第五章可靠性基础知识课件.ppt

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章节名称章节名称单选题单选题多选题多选题综合题综合题分值分值第一节第一节可靠性基本术语及其概念可靠性基本术语及其概念321（4）24常用可靠性度量参数常用可靠性度量参数浴盆曲线浴盆曲线产品质量与可靠性的关系产品质量与可靠性的关系第二节第二节可靠性设计基本内容与方法可靠

2、性设计基本内容与方法11可靠性串并联模型的计算可靠性串并联模型的计算可靠性预计和可靠性分配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维修性设计与分析基本方法第三节第三节环境应力筛选与测定试验环境应力筛选与测定试验11可靠性增长与鉴定试验可靠性增长与鉴定试验第四节第四节可信性管理可信性管理11FRACAS、可信性评审可信性评审一、可靠性认知一、可靠性认知二、可靠性发展的标志二、可靠性发展的标志 19521952年美国国防部成立电子设备可靠性咨询组。年美国国防部成立电子设备可靠性咨询组。1957 1957年发表了军用电子设备可靠性报告。年发表了军用电子设备可靠性报告。三、可靠

3、性运动三、可靠性运动四、可靠性发展的动力四、可靠性发展的动力五、可信性工程五、可信性工程发展为包括发展为包括维修性工程、测试性工程、保障性工程维修性工程、测试性工程、保障性工程 在内的可信性工程。在内的可信性工程。第五章 可靠性基础知识 大纲要求大纲要求 1、掌握故障（失效）、可靠性、维修性的概念、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、熟悉保障性、可用性与可信性的概念 3、掌握可靠性的主要度量参数、掌握可靠性的主要度量参数*（7个术语个术语 2个函数个函数 6个度量指标）个度量指标）*4、熟悉浴盆曲线、熟悉浴盆曲线 5、了解产品质量与可靠性的关系、了解产

4、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纲目目知识点知识点掌掌握握故故障障的的概概念念故障故障(失效失效)的概念的概念a.故障故障(失效失效)的定义及其含义理解的定义及其含义理解b.故障模式、故障机理的定义故障模式、故障机理的定义故障的分类故障的分类c.故障分类的依据故障分类的依据d.不同故障的基本概念不同故障的基本概念e.评价产品可靠性的故障统计原则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用度量故障 a.a.故障（失效）的定义故障（失效）的定义故障：产品或产品的一部分故障：产品或产品的一部分不能或将不能完成预定功能不能或将不能完成预定功能的事件或状态。的事件或

5、状态。失效：产品终止规定功能。失效：产品终止规定功能。对可修复产品而言对可修复产品而言对不可修复产品而言对不可修复产品而言例：投影仪与灯泡例：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。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。引起故障的原因称为故障（失效）机理。例：例：1 1、灯泡故障；、灯泡故障；2 2、电源变压器故障；、电源变压器故障；3 3、主电路板故障等、主电路板故障等 故障通常是产品失效后的状态，但也可能失效前就存在。故障通常是产品失效后的状态，但也可能失效前就存在。b.b.故障模式、故障机理的定义故障模式

6、、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、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、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、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。控制，只能通过概率统计方法来预测。耗损故障：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：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

7、预防维修，延长使用寿命。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：故障的分类依据：d.不同故障的基本概念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，通常不作为出现故障的规律来划分。过程质量改进加以消除，通常不作为出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致命性故障：完全丧失完成规定功能

8、的能力，并可能造成人或物的重大损失。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。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。因的故障。从属故障：其它产品故障引起的故障。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。在评价产品可靠性时只统计独立故障。d.d.评价可靠性的故障统计原则评价可靠性的故障统计原则习题：产品的故障分类有多种，按故障的规律可分为（习题：产品的故障分类有多种，按故障的规律可分为（）A.偶然故障偶然故障

