可靠性参数及指标

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1、可靠性参数及指标1基本概念（1）可靠性参数可靠性参数是描述系统（产品）可靠性的届。它直接与装备战备完好、任务成功、维修 人力和保障资源需求等目标仃关。根据应用场介的不同，又可分为使用可旅性或介同可旅性 参数两类。前者是反映装条使用盂求的参数，一般不直接用于合同;如确有需要且参数的所 有限定条件均明确,也可用F合同，而合同参数则是在合同或研制任务书中用以表述订购方 对装备可靠性要求的，并II是承制方在研制与生产过程中能够控制的参数。（2）可靠性指标可靠性指标是对可幕性参数耍求的杲值。如“MTBFMlOOOh”即为可幕性指标。与使用、 合同可靠性参数相对则有使用、合同可靠性指标。前者是在实际便用保

2、障条件卜达到的 指标;而后者是按合同规定的理想使用保障条件下达到的要求。所以,般情况卜同 装备 的使用可旅性指标低同名的介同指标。国军标GJB1909装备可旅性维修性参数选择和指 标确定耍求屮，将指标分为最低耍求和希望达到的耍求，即：使用指标的授低要求值称为 “门限值,希望达到的值称为“目标值1合同指标的最低要求值称“最低可接受值”,希 望达到的值称“规定值”。某装甲车辆可靠性参数与指标举例见表2-2。表2-2某装甲车辆町隹性参数与指标举例参数名称使用指标合同指标目标值门限值规定值最低可接受值任务可靠度0. 660.61致命性故障间任务里程1200kmlOOOkn1500km1250km平均故

3、障间隔里程250km200血300km250km2常用可靠性参数除前面介绍的R,/）可作为可靠性参数外,还有以下一些常用的可靠性参数。应 为根据装备的类熨、使用要求、验证方法等选择。平均寿命（meanlife） 定义。产品寿命的平均值或数学期望称为该产品的平均看命，记为。设产品的故障密度丙数为/），则该产品的半均寿命，即寿命卩（随机变帚）的数学期 望为X&=E（T）=对可修产品平均寿命又称平均故障间隔时间 可记为MTBF （Mean Time BetweenFailure)。对不修产品平均寿命又称为平均故障前时间,可记为MTTF (Mean Time to Failure)。若产品的故障密度换

4、数为/( =加7(入0, /o)则&久，即故障率为常数时， 平均寿命与故障率互为倒数。平均寿命表明产品平均能丁作多长时间。很多装备常用平均寿命來作为可霜性指标，如 乍辆的平均故障间隔里程，雷达、指挥仪及各种电子设备的平均故障间隔时间，枪、炮的平 均故障间隔发数等。人们可以从这个指标屮比较苴观地了解-种产品的可靠性水匕也容易 在可靠性水平上比较二种产品的高低。 估计值平均寿命一般通过寿命试验，用所获得的一些数据來估计。由可靠性试验 往往是貝有破坏性的，故只能随机抽取一部分进行寿命试验。这部分产胡在统计学中被称为 子样或样本，其屮每一个称为样晶。一般情况，平均殍命是指试验的总匸作时间与在此期间 的

5、故障次数Z比，即试验总工作时间故障次数-(2)可靠寿命 (reliable life)定义：设产品的可靠度函数为尺，使可靠度等r给定值厂的时间 称为可靠寿命。其中/称为可靠水平，满足Rr)=r特别,可靠水平F.5的可靠寿命*5称为中位寿命.可靠水平r = e1的可靠寿命3 称为特征寿命(见图2-4) oR(t)0 t t0*5 te-it图2-4从定义中可以看出，产品工作到可靠寿命，人约冇1 OO(l-r)%产品已经失效：产品 工作到中位殍命心，人约有一半失效：产晶工作到特征寿命，人约有63. 2%产甜火效(在指 数寿命分布卜)。例2-7在指数分布场合，可靠殍命上满足卜列指数方程lnr町以求得

6、任意町靠水Wr卜的町靠殍命。表24列出指数分布的儿种町靠寿命。表2-4指数分布的可靠寿命（单位:1/ X ）r0.99990. 00010.70. 3570.21.6090. 9990. 0010.60.5110. 12. 3020. 990.010. 50. 6930. 053. 0000. 950. 050.40.9160.014. 6050.90. 1050. 3681.0000. 0016.910.80. 2230. 31. 200. 00019.21对靠度有一定要求的产品，丁作到了可靠寿命/厂就耍替换，否则就不能保证实町 靠度。替如：为了保证产R冇99%的可靠度，在拆数分布场介厂 产

7、品工作时间就不应长J；0.01/X,由于1/入是指数分布的平均寿命,所以其工作时间应不超过平均寿命的理。例2-8产品的故障密度为：（加 o,ojn 几）求可當寿命中位寿命OS,平均寿命&。解：可靠度函数为/r=r0+;/ln 丄 $令广=0.5 得0.5 = z0 +（52）刑由平均寿命公式作变换t = qiim + r0r (x+i)= xr(X)r(i)= t(3) 使用寿命(useful life)使用寿命指的是产胡从制造完成到出现不修复的故障或不能接受的故障率时的寿命单 位数。(4) 平均拆卸间隔时间(mean-time-between-removals MTBR)在规定的时间内，系统

