可靠性基础知识培训
可靠性基础知识
可靠性基础知识研究可靠性的意义对于产品来说, 可靠性问题和人身安全, 经济效益密切相关 . 因此, 研究产品的可靠性问题, 显得十分重要 . 非常迫切 .1) 提高产品可靠性, 可以防止故障和事故障的发生, 尤其是避免灾难性的事故发生 .86 年1 月28 日, 美航天飞机” 挑战者号” 由于 1 个密封圈失效, 起飞76S 后爆炸, 其中7 名宇航员丧生, 造成12 亿美元的经济损失;92 年我国发射” 澳星号” 时由于一个小小零件的故障, 发射失败, 造成了巨大的经济损失和政治影响到 .2) 提高产品的可靠性, 能使产品总的费用降低 . 提高产品的可靠性, 首先要增加费用, 如选用好的元器件, 研制部分冗余功能的电路及进行可靠性设计、分析、实验，这些都需要经费。
然而，产品可靠性的提高使得维修费及停机检查损失费大大减小，使总费用降低。
3 ）提高产品的可靠性，可以减少停机时间，提高产品可用率，一台设备可顶几台用，可以发挥几倍的效益。
美国GE 公司经过分析认为，对于发电、冶金、矿山、运输等连续作业的设备，即使可靠性提高1% ，成本提高10% 也是合算的。
4 ）对于公司来讲，提高产品的可靠性，可以改善公司信誉，增强竞争力，扩大市场份额，从而提高经济效益。
一般所说的“ 可靠性” 指的是“ 可信赖的” 或“ 可信任的” 。
我们说一个人是可靠的，就是说这个人是说得到做得到的人，而一个不可靠的人是一个不一定能说得到做得到的人，是否能做到要取决于这个人的意志、才能和机会。
同样，一台仪器设备，当人们要求它工作时，它就能工作，则说它是可靠的；而当人们要求它工作时，它有时工作，有时不工作，则称它是不可靠的。
根据国家标准的规定，产品的可靠性是指：产品在规定的条件下、在规定的时间内完成规定的功能的能力。
我国的可靠性工作起步较晚，20 世纪70 年代才开始在电子工业和航空工业中初步形成可靠性研究体系，并将其应用于军工产品。
可靠性理论基础知识
可靠性理论基础知识可靠性理论基础知识1.可靠性定义我国军用标准GIB 451A-2005《可靠性维修性保障性术语》中，可靠性定义为：产品在规定的条件下，规定的时间内，完成规定功能的能力。
“规定条件”包括使用时的环境条件和工作条件。
“规定时间”是指产品规定了的任务时间。
“规定功能”是指产品规定了的必须具备的功能及其技术指标。
可靠性的评价可以使用概率指标或时间指标，这些指标有：可靠度、失效率、平均无故障工作时间、平均失效前时间、有效度等。
典型的失效率曲线是浴盆曲线，其分为三个阶段：早期失效期、偶然失效期、耗损失效期。
早期失效期的失效率为递减形式，即新产品失效率很高，但经过磨合期，失效率会迅速下降。
偶然失效期的失效率为一个平稳值，意味着产品进入了一个稳定的使用期。
耗损失效期的失效率为递增形式，即产品进入老年期，失效率呈递增状态，产品需要更新。
1.1可靠性参数1、失效概率密度和失效分布函数失效分布函数就是寿命的分布函数，也称为不可靠度，记为)(t F 。
它是产品或系统在规定的条件下和规定的时间内失效的概率，通常表示为)()(t T P t F ≤=失效概率密度是累积失效概率对时间t 的倒数，记为f(t)。
它是产品在包含t 的单位时间内发生失效的概率，可表示为)()()('t F dtt dF t f ==。
2、可靠度可靠度是指产品或系统在规定的条件下，规定的时间内，完成规定功能的概率。
可靠度是时间的函数，可靠度是可靠性的定量指标。
可靠度是时间的函数，记为)(t R 。
通常表示为?∞=-=>=t dt t f t F t T P t R )()(1)()(式中t 为规定的时间，T 表示产品寿命。