9、 B.耗损故障耗损故障 C.独立故障独立故障 D.从属故障从属故障A.B习题：关于不同类型的故障，以下说法正确的是（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.非致命性故障不影响任务完成，一般也不需要进行维修非致命性故障不影响任务完成，一般也不需要进行维修 A.C习题：在评价产品可靠性时，只

10、统计（习题：在评价产品可靠性时，只统计（）。）。A.致命性故障致命性故障 B.非致命性故障非致命性故障 C.独立故障独立故障 D.从属故障从属故障C习题习题:关于故障（失效），以下理解错误的是（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故障在产品失效后才表现出来 D.故障也可能在失效前就存在故障也可能在失效前就存在A.C纲纲目目知识点知识点掌掌握握可可靠靠性性概概念念可靠性概

11、念可靠性概念a.可靠性定义可靠性定义b.”三个规定三个规定”的含义的含义可靠性分类可靠性分类c.固有可靠性与使用可靠性的概念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.a.可靠性定义可靠性定义b.“b.“三个规定三个规定”的含义的含义 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。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。规定条件是指使用时的环境条件和工作条件。环境条件越恶劣，工作规定条件是指使用时的环境条件和工作条件。环境条件越恶劣，

12、工作条件越不正常，可靠性越低。条件越不正常，可靠性越低。规定时间内是指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。产品可以完成规定动能的工作时间内所预定的寿命。这里的这里的“时间时间”是广义的概念，除时间外，还包括：里程、次数等。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）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。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.c.固有可靠性与使用可靠性固有可靠性与使用可靠性 可靠性可分为固有可靠性和使用可靠性可靠性可分为固有可靠性和使用可

13、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。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。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特性，设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，在制造过程定其在正常工

14、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。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、维修保障以及使用环可靠性的高低，同时，使用可靠性还与操作使用、维修保障以及使用环境有关。境有关。d.d.基本可靠性与任务可靠性基本可靠性与任务可靠性

15、可靠性还可分为基本可靠性和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。产品对维修人力的要求。要统计产品的所有故障。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。任务可靠性：是产品在规定的任务剖面内完成功能的能力。只考虑只考虑任务期间影响任务完成的故障。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）的故障模式，任一故障模式都有可基本可靠性需分析统计（系统所有器件）的故障模式，任一故障模式都有可能发生，都直接影响

16、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。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。成的故障都决定着产品的任务可靠性。e.e.提高任务可靠性的原则提高任务可靠性的原则 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

17、复杂性，降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。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：产品可靠性定义中习题：产品可靠性定义中,规定的时间可用（规定的时间可用（）度量）度量03考题考题 A.小时小时 B.里程里程 C.次数次数 D.概率概率A.B.C习题：产品的可靠性与（习题：产品的可靠性与（）有关）有关.A.规定的条件规定的条件 B.规定的时间规定的时间 C.规定的功能规定的功能 D.规定的地点规定的地点A.B.C习题：产品的可靠性随工作时间的增加而（习题：产品的可靠性随工作时间

18、的增加而（）03年考题年考题 A.逐渐增加逐渐增加 B.保持不变保持不变 C.逐渐降低逐渐降低 D.先降后增先降后增 C习题：产品的使用可靠性与（习题：产品的使用可靠性与（）因素有关。）因素有关。A.固有可靠性固有可靠性 B.产品功能产品功能 C.操作使用操作使用 D.维修保障维修保障A.C.D习题：以下说法不正确的是（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.基本可靠性需要统计所有故障，反

19、映产品对维修人力的要求基本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采用冗余技术，可以全面提高产品的基本可靠性 B.E纲纲目目知识点知识点掌握维修性概念掌握维修性概念维修性概念维修性概念a.维修性的定义维修性的定义b.维修性的性质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.a.维修性定义维修性定义 维修性的定义：产品在规定的条件下和规定时间内，按规定的程序维修性的定义：产品在规定的条件下和规定时间内，按规定的程序和方法，保持和恢复执行规定状

