可靠性工程
电子产品中的可靠性工程是什么
电子产品中的可靠性工程是什么？
可靠性工程是一种系统工程方法，旨在通过系统地识别、分析和解决电子产品在设计、生产和使用过程中可能出现的故障和失效问题，以确保产品在规定的使用条件下能够稳定可靠地运行。
可靠性工程涉及到多个方面，包括以下几个主要内容：
可靠性设计：
在产品设计阶段就考虑产品的可靠性要求，采用可靠性设计方法和工具，优化产品结构、选用可靠的材料和元件，降低故障率和失效率。
可靠性测试：
进行可靠性测试和验证，通过实验、模拟和试验等方法，评估产品的可靠性水平，验证产品是否满足设计要求和用户需求。
故障分析：
对产品故障和失效进行分析和诊断，找出故障的根本原因和失效的机理，为改进产品设计和生产提供依据和建议。
可靠性预测：
利用可靠性理论和统计方法，对产品的寿命分布和可靠性指标进
行预测和评估，为产品的维修和维护提供参考依据。
寿命测试：
进行寿命测试和加速老化试验，模拟产品在不同环境条件下的使用情况，评估产品的寿命和可靠性。
质量控制：
加强产品质量控制和过程管理，确保生产过程的稳定性和一致性，减少产品的制造缺陷和质量问题。
通过实施可靠性工程，可以提高电子产品的可靠性和稳定性，降低产品的故障率和失效率，增强产品的竞争力和用户满意度，促进企业的可持续发展。
制造业中的可靠性工程
制造业中的可靠性工程可靠性工程在制造业中扮演着至关重要的角色，它是确保产品在使用寿命内正常运行的核心要素之一。
本文将探讨制造业中可靠性工程的原理和应用，以及如何通过可靠性工程来提升产品的质量和信誉。
一、可靠性工程的定义和原理可靠性工程是一门科学技术，旨在确保产品在特定条件下的可靠性和可用性。
它通过分析产品的设计、制造、使用和维护过程中可能存在的故障和风险，并采取相应的措施来减少故障发生的概率，提高产品的可靠性和可用性。
可靠性工程的原理主要包括以下几个方面：1. 故障模式和效果分析（FMEA）：通过对产品可能出现的故障模式进行分析，找出故障的原因和可能带来的后果，并制定相应的控制措施，以减少故障发生的概率。
2. 可靠性测试与验证：在产品设计和制造的各个阶段进行可靠性测试和验证，以评估产品的可靠性，并及时对设计和制造中的问题进行修正和改进。
3. 可靠性增长计划：通过对产品的可靠性进行不断跟踪和监控，及时发现潜在的故障和风险，并采取相应的措施来提高产品的可靠性，确保产品能够在规定的寿命内正常运行。
二、可靠性工程在制造业中的应用可靠性工程在制造业中具有广泛的应用，它可以应用于各个环节，包括产品设计、制造、测试和维护等。
下面将以汽车制造业为例，介绍可靠性工程在实际应用中的具体场景。
1. 产品设计：在汽车设计阶段，可靠性工程可以通过故障模式和效果分析（FMEA）来识别可能的故障模式和风险，及时进行设计修改，消除潜在的故障隐患。
2. 生产制造：在汽车生产过程中，可靠性工程可以通过可靠性测试与验证来评估产品的可靠性，并在生产线上对产品进行严格的控制和监控，确保每个产品的质量和可靠性符合要求。
3. 售后服务：在汽车售后服务中，可靠性工程可以通过可靠性增长计划来监测车辆的可靠性，并对潜在的故障进行分析和处理，提供及时的维修和返修服务，保证用户的满意度和信任度。
三、提升产品质量和信誉的重要性在当今竞争激烈的市场环境下，制造业企业需要不断提升产品的质量和信誉，才能在市场上获得竞争优势。
可靠性工程
分布函数 ：设X为随机变量，对任意实数χ，则称函数 F （χ）=P{X≤χ} 为随机变量X的分布函数。
二、可靠性统计基础知识
可靠性统计基础知识
1. 概率基础知识 2. 随机变量及其分布 3. 统计基础知识 4. 参数估计 5. 假设检验
1、概率基础知识
随机事件及其概率
随机实验:满足下列三个条件的试验称为随机试验； （1）试验可在相同条件下重复进行；（2）试验 的可能结果不止一个，且所有可能结果是已知 的；（3）每次试验哪个结果出现是未知的；随 机试验以后简称为试验，并常记为E。
失效率：失效率是工作到某时刻尚未失效的产品， 在该时刻后单位时间内发生失效的概率。一般记 为λ,它也是时间t的函数,故也记为λ(t),称为失效率 函数,有时也称为故障率函数或风险函数；它反映t 时刻失效的速率,也称为瞬时失效率。
一、可靠性工程概述
