1、 规 定 定 性 定 量 的 可 靠 性 要 求 2、 建 立 可 靠 性 模 型 3、 可 靠 性 分 配 4、 可 靠 性 预 计 5、 可 靠 性 设 计 准 则 6、 耐 环 境 设 计 7、

57、 元 器 件 选 用 与 控 制 8、 电 磁 兼 容 性 设 计 9、 降 额 设 计 与 热 设 计 b.最 常 用 的 可 靠 性 定 量 指 标 可 靠 性 指 标 是 可 靠 性 设 计 的 目 标 , 也 是 检 验 产 品 可 靠 性 的 依 据 。常 用 的 可 靠 性 指 标 为 : MTBF; 使 用 寿 命 。主 要 的 可 靠 性 指 标可 靠 性 指 标 定 义 单 位R(t) 可 靠 度 产 品 在 规 定 条 件 下 , 规 定 时 间 内 , 完 成 规 定 功 能 的 能 力 %(t) 故 障 率 在 某 一 时 刻 以 前 工 作 的 产 品 , 在 继 续

58、 工 作 的 单 位 时 间 内发 生 故 障 的 概 率 菲 特MTBF 一 个 可 修 复 产 品 , 两 个 相 邻 故 障 间 的 工 作 时 间 的 平 均 值 时 间 MTTF 一 批 不 可 修 复 的 产 品 , 发 生 故 障 以 前 工 作 时 间 的 平 均 值 时 间维 修 度 可 以 维 修 的 产 品 , 在 规 定 条 件 下 , 规 定 时 间 内 , 完 成 维修 的 概 率 %MTTR 修 复 性 维 修 所 需 时 间 的 平 均 值 时 间A(t) 可 用 度 可 维 修 的 产 品 , 在 某 特 定 的 瞬 间 , 维 持 其 功 能 的 概 率 %

59、 c.了 解 可 靠 性 设 计 方 法 中 的 一 些 要 求 可 靠 性 设 计 准 则 : 根 据 产 品 类 型 , 重 要 程 度 、 可 靠 性 要 求 , 使用 特 点 和 相 似 可 靠 性 设 计 经 验 及 有 关 标 准 、 规 范 制 定 。 耐 环 境 设 计 : 包 括 产 品 的 抗 振 动 、 抗 冲 击 、 抗 噪 音 、 防 潮 、 防霉 、 防 腐 设 计 和 热 设 计 。 元 器 件 的 选 用 和 控 制 : 制 定 并 实 施 元 器 件 大 纲 是 控 制 元 器 件 选择 和 使 用 的 有 效 途 径 。 电 磁 兼 容 性 设 计 : 增

60、强 产 品 抗 电 磁 干 扰 的 能 力 。 降 额 设 计 与 热 设 计 : 环 境 温 度 过 高 , 故 障 率 会 增 大 。 对 运 动 系 统 或 电 子 产 品 采 取 通 风 、 水 冷 等 措 施 是 可 靠 性 热 设 计 的 要 求 。 d.掌 握 可 靠 性 串 联 模 型 和 并 联 模 型 的 概 念 可 靠 性 模 型 是 用 以 预 计 或 估 计 产 品 可 靠 性 的 一 种 模 型 。 建 立 产 品系 统 级 、 分 系 统 级 或 设 备 级 的 可 靠 性 模 型 , 便 于 定 量 分 配 、 估 计 和 评价 产 品 的 可 靠 性 。 可

61、靠 性 模 型 包 括 : 可 靠 性 方 框 图 和 可 靠 性 数 学 模 型 。 典 型 的 可 靠 性 模 型 有 : 串 联 模 型 和 并 联 模 型 串 联 模 型 : 组 成 产 品 的 所 有 单 元 中 任 一 单 元 发 生 故 障 都 会 导 致 整个 产 品 故 障 的 模 型 。 并 联 模 型 : 组 成 产 品 所 有 单 元 同 时 工 作 时 , 只 要 还 有 一 个 单 元 不 发 生 故 障 , 产 品 就 不 会 发 生 故 障 , 也 称 工 作 贮 备 模 型 ( 冗 余 模 式 ) 。 A B CABC 串 联 模 型并 联 模 型L CC(电