20、态的能力。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：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）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。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）修理是产品发生故障后，使其尽可能恢复故障前的状态。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可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可接受维修并便于维修的能力，是产品

21、本身所具备的固有属性。后者是针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。对可维修产品具备的维修特性必要时所采取的活动。b.b.维修性的性质维修性的性质 维修性是产品质量的一种特性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、迅速和即由产品设计赋予其维修简便、迅速和经济的经济的固有特性。固有特性。产品可靠性与维修性密切相关，都是产品的产品可靠性与维修性密切相关，都是产品的重要设计特性。重要设计特性。在在产品的论产品的论证阶段证阶段就应对可靠性和维修性提出要求，并通过设计、分析、试验、评定等就应对可靠性和维修性提出要求，并

22、通过设计、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。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（作从（）阶段就应开始进行）阶段就应开始进行 A.产品论证产品论证 B.产品设计产品设计 C.产品试制产品试制 D.产品生产产品生产A习题：以下说法错误是（习题：以下说法错误是（）A.维修性是产品的固有特性维修性是产品的固有特性 B.维修性是可以使产品达到使用前状态的特

23、性维修性是可以使产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（习题：与产品维修性定义有关的是（）01年考题年考题 A.规定的条件规定的条件 B.规定的时间规定的时间 C.规定的程序与方法规定的程序与方法 D.规定的地点规定的地点 E.规定的费用规定的费用A.B.C四.保障性 五.软件可靠性 六.可用性 七.可信性纲纲目目知识点知识点熟悉熟悉保障性可保障性可用性可信用性可信性概念性概念

24、保障性概念保障性概念a.保障性定义及保障性相关因素保障性定义及保障性相关因素软件可靠性软件可靠性b.发布软件可靠性标准国际机构发布软件可靠性标准国际机构可用性概念可用性概念c.可用性与可靠性、维修性关系可用性与可靠性、维修性关系可信性概念可信性概念d.用于反映可信性的一些要素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。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装备。保障性与是

25、完整保障性的装备。保障性与可靠性和维修性、保障的设计特性、计可靠性和维修性、保障的设计特性、计划的保障资源紧密相关。划的保障资源紧密相关。军事装备要保证今后军事装备要保证今后1515年的应战需要。因此，装备的设计要保证装年的应战需要。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。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。便、维修及时、备件充足、消耗品有供应等。第一节 可靠性的基本概念及

26、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。系统（或产品）可靠性通常包括：硬件可靠性和软件可靠性。国际电工委员会国际电工委员会发布的软件可靠性标准发布的软件可靠性标准 IEC60300-3-6软件可靠性应用指南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时刻或时间区间内处于可执行规定功能状态品在规定的条件下和规定的时刻或时间区间内处于

27、可执行规定功能状态的能力。的能力。可用性分为固有可用性和使用可用性。固有可用性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不受外部资源的影响；影响；使用可用性使用可用性受外部资源的影响。受外部资源的影响。可用性即可用性即“要用时就可用要用时就可用”。可用性是可用性是可靠性、维修性和维修保障可靠性、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。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。维修维修性通过缩短产品的停机时间提高产品可用性。性通过缩短产品的停机时间提高产品可用性。在任意时刻使用产品时，该产品在此时刻所表现的可用的能力，既在任意时刻使用

28、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。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，可信性是一个集体合术语，用来表示可用性及其影响因素：可靠用来表示可用性及其影响因素：可靠性、维修性及维修保障。性、维修性及维修保障。可信性在于

29、向顾客提供信任，是质量保证的重要内涵。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（习题：系统的保障性与（）有关）有关 A.可靠性和维修性可靠性和维修性 B.保障的设计特性保障的设计特性 C.计划的保障资源计划的保障资源 D.性能的设计特性性能的设计特性 A.B.C习题：可用性定义中的规定时间指的是（习题：可用性定义中的规定时间指的是（）A.产品的工作时间产品的工作时间 B.产品的使用寿命产品的使用寿命 C.产品即用的时刻产品即用的时刻 D.产品无故障时间产品无故障时间C习题：维修性通过（习题：维修性通过（）来提高产品的可用性）来