（三）浴盆曲线 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）：
威布尔分 布(Ⅲ型 极值分 布)W(k,a
,b)
3、统计基础知识
研究对象的全体称为总体或母体，组成总体的每个基本单位 称为个体。
（1）按组成总体个体的多寡分为：有限总体和无限总体；
（2）总体具有同质性：每个个体具有共同的观察特征，而 与其它总体相区别；
（3）度量同一对象得到的数据也构成总体，数据之间的差 异是绝对的，因为存在不可消除的随机测量误差；
可靠性工程的理论与实践
可靠性工程的理论与实践可靠性工程是一门致力于提高产品可靠性的技术学科，它通过对产品失效率、寿命、维修保养等因素的分析和研究，帮助企业提高产品质量和有效降低成本。
这门学科在工程领域拥有广泛的应用，从航空航天、汽车制造到电子电器等各个领域都有其身影。
那么，可靠性工程的理论与实践是什么样的呢？一、可靠性工程的理论可靠性工程的核心理论是可靠性分析，其目的是为了识别和评估系统或设备存在的风险和失效的可能性。
可靠性分析主要有三种方法：故障模式与效应分析（FMEA）、故障树分析（FTA）和可靠性块图法（RBD）。
FMEA是一种逐级分析系统或设备因故障可能性和影响的方法，主要分析可能性较高但影响程度较小的故障，并采取纠正和预防措施。
FTA用树形图表示系统或设备失效的逻辑关系，可以评估故障因素对系统或设备性能影响的程度。
RBD则是用块图来表示系统或设备的可靠性，通过块图分析来找出故障源头的位置和故障因素，并采取相应的纠正措施。
除了可靠性分析，可靠性工程的理论还包括可靠性设计、可靠性维修和可靠性测试。
可靠性设计是指在产品设计或工程设计中，通过考虑各种故障可能性，采取相应的设计措施来保证产品或设备的可靠性。
可靠性测试则是通过模拟实际使用环境下的情况来评估产品或设备的可靠性。
可靠性维修则是指在产品或设备使用过程中，采取相应维修措施，以保持其可靠性。
二、可靠性工程的实践可靠性工程理论中虽然有很多的方法和技术，但是在实践中我们也需要结合实际情况进行适当的调整和实施。
下面笔者将分别从可靠性设计、可靠性分析和可靠性测试三个方面来介绍一下可靠性工程的实践。
1. 可靠性设计在可靠性设计方面，我们可以采用模块化设计来提高产品或设备的可靠性。
模块化设计是将产品或设备的不同部分分为独立的模块，通过模块之间的结构和接口进行连接，提高产品或设备的可靠性和维修性，同时还可以提高产品或设备的灵活性和可扩展性。
同时，在可靠性设计方面，我们还需要考虑到可靠性增长。
可靠性工程
1、狭义可靠性的的含义是什么？广义可靠性的含义是什么？答：狭义的可靠性含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。
广义可靠性的含义是产品在规定的条件下运行时，可靠性、维修性、可用性、安全性。
2、产品在可靠性研究中的含义是什么？答：产品的可靠性越高,产品可以无故障工作的时间就越长。
可靠性包含了耐久性、可维修性、设计可靠性三大要素。
3、在可靠性的的定义中“规定时间”，“规定功能”分别指的是什么？答;规定时间是指产品完成规定任务或功能所需要的时间。
可以用运行时间、走行公理或循环次数等来表示。
规定功能通常是指产品在技术文件中所规定的工作能力。
4、什么是维修？维修性的含义是什么？答：维修是分别为更换配件、纯维修配件、根据功能改修，维护和恢复，维护、保养、修理。
维修性是产品在规定的条件下和规定的时间内，按规定的程序方法进行维修时，保持或恢复到其规定状态的能力，表征产品预防故障和修复故障的能力，表达产品维修的难易程度，也是产品设计所赋予的一种固有属性。
5、在可靠性工程中的“有效性”的含义是什么？本教材中所指的内容是什么？答：有效性是可维修产品在某时刻具有维持规定功能的能力可靠性工程衡量系统可靠性有三个重要指标。
本教材中所指的内容是在可靠性工程中，把产品分为不可修复产品和可修复产品两种类型。
6、可靠度、失效概率、失效率、平均寿命、可靠寿命、它们的定义是什么？答：可靠度是指产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的概率。
失效概率（不可靠度）：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。