3、失效率已工作到时刻t 的产品，在时刻t 后单位时间内发生失效的概率成为该产品时刻t 的失效率函数，简称失效率，记为)(t λ。
)(1)()()()()()(''t F t F t R t F t R t f t -===λ。
可靠性基础知识
质量人员必读----- 可靠性基础知识1. 平均故障间隔时间；可维修的产品，其可靠性主要的参数是MTBF（Mean Time Between Fail ），即平均故障间隔时间，也就是两次维修间的平均时间；不可维修的产品，用MTTB（Mean Time To Fail ）;两个参数的计算没有区别，下文只提到MTBF。
MTBF越大，说明产品的可靠性越高。
可以用以下理想测试来精确测试一批产品的MTBF;即将该批产品投入使用，当该批产品全部出现故障以后（假如第1个产品的故障时间为t1，第2个产品的故障时间为t2，第n个产品的故障时间为tn ），计算发生故障的平均时间，则由上式可以看出，理想测试就是用全部的时间和全部的故障数来算出精确的MTBF;2、失效密度入另外一个常用的参数是入，它是指在产品在t时刻失效的可能性，是失效间隔时间的倒数，也就是：入=1/MTBF。
对某一类产品而言，产品在不同的时刻有不同的失效率（也就是失效率是时间的函数），对电子产品而言，其失效率符合浴盆曲线分布（如下图）：浴盆曲线，分为三部份（I、II、III 三部份）：第I部份是早期失效阶段。
这段时间内，从外形上看，在失效率从一个很高的指标迅速下二降；从物理意义上理解，由于少数产品在制作后，存在一些制程、运输、调试等问题，产品有比较明显的缺陷，在投入使用的最初期，这缺陷很快就显露出来，随着时间的增长，这些明显的缺陷越来越少，也就形成了失效率迅速下降”的现象；第II部份是中期稳定阶段。
这段时间内，产品的失效率稳定在一个较低水平；从物理意义上理解，当少数产品的明显缺陷显露出来后，剩下的就是正常的产品，这部份产品可以较稳定、持久地工作，所以失效率也稳定在一个较低水平；第III部份是后期失效阶段；这段时间内，产品的失效率迅速上升；从物理意义上理解，到了后期，产品经过长时间的工作、磨损、老化，慢慢接近寿命终点，随着时间的增加（Tmax 以内），到达寿命终点的产品越来越多，失效率也就随之上升；知道了入，就可以找到产品连续工作了t时间后、还正常的概率为R（t）=e-t , 此时已经失效的概率为F（t）= 1-R（t）= 1 —e-& #61548;t 。
可靠性基础知识
1. 可靠性的基本概念1.1 可靠性（Reliability）：产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力称为产品的可靠性。
1.2 广义可靠性（Dependability）:广义可靠性是可靠性性能、可维护性性能和维护支持性能的综合描述。
1.3 可维护性（Maintainability）:当在给定条件下和使用规定程序及资源进行维护时，产品保持或恢复到执行规定功能的能力。
1.4 维护支持性（Maintenance support performance）:维护机构在规定条件下，按照给定的维护方针为产品提供维护所需资源的能力。
1.5 评定产品可靠性时的注意事项：(a) 产品的可靠性与规定条件分不开，在评价产品的可靠性时，尤其应注意其工作条件与所规定的条件是否一致。
(b) 产品的可靠性与规定时间密切相关。
(c) 产品的可靠性与规定功能有关，它要对产品的所有技术性能指标作出综合性评价。
2. 可靠性常用指标2.1 平均故障间隔时间MTBF(Mean Time Between Failure)指相邻两故障间正常工作时间，也叫平均无故障工作时间，它是衡量产品可靠性的主要指标。
华为公司的质量方针提出“实现产品无故障工作2000天”，这是个高标准要求，要靠我们大家共同努力来实现。