30、提高产品的可用性 A.延长产品工作时间延长产品工作时间 B.缩短因维修的停机时间缩短因维修的停机时间 C.提高故障修理质量提高故障修理质量 D.降低产品维修成本降低产品维修成本 B习题：影响产品可信性的因素有（习题：影响产品可信性的因素有（）03、04年考题年考题 A.适用性适用性 B.可靠性可靠性 C.维修性维修性 D.维修保障维修保障 E.性能性能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完成规定功能的概率。可靠度：产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的概率。可靠度是可靠性的度量指标，可靠度是可靠性的度量指标，是随时间变化的函数，用是随

31、时间变化的函数，用R(t)来表示。来表示。可靠度函数的表达式：可靠度函数的表达式：R（t）=P（Tt）T 是产品发生故障（失效）时是产品发生故障（失效）时间，当产品失效时，间，当产品失效时，T 也称寿命。也称寿命。t 为规定的时间。为规定的时间。R(t)t可靠度函数可靠度函数随时间递减的函数随时间递减的函数 累计故障（失效）分布函数是累计故障（失效）分布函数是故障的度量指标，也是随时间变化故障的度量指标，也是随时间变化的函数，通常用的函数，通常用F（t）表示。表示。累计故障（失效）分布函数数累计故障（失效）分布函数数学表示为：学表示为：F（t）=P（Tt）累计故障（失效）分布函数累计故障（失效

32、）分布函数t随时间递增的函数随时间递增的函数F(t)不可靠度不可靠度 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障可以表述为两个对立的事件。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：可靠度函数与累计故障分布函数的关系为：R（t）+F（t）=1 由于由于F(t)=1-R(t),因此，累积故障分布函数通常也成为因此，累积故障分布函数通常也成为不可靠度不可靠度。故障概率密度函数故障概率密度函数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

33、概率。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)ttF(t)、R(t)和和f(t)三者的关系三者的关系根据教材所给故障实验统计数据根据教材所给故障实验统计数据（对数正态分布）（对数正态分布）一个由若干组成部分构成的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，则产品的故维修，且修后如新，则产品的故障分布就近似指数分布。障分布就近似指数分布。指数分布因其简单得到广泛指数分布因其简单得到广泛而有时不恰当的应用，常见的分而有时不恰当的应用，常见的分布形式还有威尔布分布、对

34、数正布形式还有威尔布分布、对数正态分布等。态分布等。服从指数分布的密度函数服从指数分布的密度函数f(x)为：为：f(t)服从指数分布下的分布函数（本书第一章服从指数分布下的分布函数（本书第一章P43页）页）000)(xxexfx 当故障率当故障率f(t)服从指数分布时：服从指数分布时：)(1)(1)()(000tFeedxetReedxedxetFttxxtttxxtxtt指数分布的概率密度函数指数分布的概率密度函数f(t)0可靠性与维修性的常用度量纲纲知识点知识点掌握掌握可靠性主可靠性主要度量参要度量参数数a.可靠度及其计算可靠度及其计算b.故障率计算、单位及服从指数分布的故障率故障率计算、

35、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的概念及服从指数分布的MTTF计算计算d.MTBF的概念及服从指数分布的的概念及服从指数分布的MTBF计算计算e.贮存寿命的概念贮存寿命的概念f.MTTR的概念及计算的概念及计算 可靠度：可靠度：00)()(NtrNtRN0为产品总数，为产品总数，r(t)为工作到为工作到t时刻产品发生的故障数。时刻产品发生的故障数。可靠度计算示例：可靠度计算示例：例：设例：设t=0时，投入工作的时，投入工作的10000只灯泡，当只灯泡，当t=365天时，发现有天时，发现有300只灯泡坏了，求一年时的工作可靠度。只灯泡坏了，求一年时的工作可靠度。参考答