失效率是工作到某时刻尚未失效的产品、在该时刻后单位时间内发生失效的概率。
平均寿命定义为寿命的平均值。
可靠寿命是由给定可靠度求出的与其相对应的工作时间。
第二章 7、什么是路集？什么是最小路集？（注：路集是相对于某事件发生的角度而言的，指的是到达目的地的路径是畅通的。
对可靠逻辑指的是成功事件的发生，对故障逻辑指的是失败事件的避免。
可靠性工程基本理论
可靠性工程基本理论可靠性工程是一种工程学科，主要涉及如何对产品和系统的可靠性进行评估、设计和管理等。
可靠性工程的基本理论包括可靠性的定义、可靠性的特征、可靠性的评估方法、可靠性的设计原则和可靠性预测方法等。
1. 可靠性的定义可靠性是指产品或系统在规定条件下保持正常运行的能力。
从概率学的角度来看，可靠性是指产品或系统在规定时间内不出现故障的概率。
具体来说，可靠性可以用以下公式来表示：可靠性= (正常运行时间)/(正常运行时间+故障时间)2. 可靠性的特征可靠性具有以下几个特征：（1）可度量性：可靠性可以通过概率和统计方法进行量化和评估。
（2）时效性：产品或系统的可靠性是随着时间变化的，需要及时进行检测和更新。
（3）风险性：可靠性与风险直接相关，风险越高，可靠性要求越高。
（4）系统性：可靠性需要从整个系统的角度考虑，而非单个组成部分的可靠性。
3. 可靠性的评估方法可靠性评估方法主要包括故障模式和效应分析（FMEA）、故障树分析（FTA）、可靠性增长法（RAM）和可靠性试验等。
（1）故障模式和效应分析（FMEA）是一种从设计阶段就开始进行的预防性可靠性评估方法。
其主要思想是通过对每个零部件的故障模式和故障后果进行识别、分类和评估，推断出产品或系统的可靠性并采取相应的预防措施。
（2）故障树分析（FTA）是一种基于逻辑的可靠性评估方法。
它将故障模式和事件之间的因果关系表示为一棵树状结构，通过逐层分析和推断出故障的原因，进而评估产品或系统的可靠性。
（3）可靠性增长法（RAM）是一种逐步提高产品或系统可靠性的方法。
通过在产品或系统的使用过程中收集和分析故障数据，以修正设计和制造过程中不足之处，最终提高产品或系统的可靠性。
（4）可靠性试验是通过对样品进行一系列可靠性测试，从而评估产品或系统的可靠性。
常见的可靠性试验方法包括加速寿命试验、高温试验、低温试验、振动试验、冲击试验等。
4.可靠性的设计原则可靠性的设计原则包括下列几个方面：（1）原则上应对可能引起故障的所有因素（如环境因素）进行评估和控制。
工程的可靠性
工程的可靠性工程的可靠性是指工程在设计、制造、运营和维护中所具有的不发生失效的能力。
工程可靠性的提高对于确保工程的安全、可持续运营以及降低生产成本具有重要意义。
本文将探讨工程可靠性的定义、影响因素以及提高可靠性的方法。
一、工程可靠性的定义工程可靠性是从工程系统的角度来定义的，它包括工程系统的结构可靠性和功能可靠性两个方面。
1. 结构可靠性：指在承受预期设计荷载或使用条件下，工程结构不发生失效的能力。
结构可靠性的评估与工程结构的设计和建造密切相关，包括材料的选择、结构的设计和施工质量等因素。
2. 功能可靠性：指工程系统在设计要求的使用条件下能够持续满足规定的功能要求的能力。
功能可靠性评估考虑到工程系统的工作环境、工作状态、故障率和故障处理等因素。
二、工程可靠性的影响因素工程可靠性受到多个因素的影响，包括设计、制造、运营和维护等各个环节。
1. 设计因素：工程设计是决定工程可靠性的基础。
合理的工程设计应考虑荷载标准、材料选择、结构工艺、工艺布局以及使用环境等因素，确保工程结构和系统的稳定性和可靠性。
2. 制造因素：制造过程中的质量控制对工程可靠性有重要影响。
质量控制应包括原材料的选择、工艺控制以及产品检测等环节，确保制造出质量合格的工程产品。
3. 运营因素：工程在运营过程中的维护和管理对可靠性的保证起着重要作用。
定期的维护保养以及合理的运营管理可以延长工程寿命，减少故障和事故的发生。
4. 环境因素：工程所处的环境条件对可靠性有影响。
如气候、温度、湿度等环境因素都会影响工程结构和设备的性能和寿命。
三、提高工程可靠性的方法为了提高工程的可靠性，需要从设计、制造、运营和维护等方面综合考虑，并采取相应的措施。
1. 设计阶段：充分考虑荷载、环境以及使用条件，合理选择材料、结构和工艺，进行全面的安全性能评估，并进行适当的风险分析和故障预防措施。
