可靠性与系统工程 ppt课件
《工程机械可靠性》课件-第三章-可靠性指标及计算
可靠度计算示例： 例：设t=0时，投入工作的10000只灯泡，当t=365天时，发现有300只灯泡 坏了，求一年时的工作可靠度。
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《工程机械可靠性》精品培训-第三章-可靠性指标及计算
第一节 可靠性概率指标
第一节 可靠性概率指标
2. 失效概率
与可靠度相对应的是不可靠度，也就是“产品在规定的条件下 和规定的时间内不能完成规定功能的概率”，记为F (Failure)，为
= 0.0537
不失效概率，即可靠度R(t)：
R(t) = 1− F (t) = 1− 0.0539 = 0.9463
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《工程机械可靠性》精品培训-第三章-可靠性指标及计算
第一节 可靠性概率指标
第一节 可靠性概率指标
三、失效率： （1）定义
产品工作到 t 时刻后，单位时间内发生故障的概率。即产品 工作到t 时刻后，在单位时间内发生故障的产品数与在时刻t 时仍
t
图2-1 零件寿命试验数据直方图
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《工程机械可靠性》精品培训-第三章-可靠性指标及计算
第一节 可靠性概率指标
1) 第i区间∆t = ti − ti−1；零件的失效频数为∆N fj , 其失效频率为：
fi
=
∆N N
fj
2) 在ti < t时间内的累计失效数为：
∑i
N fi = ∆N fj
j =1
第一节 可靠性概率指标
零件寿命试验数据
顺 区间间距 区间
序 号
∆t / h
中值
ti / h
1 0～100 50
2 100～200 150
3 200～300 250
4 300～400 350
5 400～500 450
[工学]03可靠性工程讲义第三章
![[工学]03可靠性工程讲义第三章](https://img.taocdn.com/s3/m/71eeee7b852458fb770b566a.png)
MTBF
热贮备和温贮备系统的可靠性模型
• 温储备系统的储备单元处于轻载工作状态，不处 于完全不工作状态，例如，电子管的灯丝。
• 当设备处于比较恶劣的环境时，不工作储备单元 的故障率要比轻载的故障率大得多，这时也必须 使储备单元处于轻载工作状态。例如，处于潮湿 环境中的电子设备，通电工作的故障率要比长期 储存（不工作）的失效率低。
A
˦ A
B
˦ B¡¢ ºÍ
˦
' B
若转换装置不是完全可靠，则当开关故障
率λK不为零或不能忽略时
RS (t)
e At
K
A A B
B'
e e Bt
(K A 'B )t
MTBF
1
A
1
B
(
A
A B'
K
)
两单元相同时
• 当λA＝λB=λ、λ‘B＝λ’，即，工作时A、B 两单元工作故障率相同时，可求得：
从设计角度，提高并联系统可靠性措施：
（1）提高单元可靠性，即减少失效率； （2）尽量增加并联数目； （3）等效地缩短任务时间t。
并联单元数与系统可靠度关系
例3-2 已知并联系统由两个服从指数分布的单元
组成，两个单元的故障率分别为1 0.0005h1 2 0.0001h1 ，工作时间t=1000h,试求系
对于单调系统任一元件的失效只会使系统失效概率增加每个元件有两种状态正常状态和失效状态且二者必居其一满足全概率公式的条件因此系统的可靠度其中表示在x正常情况下系统正常的事件相当于把x的两端短接起来表示在x失效情况下系统正常的事件相当于把x的两端断开
第三章 系统可靠性模型
可靠性和可靠性工程
(t)
恒定故障率区：故障率保 持不变* 使用寿命
•确定使用寿命 •零部件个未能更换时间
规定的 耗损A 区：故障率随时间而 B
故障率 增加*
维修后故
障率下降
早期
偶然故障
故障
耗损故障 t
2019/9/18
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可靠性工程内涵
系统可靠性的概念
一个产品或系统是由众多的单元组成的，如飞机、 神州号飞船、洗衣机
测试性
保障性
保障
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可靠性系统工程
可靠性系统工程
可靠性工程
可靠性、安全性(系统安全性工程)
维修性工程与维修工程
维修性产品固有的特性：反映产品是否好修
维修：为保持/恢复产品可用状态所开展的活动
维修的方式与级别，RCM：以可靠性为中心的维修
测试与测试性：故障诊断
质量与可靠性
2019/9/18
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装备研制与可靠性工程