2.2 平均故障前时间MTTF(Mean Time To Failure)指系统从开始工作到失效这一段时间的平均值。
所谓失效是指产品执行规定功能能力的终止。
2.3 平均修复时间MTTR(Mean Time To repair)对产品实施修复所需时间的平均值，它反映了产品的可维护性。
2.4 可用度A(Availability)产品工作时间与总时间之比。
若不考虑产品的储存时间和闲置时间，可用度A可用如下公式表示：A＝MTBF/（MTBF＋MTTR）可用度取决于一个产品的可靠性性能、可维护性性能和维护支持性能的综合状况，所以要提高产品的可用度，应尽可能同时改善产品的可靠性和维修性。
第五章 可靠性基础知识(1)可靠性的基本概念及常用度量
第五章可靠性基础知识第五章可靠性基础知识【考试趋势】单选3-4题，多选4-5题，综合分析1题。
考查方式以理解题和计算题为主。
总分值25-35分。
总分170分。
【大纲考点】基本脉络：可靠性概念——测量——模型——分析——试验——管理。
一、可靠性的基本概念及常用度量1．掌握可靠性、维修性与故障(失效)的概念与定义（重点）2．熟悉保障性、可用性与可信性的概念（难点）3．掌握可靠性的主要度量参数（难点）4．熟悉浴盆曲线（重点）5．了解产品质量与可靠性的关系二、基本的可靠性维修性设计与分析技术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（重点）3．熟悉可靠性预计和可靠性分配（难点）4．熟悉故障模式影响及危害性分析（重点）（难点）5．了解故障树分析（重点）6．熟悉维修性设计与分析的基本方法；三、可靠性试验三、可靠性试验1.掌握环境应力筛选（重点）2.了解可靠增长试验和加速寿命试验（重点）3.手续可靠性测定试验（难点）4.了解可靠性鉴定试验四、可信性管理1．掌握可信性管理基本原则与可信性管理方法（难点）2．了解故障报告分析及纠正措施系统（重点）3．了解可信性评审作用和方法第一节可靠性的基本概念及常用度量【考点解读】第一节可靠性的基本概念及常用度量学习目标要求：1、掌握可靠性、维修性与故障的概念与定义2、熟悉保障性、可用性及可信性的概念3、掌握可靠性的主要度量参数4、了解浴盆曲线5、了解产品质量与可靠性关系基本脉络是：可靠性——不可靠（故障）——可靠度——可靠度函数——常用指标——模型——地位意义（与质量的关系）典型考题典型考题：单选题22、下述设计方法中不属于可靠性设计的方法是（）。
a、使用合格的部件b、使用连续设计c、故障模式影响分析d、降额设计23、产品使用寿命与（）有关。
a、早期故障率b、规定故障率c、耗损故障率d、产品保修率一、故障（失效）及其分类一、故障（失效）及其分类1、故障定义：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称为故障。
2024版可靠性工程师培训
可靠性工程师培训•可靠性工程基础•可靠性分析方法与工具•可靠性设计与优化•可靠性试验与评估•可靠性管理与改进•可靠性工程师职业发展可靠性工程基础可靠性定义与重要性可靠性的定义指产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。
可靠性的重要性是产品质量的核心指标，直接影响产品的安全性、耐用性和经济性。
20世纪初，随着工业革命的推进，人们开始关注产品的可靠性问题。
萌芽阶段形成阶段发展阶段20世纪50年代，军事领域开始重视可靠性工程，并逐渐形成了一套完整的理论和方法体系。
20世纪70年代至今，可靠性工程在各个领域得到广泛应用，并不断发展和完善。
030201汽车工业随着汽车技术的不断发展和消费者对汽车安全性的要求不断提高，可靠性工程在汽车工业中的应用也越来越广泛。