2. 制造阶段：加强质量控制，确保工艺流程的稳定性和一致性，合理选择供应商，对原材料和产品进行严格的检测和测试。
可靠性工程基础知识
t
b<0
b=0
b>0
Duane可靠性增长模型
lnC(t)=a+blnt
dN ( t ) dC( t ) t a b t (b 1)e t dt dt
11
基本概念（续）
软件与硬件可靠性问题对比
特征 失效原因 磨损 硬件 物理原因（如失真、断裂、 漂移） 会受到磨损 软件 主要为设计缺陷 无磨损 开发或升级后失效率随时间 单调下降 可靠性基本不受影响 无法由物理知识预测 采用冗余设计应保证冗余软 件的高度独立性，否则无助 于可靠性提高
17
可靠性工程发展历史（续）
深入发展期（20世纪80年代以后） 可靠性向更广泛和更深入的方向发展，将可靠性、维修性 和保障性有机结合在一起，形成可靠性系统工程。进入21 世纪以来，几乎所有工业领域都应用了可靠性技术。可靠 性工程的研究主要体现在集成化、协同化、系统和精确化。
全寿命周期可靠性管理 状态监测、维修决策和综合保障 高复杂系统可靠性研究 精确评估和控制 可靠性和经济性的协同化
从广义质量观看，质量涵盖可靠性；从狭义质量观看，质 量只是“符合性”。 传统质量管理是以制造过程的程序化、规范化为目标，试 图通过使工序稳定来提高质量。而可靠性则是研究消除故 障的对策，要在论证、设计、工艺中就采取措施防止缺陷 的发生，产品的可靠性是在设计阶段就已经决定了。
质量管理更多考虑“今天质量”，可靠性侧重于考虑“明 天的质量”。质量概念没有考虑时间因素，控制的是产品 出厂时是否合格以及质保期内故障情况，对于质保期之后 发生故障不能保证，可靠性问题关注产品的寿命、疲劳、 老化。
时间相关性 失效率为常数 环境因素 振动、冲击、腐蚀、温度、 湿度等影响可靠性 故障处理的一般手段，适当 冗余可以提高可靠性，大量 冗余受共因因素影响
可靠性工程师全部课程
可靠性增长模型
描述产品可靠性随时间和改进活动的增长趋势的模型，通过可靠性增 长试验数据进行拟合和预测。
04
维修性与保障性技术
维修性概念及意义
1 2
维修性定义 阐述维修性在产品设计、生产和使用过程中的重 要性，以及维修性与其他性能指标的关系。
工艺控制
优化生产工艺流程，提高生产过程中的 质量控制水平，确保产品质量的稳定性。
筛选与老化
通过筛选试验剔除早期故障产品，利用 老化试验加速产品潜在故障暴露，提高 产品整体可靠性。
维修与保障
建立完善的维修保障体系，对故障产品 进行及时有效的维修，恢复其使用功能。
产品寿命周期管理理念和方法
全寿命周期管理
通过改进产品设计，如采用标 准化零部件、提高产品互换性 等，降低维修难度和成本。
完善维修保障体系
建立健全的维修保障体系，包 括完善的维修设施、专业的维 修队伍和高效的维修流程，确 保产品能够得到及时、有效的 维修保障。
加强培训和技能提升
采用先进的维修技术和工 具
加强对维修人员的培训和技能 提升，提高其维修能力和效率， 减少维修过程中的失误和延误。
积极采用先进的维修技术和工 具，如远程故障诊断技术、智 能化维修辅助系统等，提高维 修的准确性和效率。
05
故障模式、影响及危害性 分析（FMECA）
FMECA基本原理和步骤
FMECA定义
阐述FMECA的基本概念、目的和重要性。
FMECA流程
介绍实施FMECA的步骤，包括准备、分析、评估和报告等阶段。
从产品的设计、生产、使用到报 废全过程进行统一管理，确保产 品在整个寿命周期内保持较高的 可靠性。
可靠性工程在质量管理中的应用
可靠性工程在质量管理中的应用可靠性工程是一种系统性的方法，它旨在提高产品或系统的可靠性和稳定性。
在质量管理领域，可靠性工程能够帮助企业降低产品故障率、改善客户满意度，并提高品牌声誉。
本文将探讨可靠性工程在质量管理中的应用，以及它对企业的益处。
一、可靠性工程的基本原则可靠性工程的目标是确保产品或系统在给定的时间内能够正常运行，而不会出现故障或损坏。
为了实现这一目标，可靠性工程遵循以下原则：1. 设计阶段考虑可靠性：在产品或系统的设计阶段就要考虑可靠性，包括选择合适的材料、组件和工艺，以及进行适当的装配和测试。
2. 故障模式和影响分析（FMEA）：通过FMEA可以识别潜在的故障模式，并预测故障可能产生的影响。