62、 容 )L(电 感 ) 产 品 原 理 图可 靠 性 框 图 可 靠 性 框 图产 品 原 理 图 : 表 示 产 品 中各 单 元 之 间 的 物 理 关 系 。可 靠 性 框 图 : 表 示 产 品 中各 单 元 之 间 逻 辑 功 能 关 系 。 e.掌 握 可 靠 性 串 联 模 型 和 并 联 模 型 的 计 算串 联 模 型 的 数 学 模 型( 1) 可 靠 度 是 产 品 各 单 元 可 靠 度 的 积( 2) 故 障 率 是 产 品 各 单 元 故 障 率 的 和 ni is tRtR 1 )()( ni is tt 1 )()( 串 联 系 统 的 可 靠 度 是 指 所

63、有 单 元 都 正 常 工 作 的 概 率 。 因 此 , 系 统 总 的 可靠 度 等 于 各 单 元 可 靠 度 的 积 。 应 注 意 的 是 上 述 数 学 模 型 是 基 于 各 工 作 单 元 彼此 相 互 独 立 ( 都 是 独 立 故 障 ) , 若 不 独 立 , 相 关 联 单 元 的 概 率 用 条 件 概 率 表 述 。 ee ttni is sntRtR ).(1 21)()( 产 品 服 从 指 数 分 布 情 况 下 , 若 设 计 赋 予 各 单 元 的 故 障 率 为 i求 : 1) 可 靠 度 Rs(t) 2) 当 工 作 时 间 t= MTBF( 平 均

64、寿 命 ) , Rs(t)值计 算 : 可 靠 度 : t= MTBF时 : 可 靠 度 : )(1)(1 ttMTBF iss tttts si eetR )()()( 1)( etRs 串 联 模 型 计 算 示 列 : 例 1: 已 知 振 荡 器 的 电 感 和 电 容 故 障 率 L = C= 10-6/h,振 荡 器 寿 命 服 从 指 数 分 布 , 求 振 荡 器 的 故 障 率 S; MTBF S及 可 靠 度 R S( t) 。参 考 答 案 : S =2 10-6/h; MTBFS =5 10 5 h; RS( t) =e -2 10-6 t 串 联 模 型 计 算 示

65、列 : 例 2: 假 设 一 个 产 品 是 10个 部 件 串 联 组 成 , 寿 命 服 从 指 数 分 布 , 若每 个 部 件 工 作 10000小 时 的 可 靠 度 为 0.9, 求 产 品 工 作 到 10000小 时 的 可靠 度 。参 考 答 案 : R S( 10000) =0.910 =0.349 并 联 模 型 的 数 学 模 型 )(11)( 1 tRtR iniS 并 联 模 型 计 算 示 列 : 例 2: 假 设 一 个 产 品 是 10个 部 件 并 联 组 成 , 寿 命 服 从 指 数 分 布 ,若 每 个 部 件 工 作 10000小 时 的 可 靠 度

66、 为 0.9, 求 产 品 工 作 到 10000小 时 的 可 靠 度 。 参 考 答 案 : R S( 10000) =1-0.110 =0.9999999999 并 联 模 型 考 察 的 是 所 有 单 元 都 发 生 故 障 的 概 率 , 即 总 的 不 可 靠 度 。 即 : 因 此 : ( 要 求 各 单 元 相 互 独 立 ) ni ini is tRtFtF 11 )(1()()( )(11)( 1 tRtR iniS 如 图 , 假 定 各 单 元 的 可 靠 度 均 为 R, 求 系 统 总 的 可 靠 度 Rs )1(1 RR n ks n列列 k行并 串 联 模 型 串 并 联 模 型 k行n列 )1(1 RR k ns f.掌 握 可 靠 性 串 联 模 型 和 并 联 模 型 的 特 点 1、 串 联 模 型 的 特 点 : 组 成 串 联 系 统 的 单 元 越 多 , 产 品 的 可 靠 性 越 低 。 2、 并 联 模 型 的 特 点 : 产 品 的 可 靠 性 高 于 各 组 成 单 元 的 可 靠 性 。 ( 要 考 虑 冗 余 提 高 任 务

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