系统工程管理的三大类活动
研制阶段划分：控制研制过程及建立基线 系统工程过程(系统工程管理的核心) 寿命周期综合：研制过程中全面、综合考虑寿命周
期的所有需求——可靠性
研制阶段划分
基线
寿命周期 规划
系统工程管理
系统工程过程 综合工作组 寿命周期综合
高可靠是武器装备战斗力的保障
提高武器装备的效能
减少装备维修
减少装备全寿命周期费用 0.865
0.925
0.8
综合效能
功能/性能，款式、构型等
可靠性(寿命)、维修性、产品支0.6援
0.865
0.52
质量
价格/使用费用
系统工程之系统可靠性理论与工程实践讲义
系统工程之系统可靠性理论与工程实践讲义系统可靠性是系统工程中非常重要的一个领域，它一方面涉及到理论研究、模型建立等基础工作，另一方面也需要结合实际工程实践来验证和改进。
本讲义将介绍系统可靠性的基本理论与工程实践，并探讨如何提高系统的可靠性。
一、系统可靠性的定义与重要性1.1 系统可靠性的定义系统可靠性是指系统在给定的条件下在一段时间内满足特定要求的能力。
这个特定要求可以是正常工作的概率、失效的概率、失效后的恢复能力等。
1.2 系统可靠性的重要性系统可靠性直接影响到系统的稳定性、安全性和可用性。
一个可靠的系统能够正常工作并且能够应对可能出现的各种故障和异常情况，从而保证工程项目的顺利进行和安全性。
二、系统可靠性的理论基础2.1 可靠性的概率理论可靠性的概率理论是系统可靠性研究的基础，它将系统的可靠性问题转化为概率分布和统计计算问题。
常用的理论方法有可靠性函数、失效率函数、故障模式与失效分析等。
2.2 系统结构与可靠性分析系统结构与可靠性分析是指通过对系统结构与组成部分进行分析，计算系统的可靠性。
常用的方法有事件树分析、故障树分析、Markov模型等。
2.3 可靠性增长理论可靠性增长理论是指通过对系统进行可靠性试验和监控，根据得到的失效数据对系统进行可靠性增长预测和改进。
常用的方法有可靠性增长图、可靠性增长模型等。
三、系统可靠性的工程实践3.1 可靠性设计可靠性设计是指在系统设计阶段，通过选择可靠性较高的组件和结构，提高系统的可靠性。
常用的方法有设计可靠性评估、冗余设计、容错设计等。
3.2 可靠性测试可靠性测试是指对系统进行工作负载、压力、故障等方面的测试，以评估系统的可靠性。
常用的方法有端到端测试、负载测试、异常情况测试等。
3.3 可靠性维护与改进可靠性维护与改进是指在系统投入使用后，对系统进行设备维护、故障排除、性能改进等工作，以保持系统的可靠性和稳定性。
四、提高系统可靠性的工程实践4.1 设定合理的要求和指标在系统设计之初，需要设定合理的可靠性要求和指标。
质量管理学之可靠性管理培训课件
第二节 可靠性的度量
• 实际失效率的计算
• R=总失效数/总单元运行时数 • 或R=总失效数/（试验单元数*试验时数）
第二节 可靠性的度量
• （2）可靠度函数 R(t)
– R(t)：即产品在规定时间内不发生失效的概率
– R(t)=P（t<T）t为时间变量，T为发生失效的时间，有时 为产品寿命。
– R(t)的确定 • 失效密度函数： • 累计失效分布函数： • 可靠性函数： R(T ) 1 F (T ) eT • λ代表失效率
– 只要理解就可以，一般不用计算！
失效 概率
f（t）
F（T）
R（T）
T
时间
第二节 可靠性的度量
• 二、系统可靠性的度量与预测
– （1）串联系统：一个环节失效，系统失效 – 其可靠性遵循乘法概率（后一环节可靠性受前一
环节的影响） – Rs=R1R2R3…Rn
• 如:一流水线上有三元件，各元件的可靠性为 0.997，0.98，0.975，则系统可靠性
– 例3、某机器平均失效间隔时间198h，平均修理时间2h， 求机器的内在可用性？
第二节 可靠性的度量
• 可靠性水平或相应的能力可以通过可靠度、失效 性、平均失效时间、平均失效间隔时间等来度量。
• 可靠性随时间变化的规律可以通过可靠度函数、 产品寿命线、累积失效函数、失效概率密度等来 表示。
• 系统的可靠性通过分析各个元件的构成形式及其 可靠性计算和预测。
– d 包装、运输和防护可靠性管理
• 包装、运输和不良的防护和搬运会影响交给顾客的 产品的可靠性需了解其性能，预防性 维修、保有备件和更换零件。
第四节 可靠性管理
• 三、计算机软件的可靠性管理
第二章 可靠性工程
第二章 可靠性工程
房形事件：它也位于故障树底部，它起开关作用，有时表示一种 系统中的正常条件或故障条件，房形事件的状态只能发生或不发 生，通过使用房形事件，可以描述各种不同条件下的系统故障树。 与门：表示事件关系的一种逻辑门，仅当所有输入与门的所有输 入事件同时发生时，门的输出事件才发生。 或门：表示事件关系的一种逻辑门，仅当输入事件中至少有一个 发生时，则门的输出事件发生。
第二章 可靠性工程