这有助于制定相应的风险控制措施，从而提高产品的可靠性。
3. 可靠性测试和验证：通过可靠性测试和验证，可以评估产品在工作环境中的可靠性和耐用性。
测试结果可以提供改进产品设计和制造过程的依据。
4. 故障分析和根本原因分析：当产品出现故障时，可靠性工程师会进行故障分析和根本原因分析，以确定故障原因，并采取相应的纠正措施。
二、1. 缺陷预防：可靠性工程通过早期的故障模式和影响分析，帮助企业在产品设计和制造过程中预防缺陷的产生。
通过消除潜在的故障点，企业能够降低产品的故障率，提高产品的质量水平。
2. 故障分析和改进：可靠性工程通过故障分析和根本原因分析，帮助企业确定产品故障的原因，并提出相应的改进措施。
这有助于企业不断改进产品设计和制造过程，提高产品的可靠性和质量。
3. 可靠性测试和验证：可靠性工程通过可靠性测试和验证，评估产品在实际使用环境下的可靠性和耐用性。
测试结果可以帮助企业验证产品设计是否满足客户需求，并为改进产品提供依据。
4. 客户满意度提升：通过可靠性工程的应用，企业能够提供更可靠的产品，降低产品故障率，从而提升客户满意度。
高质量的产品不仅能满足客户的需求，还能增加客户对企业的信任，提高企业的品牌声誉。
可靠性工程
可靠性工程简介可靠性工程是一门研究和应用工程技术的学科，旨在提高产品或系统在特定条件下的可靠性。
可靠性工程师通过分析产品或系统的故障模式和故障根本原因，设计和改进工程技术以提高产品或系统的可靠性，并采取措施防止故障的发生。
本文将介绍可靠性工程的基本原则、方法和工具，以及在实际应用中常见的挑战和解决方案。
可靠性工程的原则可靠性工程遵循以下几个基本原则：1.系统思维：可靠性工程师需要全面理解整个系统的运行原理和各个组件之间的相互影响。
只有通过深入了解系统的各个方面，才能准确地评估和改进系统的可靠性。
2.数据分析：可靠性工程师需要收集和分析各种数据，包括故障数据、维修数据、测试数据等，以理解和识别问题的根本原因。
通过数据分析，可靠性工程师可以找出故障模式和故障的频率，并制定相应的改进方案。
3.风险评估：可靠性工程师需要对系统的每个部分进行风险评估，确定关键的故障点和可能导致故障的条件。
通过确定风险，可靠性工程师可以制定预防措施，并在故障发生时采取适当的纠正措施。
4.改进持续性：可靠性工程是一个不断改进的过程。
可靠性工程师需要持续地监测和评估系统的可靠性，并根据实际情况调整和改进工程技术。
只有通过持续的改进，系统的可靠性才能不断提高。
可靠性工程的方法和工具可靠性工程师使用各种方法和工具来评估和改进系统的可靠性。
以下是一些常用的方法和工具：故障模式和效应分析（FMEA）故障模式和效应分析（Failure Mode and Effects Analysis，简称FMEA）是一种用于识别和评估系统故障模式和故障的影响的方法。
通过FMEA，可靠性工程师可以确定系统中的潜在故障模式和导致故障的主要原因，并制定相应的措施来防止故障的发生。
可靠性测试可靠性测试是一种通过实验和测试来评估产品或系统的可靠性的方法。
通过对产品或系统进行各种条件下的测试，可靠性工程师可以了解产品或系统在不同条件下的性能，并识别潜在的故障点。
可靠性工程
可靠性工程简介可靠性工程（Reliability Engineering）是一种发展于20世纪60年代的工程学科，旨在提高产品、系统或过程在规定时间内正常运行的能力。
可靠性工程的目标是通过识别和消除故障源，优化设计和维护流程，提高产品和系统的可靠性和可用性。
可靠性工程的重要性在当今高度竞争的市场环境中，产品和系统的可靠性变得越来越重要。
用户对产品和系统的可靠性要求越来越高，一旦出现故障，可能会导致严重的经济和声誉损失。
通过进行可靠性工程分析和实施相应的改进措施，可以帮助组织降低故障率，提高产品和系统的可靠性和安全性，增强竞争力。
可靠性工程的方法和工具故障模式和影响分析（Failure Mode and Effects Analysis，FMEA）故障模式和影响分析是一种用于确定和评估系统故障模式及其潜在影响的方法。
它通过分析故障模式和确定可能的影响，以确定哪些故障模式是最具风险的，并制定相应的预防和纠正措施。
可靠性数据分析可靠性数据分析是通过收集和分析产品或系统的可靠性数据，识别故障模式、计算故障率、评估可靠性指标等，从而评估产品或系统的可靠性。