36、案：参考答案：R（年）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（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）障的概率，称为产品故障（失效）率（或瞬时故障率）。产品故障率一般用产品故障率一般用(t)表示。表示。r(t)t 时刻后，时刻后，t 时间内发生故障的产品数时间内发生故障的产品数 t所取时间间隔所取时间间隔 NS(t)在在t 时刻没有发生故障的产品数时刻没有发生故障的产品数ttNtr

37、ts)()()(第一节 可靠性的基本概念及常用度量故障（失效）率)()()()(ttftFtR、)(tNf000000)()(1)()()(1)()()(1)(1)()()(NtdNNtNtdRdttdRtRtFtftFNtNNtNNNtNtRffffs之间的相互关系之间的相互关系 设在规定的设在规定的 t 时间内发生故障的产品数为时间内发生故障的产品数为 ，未发生故障的产品数，未发生故障的产品数为为 ，产品总数为，产品总数为 ，则有：，则有：0)()(NtNtNfs)(tNs0N)()()()()()()()()()()(00tRtfdttdRtNNdttNtdRNdttNtdNttNtrt

38、sssfs 当当t 趋近于趋近于 0 时：时：低故障的元器件常以低故障的元器件常以 10-9/h 为故障率的单位，称之为为故障率的单位，称之为菲特（菲特（Fit）如果产品服从指数分布，故障率为常数如果产品服从指数分布，故障率为常数，此时可靠度为此时可靠度为R(t)=e-t。故障率计算示例：故障率计算示例：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。：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(天天)，r(t)=1(只只)，Ns(t)=10000-300=9700(只只)参考答案：参考答案：（t）=0.000103/天天 指数分布：指数分布：注意：若给出指数分布概

39、率密度函数的图形，注意：若给出指数分布概率密度函数的图形，是当是当 t=0时，时，f(t)的取值的取值eetttRtft)()()(三、平均失效（故障）前时间MTTF 设设N0个不可修复的产品在同样条件下进行试验，测得其全部失效时个不可修复的产品在同样条件下进行试验，测得其全部失效时间为间为 t1，t2tNO，其平均失效前时间为：其平均失效前时间为：oNiitNMTTF101 对于不可修复的产品，失效时间即产品的寿对于不可修复的产品，失效时间即产品的寿命，因此，命，因此，MTTF即为平均寿命。当产品服从指即为平均寿命。当产品服从指数分布时：数分布时：10dteMTTFt1)(1)(1)(2xx

40、VarxE 平均失效前时间计算示例平均失效前时间计算示例 例：设有例：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分别是1000h、1500h、2000h、2200h、2300h，问该产品的问该产品的MTTF的的观测值？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？寿命内的可靠度是多少？参考答案：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一个可修复产品在使用中

41、发生了N0次故障，每次故障修复后，又次故障，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重新投入使用，测得其每次故障前工作持续时间为t1，t2tNo，其其平均故障间隔时间平均故障间隔时间MTBF为：为：01001NiiNTtNMTBFT 为产品总工作时间。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次故次故障，相当于障，相当于N0个新产品工作到首次故障，因此：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：当产品的寿命服从指数分布时：MTBF=MTTF=1/

42、平均故障间隔时间平均故障间隔时间MTBF计算示例：计算示例：例：设有一个电子产品累计共工作例：设有一个电子产品累计共工作10万小时，共发生故障万小时，共发生故障50次，问次，问该产品的该产品的 MTBF的观测值？如果该批产品服从指数分布，问其故障率的观测值？如果该批产品服从指数分布，问其故障率是多少？是多少？MTBF内的可靠度是多少？内的可靠度是多少？参考答案：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：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，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

43、为贮存寿命。称为贮存寿命。贮存寿命是产品贮存可靠性的一种度量。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，但其故障率比在工作产品在规定条件下贮存，仍存在偶然故障，但其故障率比在工作条件下的故障率要小得多。条件下的故障率要小得多。六、平均修复时间MTTR 平均修复时间平均修复时间MTTR的概念：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。之比。平均修复时间平均