3．故障树建造原则及指南 建树时应遵循的规则有以下五条： 故障事件应精确定义，指明故障是什么，在何种条件下发生。如用 “工厂火灾”作为顶上事件，对故障树分析来说太过笼统。代之以 “在工艺氧化反应器正常运行中发生失控反应”作为顶上事件，就 很恰当。因为它说清了“发生了什么事”、“在何处发生”、“何 时发生”。“什么事”讲清了事故的类型(失控反应)，“何处”讲 清了事故发生的设备和系统(工艺氧化反应器)，“何时”讲清了整 个系统当时的状态(正常运行中)。
第二章 可靠性工程
2.4.2 FTA的方法和程序
FTA是把系统不希望发生的事件（失效状态）作为故障树的顶事 件（Top event）；
用规定的逻辑符号表示，找出导致顶事件所有可能发生的直接因 素和原因，它们是处于过渡状态的中间事件；
由此逐步深入分析，直到找出事故的基本原因，即故障树的底事 件为止。这些底事件又称为基本事件，它们的数据是已知的，或 者已经有过统计或实验的结果。 FTA一般可分为以下几个阶段：
第二章 可靠性工程
[例2.11]：异或门的使用。异或门在实际工程上也是常见的，例如 考虑两台发电机组 I 和 II 组成的供电系统，不出现两台同时失效 的事件。用图2.9异或门描述。
第二章 可靠性工程
可靠性维修性保障性优秀课件
节点上不能使用。
89%
没有耗损期； 设备不需要定时维修；
归为E型。
F. 故障率后来不变
可靠性维修性保障
1.1 可靠性
2. 典型的浴盆曲线
1.11.4.1.故2可障靠寿性命模分型布的规建律立及与维分修析策略
故障率 λ(t)
*
“容许的故障率 *”界限，控制实际的故障率不超过此范
围：延长设备寿命，减少停机时间，降低故障率。
（6）平均非计划拆卸间隔时间 MTBUR （Mean Time Between Unscheduled Removals）
与支援资源有关的一种可靠性参数。其基本度量方法为：在规定的条件 下和规定的时间内，累积的总设备飞行时间除以同一时间内设备的非计划 拆卸次数。
可靠性维修性保障
1.1 可靠性
1.1.1 可靠性概念与指标
如在第一次工作时间后出现故障，经修复后第二次工作时间后出现故 障，第i次工作后出现故障，则平均故障间隔时间为：
MTBF
n
ti
i 1 n
可靠性维修性保障
1.1 可靠性
1.1.1 可靠性概念与指标
用时间计量的指标
（3）故障前工作时间 MTTF （Mean Time Between Failure ） 是指不可修复的产品，由开始工作直到发生故障前连续的工作时间，可
从可靠性角度出发为设计方案等的决策提供依据 定量地预计或评价装备的可靠性发现其薄弱环节 它是进行故障模式影响及危害性分析的基础。
可靠性维修性保障
1.1 可靠性
1.1.12.可1.3靠可性靠模性型预的计建与立分与配分析
1. 可靠性预计、分配的目的及相互关系
可靠性预计
根据组成系统的元件、组件、分系统的可靠性来推测系统的可靠性。是一 个从小到大，从下到上的综合过程。
可靠性系统工程详解
可靠性系统工程详解可靠性的历史与今世早在1985年的时候，中国航空工业界为了搞歼十飞机研制，在当时大部分人都不知道可靠性是什么的历史背景下，航空工业仍然开始全面引入可靠性工程。
这是值得回味的一段传奇。
中国制造2025与可靠性浴盆曲线在可靠性领域的几个关键概念内涵，最为重要的概念就是浴盆曲线，任何一本可靠性教科书都会出现这个曲线，纵坐标是产品的故障率，横坐标是产品的使用时间。
这是从统计上反映出来的产品故障发生的规律。
图1 可靠性工程的浴盆曲线第一个规律就是曲线的第一段，在早期使用的时候，故障率非常高，要经过不断的维修、适应性的改进甚至修改设计、工艺，把故障率降下来；曲线的第二段，就是使用阶段故障率应该是很低的水平，而且还不应该发生剧烈的波动，最好保持常数，长时间保持低的水平；曲线的第三段，是表达低水平故障率保持到多长的规律。
一般而言，保持到预期的使用寿命，过了使用寿命故障率又急剧增高。
这是统计规律表现出来的。
但是当产品从统计数据上看到了浴盆曲线第一个阶段的时候，即在用户的运维的过程中发现这个阶段的时候，说明企业没有对产品实现可靠性管理，或者说当出现了浴盆曲线早期故障期，说明可靠性工程实践是失败的。
第二个阶段，如果在使用的过程中长期的故障率稳定不下来，并且浴盆底的高度还很高，也说明可靠性工程失败了。
第三个阶段，如果使用时间没多长就坏掉、不能再用、老化、疲劳、断裂或腐蚀等，这些问题说明你的产品寿命也不符合要求，可靠性工程还是失败了。
浴盆曲线可以折射出中国制造业的很多问题。
目前中国制造业的特征在这三个点上都反映了，第一产品投入使用初期故障率很高，第二久久不能把故障率稳定下来，第三寿命还很短，所以这些问题交织在一起反映了企业的可靠性工程的实践出了问题。
浴盆曲线就是这么一个有关故障发生概率和统计规律的曲线。
故障六性跟故障相关的产品的设计特性，主要包含六个方面：可靠性、维修性、测试性、保障性、环境适应性和安全性。