常用的可靠性数据分析方法包括故障率分析、可靠度增长分析、可靠度预测和可靠度测试等。
可靠性测试可靠性测试是一种通过将产品或系统暴露在实际使用环境中或模拟实际使用环境的试验台上，以评估其可靠性和耐久性的方法。
通过可靠性测试可以发现产品或系统的设计缺陷，评估其在不同环境条件下的性能，并为改进设计和制造过程提供数据支持。
维护优化维护优化是通过分析维护活动的数据和指标，优化维护策略，提高设备的可靠性和可用性的方法。
维护优化可以帮助组织降低维护成本，提高设备的寿命和性能，减少故障率。
可靠性工程的应用领域可靠性工程广泛应用于各个行业和领域，包括制造业、航空航天、能源、交通运输、医疗设备等。
在这些领域，可靠性工程可以帮助组织降低实际故障率，提高产品和系统的可靠性和安全性，优化维护策略，降低维护成本。
可靠性工程的基本概念与模型
可靠性工程的基本概念与模型可靠性工程是一门应用工程学科，旨在提高产品、系统或服务的可靠性。
通过运用可靠性工程的原则和方法，可以降低故障率、延长使用寿命、提高性能稳定性，从而满足人们对产品可靠性的需求。
本文将介绍可靠性工程的基本概念和常用模型，帮助读者理解和应用可靠性工程。
一、可靠性工程的基本概念1.1 可靠性可靠性是产品或系统在特定环境下连续正常运行的能力。
它可以用概率来表示，通常以失效率来度量，即单位时间内发生失效的概率。
可靠性的增加可以提高产品的性能稳定性，减少故障对用户的影响。
1.2 故障故障是指产品或系统在特定条件下出现的不符合预期的功能、性能或质量的现象。
故障分为软故障和硬故障，软故障通常可以通过重启或软件升级来解决，而硬故障需要更换硬件部件或进行专业修复。
1.3 可靠性评估可靠性评估是可靠性工程的核心内容，旨在对产品或系统的可靠性进行量化分析。
通过搜集故障数据、运用统计学方法，可以计算出可靠性参数，如失效率、平均无故障时间等，从而为产品设计、改进和维护提供依据。
2.1 故障模式与失效分析（FMEA）故障模式与失效分析是一种常用的可靠性分析方法，通过识别产品或系统可能的故障模式和失效原因，评估其潜在风险和影响程度，从而采取相应的改进措施。
FMEA可以在设计阶段发现和解决潜在问题，提高产品的可靠性。
2.2 信赖度增长模型（RGA）信赖度增长模型是一种常用的可靠性增长预测方法，通过收集产品的实际寿命数据，对其进行分析和建模，预测未来产品的信赖度增长趋势。
RGA模型可以帮助制定产品维护策略、预防性维修计划，提高产品的可靠性和维修效率。
2.3 加速寿命试验（ALT）加速寿命试验是一种常用的可靠性验证方法，通过对产品在加速条件下的寿命试验，推断其在正常使用条件下的可靠性性能。
ALT模型可以帮助评估产品的可靠性指标，优化产品设计和制造工艺，提前发现潜在问题。
2.4 保障时间分析（MTA）保障时间分析是一种常用的系统可靠性分析方法，通过识别系统各个组成部件的失效模式和失效率，计算出系统的平均无故障时间（MTBF）、平均修复时间（MTTR）等指标。
可靠性工程
1、可靠性的定义：产品在规定的时间内，规定的条件下，完成规定功能的能力。
可靠度：产品在规定的时间内，规定的条件下，完成规定功能的概率。
它是时间的函数，记R（t),为可靠度函数的简称。
2、产品的质量指标：性能指标：产品完成规定功能所需要的指标。
可靠性指标（广义)：反映产品保持其性能指标的能力3、狭义可靠性，有效性，贮存寿命，三个指标合起来全面描述了产品寿命期内的性能稳定性，将其称为可靠性的三大指标。
4、在可靠性工程中，不可修复产品的寿命是指发生失效前的实际工作时间；可修复产品的寿命是指相邻两次故障间的工作时间，此时也成为无故障工作时间。
产品的寿命是随机变量。
1、一个系统由n个单元A1,A2,....An组成，当每个单元都正常工作时，系统才能正常工作；或者说当其中任何一个单元失效时，系统就失效。
我们称这种系统为串联系统。
可见，在这种情况下串联系统的不可靠度近似等于各单元的不可靠之和，因此可以近似求得系统可靠度。
由上述可见，串联系统的可靠性小于或至多等于各串联单元可靠性最小值，即提高串联系统可靠性的措施为：1）提高单元可靠性，即减小失效率；2）尽量减少串联单元数目；3）等效地缩短任务时间t。