44、修复时间MTTR是维修性的度量指标是维修性的度量指标。T是修复总时间，是修复总时间，n是修复次数。是修复次数。nTtnMTTRnii11纲纲知识点知识点熟悉浴熟悉浴盆曲线盆曲线a.浴盆曲线的三个故障期阶段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产品典型的故障率曲线(t)使用寿命使用寿命规定的规定的故障率故障率维护后故维护后故障率下降障率下降

45、偶然故障期偶然故障期t耗损故障期耗损故障期早早 期期故障期故障期AB1、早期故障降至最低，产品耗损期到来之前，、早期故障降至最低，产品耗损期到来之前，是产品的主要使用期。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。、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。、由偶然因素引起的。4、可以通过统计方法来预测。、可以通过统计方法来预测。1、产品使用很、产品使用很长时间以后。长时间以后。2、故障迅速上、故障迅速上升，直至极度。升，直至极度。3、主要由老化，、主要由老化，废劳、磨损、腐废劳、磨损、腐蚀引起。蚀引起。4、可通过试验、可通过试验数据分析确定耗数据分析确定耗损起

46、始点，并通损起始点，并通过预防维修延长过预防维修延长产品的寿命。产品的寿命。产品的使用寿命与产品规定条件产品的使用寿命与产品规定条件和规定的可接受故障有关。和规定的可接受故障有关。规定的允许故障率越高，产品使规定的允许故障率越高，产品使用寿命越长，反之寿命越短。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。、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。、故障率较高，且呈迅速下降趋势。3、由设计和制造缺陷引起由设计和制造缺陷引起。如设计不当、。如设计不当、材料缺陷、加工缺陷、安装调整不当等。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

47、境应力、可以通过加强质量管理及采取环境应力筛选加以减少。筛选加以减少。高质量电子产品其故障率曲线在其寿命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。内基本是一条平稳的直线。质量低劣产品要么存在大量早期故障要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。么很快进入耗损故障阶段。可靠性与产品质量的关系 可靠性可靠性 是随时间变化的产品重要的质量特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

48、时没刻的质量是质量的重要内涵，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完成规定功能的概率称之为 （）05年考题年考题 A.可用度可用度 B.可靠度可靠度 C.可信度可信度 D.耐久度耐久度 B习题：低故障率元器件通常用菲特（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）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，此时的可 靠度为（靠度为

49、（）A.B.C.D.Betetet/1习题：贮存寿命是指产品在规定条件下贮存习题：贮存寿命是指产品在规定条件下贮存,仍能满足（仍能满足（）的时）的时 间长度间长度 A.规定可靠性要求规定可靠性要求 B.规定质量要求规定质量要求 C.执行规定功能执行规定功能 D.维修性要求维修性要求 B习题：维修性常用的度量参数是（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（习题：度量电视机可靠性最通用的指标是（）04年考题年考题 A.故障率故障率 B.可靠度可靠度R C.MTTF D.MTBFD习题：以下不属于可靠性度量指标是（习题：以下

50、不属于可靠性度量指标是（）05年考题年考题 A.平均故障间隔时间平均故障间隔时间 B.故障率故障率 C.风险顺序数风险顺序数 D.贮存寿命贮存寿命C习题：已知产品故障服从指数分布如图：习题：已知产品故障服从指数分布如图：则产品在则产品在2000h时的可靠度时的可靠度 （）A.e-1 B.e-10 C.e-2 D.e-20tf(t)0.005/h2000hB0习题：产品的故障浴盆曲线包括（习题：产品的故障浴盆曲线包括（）阶段）阶段03、05年考题年考题 A.早期故障期早期故障期 B.使用故障期使用故障期 C.偶然故障期偶然故障期 D.贮存故障期贮存故障期 E.耗损故障期耗损故障期A.C.E习题：