8、寿命E位总数与从该系统上拆卜的产品总次数之比。不包括为了 方便(他维修活动或改进产胡而进行的拆卸。它是与供应保障耍求仃关的系统可黨性参数。(5) 平均故障间隔时间(meantimebetween_failnre MTBF)这个参数主耍用丁可修产品。平均故障间隔时间前而已仃介绍，対J不同的武器装备可 采用不同的寿命单位表达，例如：坦克、乍辆等可采用平均故障间隔里程：対飞机可采用 平均故障间隔E行小时；对于火炮等可采用平均故障间隔发数。(6) 致命性故障间的任务时间(mission-time_between-critical-failure* MTBCF)与任务有关的一种可靠性参数，其度量方法为:

9、在规定的一系列任务剖面中，产品任务 总时间与致命性故障之比。对J：不同的武器装备也能采用不同的任务时间单位表达。例如: 对J坦克、车辆等可采用致命性故障间的任务里程；对J：火炮等可采用致命性故障间的任务 发数。(7) 翻修间隔期限(time betwee noverhauls)在规定的条件卜产品两次相继翻修间的匸作时间、循环数和(或)丨1历持续时间。(8) 总寿命(total 1辻e)在规定的条件卜，产品从开始便用到规定报废的工作时间、循环数或口历持续时间。(9) 任务成功概率(mission completion success probability MCSP) 在规定的条件卜和规定的任务

10、剖面内，武器装备能完成规定仃:务的概率。(10) 成功率(success probability)产品在规定的条件卜完成规定功能的概率或试验成功的概率。某些-次性使用的产品, 如弹射救生系统、导弹弹药、火工品等其可靠性参数可选用成功率。3可靠性指标的确定要求在确定町靠性指标时，耍考渥并实现以卜耍求： 耍体现指标的先进性选定的可靠性指标，应能反映装备水平的提高和科学技术水平的发展。指标应当成为促 进装备发展，提高装备质竜的动力。对新研制的装备，貝可靠性要求应在原熨装备的某础 上右所提高；有些在国内尚无原型町供参考的装备，应充分吸取国外相似装备的町靠性匸作 经验，参占国外同类型装备的对靠性参数指标

11、。就现阶段來说，积极跟踪世界先进水平，仍 然是我们的努力方向。 耍体现指标的可行性町靠性指标的可行性是指在一定的技术、经费、研制周期等约束条件卜，实现预定指标 的可能程度。在确定指标时，必须考虎经费、进度、技术、资源、国情等背景，在需要与可 能之间进行权衡，以处理好指标先进性和可行性的关系。考虑到可靠性指标增K的阶氏件， 可对研制、牛产阶段分别提出耍求。门限值（最低可接受值）和H标值（规定值）的相差帚及齐 阶段的増长最，应根据不同装备的历史经验数据和实际增长的可能性综合考电。対缺乏历史经验数据的新研制装备，口标值和门限值可以相差人些：而对可靠性情 况学握比较多的装备，门限值和目标值的差别应当小

12、些。 要体现指标的完整性指标的完整性是指耍给指标明确的定义和说明，以分消其边界和条件；否则只有单独的 名词和数据，是很难检验评估的，也是没仃实际恿义的。为了做到指标的完整性，必须明确 下列问题：给出参数的定义及其量值的计算方法；明确给出装备的任务剖面和寿命剖面，指出该项指标适合哪个（或儿个）任务剖面；明确故障判据准则，哪些算故障应当统计，哪些不算故障可不统汁。例如：若盂要评 价装备基本可靠性，则用统计装备的所冇寿命单位和所冇故障，而不局限J：发生在任务期间 的故障，也不局限危及任务成功的故障。若需评价装备的任务町靠性，则只统计那业在任 务期间影响任务成功的故障：必须给出验证方法。若在研制生产阶

13、段验证，则必须明确试验验证方案和依据的标准、 规范，以及仃关参数（如承制方风险仪，订购方风险0, MTBF检验上限,检验卜限G或 鉴别比d,豐信水平Y等）；若采用性能试验、环境应力试验、耐久性试验与可靠性试验相 结介的方法进行验证评估，则应明确如何收集和处理仃关的数据；在按系统验证可靠性指标 不现实或不充分的情况卜，则应明确允许用低层次产品的试於结果推算出系统的可確性吊 值，但必须有可靠性框图等依据,并附有详细说明；明确指标是点估计值还是单边置信卜限 值（同时给岀置信水平）：明确是哪一阶段应达到的指标：明确是目标值（规定值）还是门限值（最低可接受值）：维修、保障条件及人员索质。它们是影响产品使

14、用町靠性指标的取耍因索；其他假设和约束条件。 耍体现指标的合理性指标的介理性在很人程度上取决是否综合考虑其影响，是否与貝他指标经权衡达到协 调。例如应当注意以卜方面：耍考农故障的危害性。可靠性很好的产品也是耍出故障的。因此应该考虑故障后果（可 用FMECA确定），对后果危害性人的，如影响执行重要任务或安全，则可靠性指标可高一些, 反之可低一些.耍誉虑综介彩响。有的产品出了故障虽然危害性不人，但影响却很深远，何的民品甚 至会使企业倒闭，因此，这类产品的可靠性指标应高一些。耍考虑产品的复杂性。我们知道，组成产品的零部件人多星出联关系，零部件越多可 靠性越低，因此对某些复杂产iVi而言，可靠性指标应提得适当。要注意与其他性能指标权衡。在确泄町靠性指标时，应同时考虑产品的维修性指标和 维修保障要求等，进行综介权衡。