2、一个系统由n个A1,A2,....An组成如只要有一个单元工作，系统就能工作，或者说只有当所有单元都失效时，系统才生效，我们称这种系统为并联系统。
值的提醒的是，当单元的寿命分布式指数分布时，即失效率为常数，串联系统的失效率仍是常数，但并联系统的失效率则不是常数，而是时间的函数。
由此可见，两个单元的串联系统可靠度最低，并联系统可靠性是表决系统在可靠性方面优越性不大。
为了提高系统的可靠性，还可以贮存一些单元，以便当工作单元失效时，立即能由贮备单元接替，这种系统称为贮备系统。
贮备系统一般有冷贮备（无载贮备），热贮备（满载贮备），和所谓温贮备（轻载贮备）之分。
热贮备单元在贮备中的失效率和工作时一样，冷贮备单元在贮备中不会失效，而温贮备单元的贮备失效率大于零而小于工作失效率。
2024版可靠性工程师手册培训
2024/1/30
12
失效模式与影响分析（FMEA）
识别潜在失效模式
分析产品各组成部分可能发生的 失效模式。
确定风险等级
根据失效影响的大小和发生概率， 确定每种失效模式的风险等级。
分析失效影响
评估每种失效模式对系统功能、 安全性、经济性等方面的影响。
2024/1/30
制定预防措施
针对高风险失效模式，制定有效 的预防措施和应急预案。
可靠性工程师手册培训
2024/1/30
1
目 录
2024/1/30
• 可靠性工程概述 • 可靠性工程师职责与技能 • 产品可靠性设计与分析 • 过程控制与质量保证 • 试验、评估与改进策略 • 案例分析与实践经验分享 • 培训总结与展望
2
01
可靠性工程概述
2024/1/30
3
可靠性定义与重要性
2024/1/30
解决方案
采取设计改进、元器件替换、电磁兼容 性设计等措施，提高航电系统的可靠性。
2024/1/30
27
成功经验总结与启示
重视可靠性设计
在产品设计阶段就充分考虑可靠性因素，采用成 熟的设计方法和经验，减少设计缺陷。
加强工艺控制
制定严格的工艺规范和控制流程，确保产品制造 过程中的质量和可靠性。
ABCD
定期对质量保证体系进行内部审核和 外部评估，及时发现并改进存在的问 题。
19
05
试验、评估与改进策略
2024/1/30
20
可靠性试验类型及目的
环境应力筛选试验
通过施加环境应力，激发产品潜在缺陷，以便在早期阶段发现并排除。
2024/1/30
可靠性增长试验
可靠性工程的理论与应用研究
可靠性工程的理论与应用研究在现代工业生产中，可靠性工程是一个非常重要的领域，它关乎着产品的质量、生产的效率和企业的利润。
可靠性工程既是一门学科，也是一种方法和技术，涉及到生产过程中的诸多环节，如设计、制造、测试、维修等。
本文将就可靠性工程的理论和应用进行探讨。
一、可靠性工程的定义和目的可靠性工程是一门应用科学，它研究如何设计、制造、测试和维护具有高可靠性的工程系统和产品。
可靠性工程的主要目的是提高产品的寿命、可靠性和安全性，降低产品故障率和维修成本。
可靠性工程要求通过科学的方法和技术，提高产品的设计水平，增强生产的质量控制能力，建立健全的质量管理体系，推动企业可持续发展。
二、可靠性工程的基本理论1. 可靠性的定义与度量可靠性是指产品在规定的使用条件下，一定时间内能够完成规定功能的概率。
它是指产品的正确性、安全性和稳定性等特性的表现。
可靠性的度量可以采用故障率、平均故障间隔时间、失效率、可用性等指标。
2. 可靠性设计原则可靠性设计是指设计者在设计产品的过程中，要充分考虑产品的可靠性问题，尽可能地消除或降低产品失效或故障的可能性。
可靠性设计的原则包括：先进的设计思想和技术、合理的材料选用、严格的质量控制、充分的试验验证、合理的维修策略等。
3. 可靠性统计分析可靠性统计分析是对产品失效数据、维修数据、测试数据等进行分析和处理，以评估产品的可靠性水平，并找出导致产品失效和故障的原因和因素。
常用的可靠性统计分析方法包括冗余度分析、失效模式与影响分析（FMEA）、失效树分析等。
三、可靠性工程的应用1. 制造业在制造业中，可靠性工程主要应用于产品设计、原材料选用、生产工艺流程控制、质量监控、维修保养等环节。
可靠性工程能够帮助制造企业提高产品质量水平，缩短产品开发周期，降低生产成本，提高企业市场竞争力。
2. 能源工业在能源工业中，可靠性工程主要应用于电力、石油、天然气等能源的输送和供应系统，以保证能源的稳定供应和安全使用。
可靠性工程的评估报告