航空航天领域航空航天器的复杂性和高风险性要求必须高度重视可靠性工程。
军事领域军事装备对可靠性的要求极高，因此可靠性工程在军事领域具有重要地位。
电子工业电子产品的高集成度和高复杂性使得可靠性工程在电子工业中具有重要作用。
其他领域如核工业、化工、医疗等领域也对可靠性工程有不同程度的需求和应用。
可靠性分析方法与工具故障模式与影响分析（FMEA）FMEA定义和目的识别潜在故障模式及其对系统性能的影响，以便采取预防措施。
FMEA实施步骤包括定义范围、确定功能、分析故障模式、评估影响及风险等。
FMEA应用案例通过实例说明FMEA在产品设计、制造过程中的作用。
用图形方式表示系统故障与导致故障的各种因素之间的逻辑关系。
FTA 基本概念构建故障树、计算故障概率、识别关键故障路径等。
FTA 分析步骤通过实例说明FTA 在复杂系统可靠性分析中的应用。
FTA 应用案例分析特定事件发生后可能导致的各种后果，以便制定相应的应对措施。
ETA 定义和目的确定初始事件、构建事件树、分析各分支事件的概率及后果等。
ETA 实施步骤通过实例说明ETA 在风险评估和应急计划制定中的应用。
可靠性基础知识
可靠性基础知识
——产品的失效
1、功能性失效
致命失效、漂移性失效、间歇失效 ➢ 致命失效：是指产品完全失去规定功能能力的一类失效。 ➢ 漂移性失效：是指产品的一个或几个参数超过规定值所引起的
一类失效，漂移性失效在产品使用中有时是允许的 ➢ 间歇失效：是指产品在使用或试验过程中呈现时好时坏一类的
失效。
e x
f
(x)
x0
0
x0
当故障率f(t)服从指数分布时：
f(t) λ
0
t
指数分布的概率密度函数
F(t)
t e xdx
t (e x )dx
t
e x
1 e t
0
0
0
R(t)
e xdx
e x e t
展。
概述
——可靠性定义
产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的 能力（概率），就叫做电子产品的可靠性。
可靠性试验是对产品可靠性进行调查、分析和评价 的一类试验。
主要内容
一．概述 二．可靠性基础知识 三．环境试验
可靠性基础知识
——基本知识和术语
可靠性试验与环境试验
可靠性试验是对产品进行评价的各种试验如增长、筛选、验证 、验收、统计等。
可靠性基础知识
主要内容
一．概述 二．可靠性基础知识 三．环境试验
主要内容
一．概述 二．可靠性基础知识 三．环境试验
概述
——可靠性的重要性
1. 关系到企业的生存和壮大。 2. 关系到使用者的安全。 3. 提升形象，减少维护费用。 4. 是军事产品中重要的技术指标。
概述
——可靠性的发展历史
产品可靠性基础知识
八、可靠性与维修性的常用度量
（一）可靠度
R(t ) N0 r(t ) N0
例：教材[例5.1-1]
（二）故障（失效）率
t
rt NStt
故障率的单位
1菲特（fit）=10-9/小时
当产品的故障服从指数分布，则故障率为常数，此时可靠度为：
Rtet
例：教材[例5.1-2]
（三）平均失效（故障）前时间（MTTF）
6．故障概率等级
A级（经常发生，大于总故障概率的0.2） B级（很可能发生，为总故障概率的0.1~0.2） C 级 （ 偶 然 发 生 ， 为 总 故 障 概 率 的 0.01~0.1 ） D级（很少发生，为总故障概率的0.001~0.01） E级（极不可能发生，小于总故障概率的0.001）
（一）FMECA的实施步骤
