质量管理与可靠性12

第12章 可靠性基础知识
12.2 可靠性、维修性的常用度量参数
12.2.1 累积故障概率分布函数、可靠度函数、 故障率函数
累积故障概率分布函数 F(t) = P(T≤t) F(t) = 1－R(t) R(t) + F(t) = 1
第12章 可靠性基础知识
第12章 可靠性基础知识
1. 可靠度函数
各个阶段对可靠性的影响大小： 设计 40～50% 制造 20～30% 固有可靠性 使用 20～30% 使用可靠性 实际过程中表现出的能力——使用可靠性，
与安装、操作使用、维修保障有关。 还可分为：基本可靠性、任务可靠性。 在规定任务剖面内完成规定的功能的能力。
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12.1.2 故障及其分类 条件、时间容易理解， 功能→故障 产品或其一部分不能本将不完成预定
性、维修性、维修保障性的非定量综合描 述。 可用性是在要求的外部资源得到保证前提 下，产品在规定条件下和规定时刻或时间 区间内处于执行规定功能状态的能力， R.M.S综合反映 概率度量→可用度 （有效度）
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12.1.5 可靠性与产品质量的关系 质量： 性能特性——容易评价 专门特性——可用性、难于直观判断 安全性——难于直观判断 经济性——容易判别、比较 时间性——容易判别、比较 适用性——容易判别、比较
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12.3 可靠性设计、分析
12.3.1 可靠性设计 产品的可靠性与设计、生产和管理相关 可靠性设计水平与固有可靠性关系重大。 可靠性设计的主要技术：
规定定性定量的可靠性要求——可靠性指标 指标体系：目标、产品质量水平、考核、验
证、动力，MTBF、MTTF、 MTTR、 A、 λ(t) 、R(t)
定的程序和方法进行维修时，保持或恢复 其规定状态的能力。 条件：机构和场所，人、设备、工具、备 件、资料。 程序、方法：技术文件规定的，维修工作、 类型、步骤方法。 维修性也是产品设计赋予的固有特性。
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12.1.4 可信性和可用性 可信性是表示可用性及其影响因素。可靠
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12.1 基本概念
12.1.1 可靠性的基本概念 可靠性概念
经典的定义：产品在规定条件下和在规定的 时间内，完成规定功能的能力。（三要素）
用概率→可靠度 产品→硬件，软件和流程性材料。 产品的可靠性是指产品全寿命周期的可靠性、 与设计、制造、使用密切相关（全寿命）。
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产品的特征寿命 产品寿命：可靠寿命、使用寿命、总寿命、
贮存期限
可靠寿命：t R 一定可靠度下的寿命
使用寿命：t r 一定故障率下的寿命 总寿命：投入使用到报废的总工作时间 贮存期限：在规定条件下，产品能贮存的 日历持续时间→启封使用能满足规定要求。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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平均修复时间MTTR和可用度A MTTR = ∑ τ i / N A =MTBF/ (MTTR +MTBF)
λ(t)= λ0 —— 指数分布
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浴盆曲线
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①早期故障阶段 机械：跑合期（磨合期）、设计缺陷、 加工缺陷、安装缺陷 ②偶然：偶然因素，操作、负荷 ③耗损：老化、疲劳、磨损、腐蚀。可 通过维修、更换
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故障率与可靠度及故障密度函数的关系 四个函数之间的关系： R(t) F(t) λ( t ) f(t)
2.
能力——概率→可靠度
3.
R(t)=P(T>t)
4.
T ——产品故障前的工作时间，随机变量。
5.
t——规定时间
6.
设有No个产品投入使用，r(t)——故障数。
7.
R(t) = (No - r(t) ) / No
8.
F(t) = r(t) / No
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12.3.2 可靠性模型 产品系统级、分系统级、部件级的可靠
性模型 功能→数学方法：定量的可靠性分析，
分配、预计、评估 乘法模型（串联） 加法模型（并联）
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12.3.3 可靠性分配 Rs ( t ) = f (R1, R 2,···Rn) Rs* ：R1*, R2*, ···Rn* 把总的可靠性定量要求分配到规定的层
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12.1.6 可靠性发展历史 二战：雷达 军事→电子→机械→其它、民用 可靠性—维修性—维修保障性—安全性 宏观→微观. 定性→定量. 手工→计算机 统计试验→工程试验、筛选、强化. 以可靠性为中心的全面质量管理
可靠性与性能最大区别：看不见、测不到。 但可以统计、评估。
故障概率密度函数 某种产品，试验可得直方图 f(t) =
R ( t ) 、 F ( t ) 的性质 取值范围（概率） 【0.1】 单调性 ：非增、非减 对称性 1－F（t） 1－R(t)
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12.2.2 故障率与浴盆曲线 故障率函数（失效率）
某时刻尚未发生故障的产品，在该时刻 后单位时间内发生故障的概率——故障率 （风险函数）
的功能的事件或状态称为故障。 对于不可修的产品也称失效。 故障——表现形式——故障模式 物理、化学变化的原因——机理
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分类有多种方法： 由后果——致命和非致命 统 计——独立和从属 规 律——早期、偶然和耗损
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12.1.3 维修性 定义：产品在规定条件下、时间内，按规
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12.2.3 平均故障前时间与平均故障间隔时间 平均故障前时间（MTTF）
MTTF = ∑ t i / N 每个产品的寿命 平均故障间隔时间（ MTBF ）
MTBF = ∑ t i / N 每次故障前的寿命 产品的MTBF与产品维修效果有关。 基本修复和完全修复
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次，使可靠性、性能、经济性达到综合平 衡。
λs = ∑λi ---λi= λs /n
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评分分配法： λi= Ciλs