可靠性相关概念

可靠性相关概念

一、什么是可靠性？

可靠性的定义是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。“三个规定”是理解可靠性概念的核心。

二、可靠性的分类

固有可靠性：产品在设制造中赋予的可靠性。

使用可靠性：产品在使用中表现出的一种能力特性，它与固有可靠性、安装、操作、维修等有关。

基本可靠性：产品在规定条件下无故障的持续时间或概率。

任务可靠性：产品在规定的任务剖面内完成规定功能的能力。

三、与可靠性有关的因素

故障：产品不能或将不能完成规定功能的事件或状态称为故障。

故障分类：按故障规律分：偶然故障和耗损故障。按故障后果分：致命性故障和非致命性故障；按故障统计规律分：独立故障和从属故障。

维修性：产品在规定条件下和规定的时间内，按规定的程序和方法进行维修时，保持或恢复规定状态的能力。

可用性：产品在规定的条件下和规定时间内，处于可执行规定功能状态的能力。

可靠性是从延长其政常工作时间来提高产品可用性，而维修性是从缩短其停机时间来提高可用性。

平均无故障工作时间（MTBF）；是指相邻两次故障之间的平均工作时间，也称为平均故障间隔。它仅适用于可维修产品。同时也规定产品在总的使用阶段累计工作时间与故障次数的比值为MTBF。

四、可靠性与产品质量的关系

产品质量是产品的一组固有特性满足顾客和其他相关方要求的能力。顾客购买产品时对产品一组固有特性的要求是多方面的，其中包括性能特性、专门特性、时间性、适应性等。性能特性用性能指标表示，时间性指的是产品的开发和供应者能否及时提供给顾客需要的产品，也就是产品的交货期，这也是顾客能直观地做出决策的。产品适应性也是顾客可以直观得出结论的。在质量特性中唯独是顾客最关心，但也是顾客难于直观判断的。所谓专门特性包括可靠性、维修性和保障性等。总之，产品可靠性是产品性能随时间的保持能力，换名话说，要长时间的保持性能就是不要出故障，不出故障或出了故障能很快维修是产品很重要的质量特性。

失效率（故障率）：是指某产品（零部件）工作到时间之后，在单位时间内发生失效的概率。

失效率曲线（浴盘曲线）：产品的失效率随工作时间的变化具有不同的特点，根据长期以来的理论研究和数据统计，发现多数设备失效率曲线形同浴盘的剖面，它明

显地分为三段，分别对元器件的三个不同阶段或时期。

第一阶段是早期失效期；表明器件在开始使用时，失效率很高，但随着产品工作时间的增加，失效率迅速降低，这一阶段失效的原因大多是由于设计、原材料和制造过程中的缺陷造成的。

为了缩短这一阶段的时间，产品应在投入运行前进行试运转，以便及早发现、修正和排除故障；或通过试验进行筛选，剔除不合格品。

第二阶段是偶然失效期，也称随机失效期；这一阶段的特点是失效率较低，且较稳定，往往可近似看作常数，产品可靠性指标所描述的就是这个时期，这一时期是产品的良好使用阶段。

第三阶段是耗损失效期；该阶段的失效率随时间的延长而急速增加，主要原因是器件的损失己非常的严重，寿命快到尽头了，可适当的维修或直接更换了。

五、什么是系统可靠性？

随着科学技术的发展，现代化的机器、技术装备、交通工具和探索工具越来越复杂。这些机器和设备等的可靠性受到了人们的广泛重视，我们把这种可靠性称为系统可靠性。系统愈复杂，若可靠性达不到较高的指标要求，则系统出故障的可能性愈大、造成的损失也愈大。这些损失可能是经济上的、信誉上的，甚至是造成生命安全或更严重的灾难性后果。譬如电源系统的不可靠或工作失误可导致整个系统瘫痪，后果是不可想象的。

现代化管理可以大大提高工作效率和质量，当然也应包括可靠性。但是如果处

理不当，系统可靠性没有得到足够保证，那么它也会带来严重的影响。因此，愈是走向现代化，愈要注意可靠性。因此，人们在走向现代化的过程，必须在各个方面提高和改善系统可靠性。没有可靠性作基础的系统只能是空中楼阁。

提高系统的可靠性，一方面要提高构成系统的各元件本身的可靠性，而且要从系统的设计着手。要使系统的元器件工作在正常状态下，没有过载超负荷等现象的发生，并且要有一定的裕度。也可以采用冗余贮备，使系统即使有个别元器件或设备出现故障仍能正常工作，譬如大型客机拥有四个发动机，中型客机拥有两个发动机。也就是说有一个设备出现故障，有另一个设备顶替它工作。当然冗余设备有可能增加系统的复杂性和成本，但是如果设计得合理，在成本增加不多的情况下，使系统的可靠性有很大的提高，是完全值得的。

六、什么是可靠性设计？

“可靠性”指的是“可信赖的”或“可信任的”。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。

对产品而言，可靠性越高就越好。可靠性高的产品，可以长时间正常工作（这正是所有消费者需要得到的）；从专业术语上来说，就是产品的可靠性越高，产品可以无故障工作的时间就越长。

七、研究可靠性的意义

可靠性工程是为了保证产品在设计、生产及使用过程中达到预定的可靠性指标，应该采取的技术及组织管理措施。这是介于技术和管理科学之间的一门边缘学科，可靠性作为一门工程学科，它有自己的体系、方法和技术。

1）可靠性管理：完善可靠性组织结构，规划出可靠性组工作的目标制定出相应的流程，规范可靠性工作，监督可靠性工作的实施培训可靠性知识，增强质量意识，规避设计风险。

2）可靠性设计：通过设计奠定产品的可靠性基础。研究在设计阶段如何预测和预防各种可能发生的故障和隐患。

3）可靠性试验及分析：通过试验测定和验证产品的可靠性，研究在有限的样本、时间和使用费用下，如何获得合理的评定结果，找出薄弱环节，并研究导致薄弱环节的内因和外因，研究导致薄弱环节的机理，找出规律，提出改进措施提出以提高产品的可靠性。

4）制造阶段的可靠性：研究制造偏差的控制、缺陷的处理和早期故障的排除，保证设计目标的实现。

可靠性设计是保证机械及其零部件满足给定的可靠性指标的一种机械设计方法。包括对产品的可靠性进行预计、分配、技术设计、评定等工作。可靠性是指产品在规定的时间内和给定的条件下，完成规定功能的能力。它不但直接反映产品各组成部件的质量，而且还影响到整个产品质量性能的优劣。

对于一个复杂的产品来说，为了提高整体系统的性能，都是采用提高组成产品