（1）掌握产品结构和功能的有关资料 （2）掌握产品启动、运行、操作、维修资料 （3）掌握产品所处环境条件的资料 （4）定义产品及其功能和最低工作要求 （5）按照产品功能方框图画出可靠性框图 （6）确定分析级别 （7）描述故障模式、分析原因及影响 （8）找出故障的检测方法 （9）找出预防措施 （10）确定严酷度 （11）确定故障概率等级 （12）填写FMEA表，绘制危害性矩阵
n
s NiGiQi i1
应力分析法预计公式：
（1） （2） （3）
p bEK
n
s Nipi i1
1
MTBFS S
四、故障模式、影响及危害分析
1. FMECA 2. FMECA包括FMEA和CA
FMEA CA
3. 故障模式 4. 故障影响
5．严酷度及其分类
I类（灾难性故障） II类（致命性故障） III类（严重故障） IV类（轻度故障）
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
标也多种多样，归纳起来一般有6个方面的特性，即：
1. 性能
满足一定使用目的要求所
2. 寿命
具 产备 品的 在特 规性 定条件下，满足规定
3就. 一可个靠产性品与来维说修功，性能常要求常的有工若作总可干时靠不间性同：产的品质在规量定特的性时间。内和
45其有.. 中技安 适有术全应关 方性性键 面或 的主特要性不 亡 产的，发 、 品生 财 适特也由 产 应性有于 损 外，经产 失 界品 和 环规 能 维也济质 环 境定 力 修有方量 境 变的 。 性而 污 化次面条 ：导 染 的件 产要 的的致 能下 品特的能的力，在力人完规性特员成定。性伤规的；定条任件务下的和
西安格威石油仪器有限公司 研发系统
9
3.1 可靠性工程概述
1. 定义 2. 可靠性工程工作的重点 3. 故障模式
2020/8/6
西安格威石油仪器有限公司 研发系统
10
3.1.1 可靠性工程概述-定义
• 定义：为了确定和达到产品的可靠性要求所进 行的一系列技术和管理活动。（GJB451A）
• 钱学森同志说过：“产品的可靠性是设计出来 的、生产出来的、管理出来的。”
西安格威石油仪器有限公司 研发系统
3
1.1 质量的定义
• 质量：是一组固有特性满足要求的程度。
• 固有特性：是指某事物本来就有的，尤其是那 种永久的特性。如：长度、直径、机器的生产 率、频率等技术特性。
2020/8/6
西安格威石油仪器有限公司 研发系统
4
1.2 质量特性
产品质量特性依产品的特点而异，表现的参数和指
务失败的故障；
• Ⅲ类：严重故障，将使人员轻度受伤、器材及系统轻度损坏，从而导致任务 推迟执行，或任务降级、或系统不能起作用；
• Ⅳ类：轻度故障，不足以造成人员受伤、器材或系统损坏，但需要非计划维 护或修理。
2020/8/6
西安格威石油仪器有限公司 研发系统
13
3.1.3 可靠性工程概述-故障模式2
（2）采购费用向寿命周期费用（LCC）的延伸；
（3）权衡对象的延伸，从“花最少的钱实现性能最好的系统” 延伸到“以最小的LCC实现效能最好的系统”。
2020/8/6
西安格威石油仪器有限公司 研发系统
7
2 可靠性系统工程
• 可全靠寿命性过系产响程统品可以工的用及程可性同（靠；R故性而elia、任障bili维务t作y S修的斗ys性成te争m和功E的维性ng工i修又nee保取程rin障决g技）将于：术直可是。接靠研影性究产品
可靠性基础知识培训
1. 现代设计思想 2. 可靠性系统工程 3. 可靠性工程 4. 维修性工程 5. 综合保障工程 6. 案例分析
主要内容提要
2020/8/6
西安格威石油仪器有限公司 研发系统
2
1. 质量的定义 2. 质量特性 3. 用户对质量的要求 4. 现代系统的设计思想
1 现代设计思想
2020/8/6
6需. 要经具济体性分析、区产别品从对设待计，制造规以到定满整的个足时产间不品内同寿，命按用周规户期定的的的成程需本序要大和小。。
具体表现为设计方成法本进、行制维造修成时本，、保使持用或成恢本复，到即寿 命周期费用（L规C定C）状态的能力。
2020/8/6
西安格威石油仪器有限公司 研发系统
5
1.3 用户对质量的要求
• 故障机理：指引起故障的物理、化学变化等内在的原因 。
• 产品尚未成熟之前，在调试、联试、试验以及现场使用中常会 出现故障，某一元器件坏了。不少人采取坏了换个好的的办法 消除故障。有时还真能解决问题，有时却出现好的换上后，工 作不几天又坏了，什么原因？有人认为：处理方法太简单、随 便，故障未定性，原因也未分析清楚就草率排故，那只能是碰 运气。其实问题的本质在于：产品发生故障后，首先要弄清故 障发生的可能原因（内因和外因），弄清故障的性质，对故障 进行准确的分类，然后根据故障的性质采取正确的处置方法。 所以，当产品出现故障后，首要的任务之一就是弄清故障的性 质，把表现形式各种各样的故障，根据工程上的需要进行归类， 分出我们感兴趣的故障，最终达到消灭故障的目的。
c. 采用可靠性增长技术，使优良的设计成熟起来； d. 采用规范化的工程途径，开展有效的可靠性工程活动。
2020/8/6
西安格威石油仪器有限公司 研发系统
12
3.1.3 可靠性工程概述-故障模式1
• 故障模式：产品故障的表现形式。
• 严酷度：某种故障模式所产生后果的严酷程度。 分为四类：
• Ⅰ类：灾难性故障，会造成人员死亡或系统毁坏。 • Ⅱ类：致使性故障，会引起人员严重受伤，器材或系统严重损坏，从而使任
前两者指可靠性工程活动，后者是指可靠性管理活动。
2020/8/6
西安格威石油仪器有限公司 研发系统
11
3.1.1 可靠性工程概述-工作重点
a. 明确了解用户对可靠性的要求，产品使用、维修、储 存期间的自然环境以及保证产品能很好地完成任务的 保障资源；
b. 控制由于产品硬件、软件和人的因素造成对产品可靠 性的影响。预防设计缺陷、选择不恰当的元器件和原 材料，以及减少生产过程中的波动等；
• •
工书定的总维实的故技艺等程不修 术目质修障指，度良标 ： 理 的人 。导是上影： 是 、 规力性规可响、人、造包提 研 保 律和文范避维操保成含件人免高 究 障 。保修纵养的的、操因产产、即障性、的，专检作人品品以研费、使，因业验和的的故及究用测用不此。指使错试，少人战障如产。导用误性又产素备的何品性方产等是品工文法生完发预“特由的程件的对好生防防性人故也、文产性、故病。制障是产件品和发障、此造是可品，可外、由靠任展的治说在靠，安于性务 、 发 病明一性产装人系成 在 生 ”品、的统功 故 ， 规是维错工性 障 直 律由修误程， 发 到 的减 生 消 工少 后 灭 程
西安格威石油仪器有限公司 研发系统
6
1.4 现代系统的设计思想
• 在有限资源（费到 重视、兼顾专门特性的设计，满足用户对真正质量特 性的要求。）
• 与传统的设计思想相比，现代系统设计思想体现在三 个概念的延伸上：
（1）性能向效能（性能特性+专门特性）的延伸；
• 反映在“合同”中的要求。 真正质量特性，一般用 用户的语言表达
• “性能优良，功能齐全”并非用户选择产品的
唯一因素。
• 从对可靠性的需求发展到对可代用靠质量性特、性，维在修大多性数场、
测试性、保障性的需求。
合下，真正质量特性很难直 接定量反映，技术要求等数
据和参数就称为代用质量特
性。
2020/8/6
• 包括的专业工程：可靠性工程（R）、维修性工程 （M）、维修保障工程（S）、人素工程。
• 核心：是R＆M＆S 综合。
2020/8/6
西安格威石油仪器有限公司 研发系统
8
1. 概述 2. 可靠性要求 3. 可靠性设计与分析 4. 可靠性试验技术 5. 生产和使用中的可靠性
3 可靠性工程
2020/8/6