可靠性工程的评估报告可靠性工程是一门致力于提高产品或系统在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力的学科。
它对于保障产品质量、提升用户满意度、降低维护成本以及增强企业竞争力都具有至关重要的意义。
本评估报告旨在对可靠性工程的相关方面进行全面分析和评估。
一、可靠性工程的概念与重要性可靠性工程主要关注产品或系统在其整个生命周期内的可靠性表现。
这包括从设计阶段的可靠性设计，到制造过程中的质量控制，再到使用阶段的维护和故障预测。
通过采用各种技术和方法，如可靠性建模、故障模式与影响分析（FMEA）、可靠性试验等，来确保产品或系统能够稳定可靠地运行。
可靠性工程的重要性不言而喻。
首先，高可靠性的产品能够赢得用户的信任和市场份额。
在竞争激烈的市场环境中，消费者更倾向于选择那些性能稳定、故障率低的产品。
其次，可靠的系统能够减少维护成本和停机时间，提高生产效率和运营效益。
再者，对于一些关键领域，如航空航天、医疗、交通等，可靠性更是关系到生命安全和国家安全。
二、可靠性工程的评估指标为了准确评估可靠性工程的效果，需要建立一系列的评估指标。
常见的指标包括：1、可靠度（Reliability）：指产品或系统在规定条件下和规定时间内完成规定功能的概率。
2、平均故障间隔时间（MTBF）：衡量产品或系统两次故障之间的平均时间间隔。
3、故障率（Failure Rate）：单位时间内发生故障的概率。
4、维修性（Maintainability）：产品或系统在发生故障后，能够迅速、有效地进行维修恢复的能力。
5、可用性（Availability）：产品或系统在需要使用时能够正常工作的时间比例。
这些指标相互关联，共同反映了可靠性工程的水平。
三、可靠性工程的评估方法1、故障模式与影响分析（FMEA）FMEA 是一种前瞻性的分析方法，通过识别产品或系统可能出现的故障模式，评估其对系统性能的影响，并制定相应的预防措施。
它有助于在设计阶段就发现潜在的可靠性问题，并加以改进。
- 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)。
于多态事件较难处理；
(5)处理共因故障的工作量大，对于从属和相依故障则难以处 理； (6)在一般条件下，对待机储备和可修系统难以分析。
故障树分析的步骤
(2) 故障树的建造 故障树实际上就是系统故障的图示模型，绘制故障 树时，首先要按照系统的定义确定一个顶事件，然后使 用有关符号，从顶事件出发，分级分路通过有关逻辑门 及中间事件，直到基本事件，从而给出一棵倒立的树。 必须注意，能一次走一步，切勿跨越任何中间事件， 否则会带来错误的模型，导致错误结论。 通常，按照元部件的类别，可将故障树分为三种： 初级故障树； 次级故障树； 指令故障树。
关系，故障树用逻辑框图表示单元故障与系统故障间关
系。
可靠度是系统完成功能的概率，顶事件发生的概率是系
统故障或某一种故障发生的概率，是从系统功能成功和 失效两个不同的角度，对系统可靠性、安全性的定量描
述，之间存在着必然联系。
可靠性框图和故障树框图基本关系
A R=AB B
成功事件 R=AB
●
不成功事件
故障树的定性评价
(c) 共因 ( 或共模 ) 故障的敏感性。阶数高的最小割集， 如果各个元部件共因故障敏感性高，则其重要度就不一 定比其阶数低的最小割集的重要度小，部件的重要度与 共因故障的敏感性相关。如下图中 E1E2相乘失效率高于
E3或E4，说明E1E2的共因敏感性高。
(2)故障树的定量评价—得出三个定量结果
最小割集为： {X 6},{X1 X 2 X 3},{X 3 X 4},{X 4 X 5}
4、故障树的对耦树及其最小路集
系统可靠性设计中，要求系统在规定条件下和规定时间内能
够可靠地工作，而不希望出现的事件是不成功 ( 即故障 ) 的。
“故障”与“成功”具有对偶的性质。因此，通常每一个 “故障树”都可以找到与其对偶的“成功树”。 如果将故障树中不希望发生的顶事件改为希望能做到的 “成功”顶事件，同时将其中的或门改为与门，与门改为或 门，再将各基本事件都用其对偶事件来表示。把故障树转化 为其对偶树(即成功树，也可以认为是故障树的补)。
Z 1/(1 e
t
)
T 2 2 ( Z 1) /(Z 2 1)
T 0 T 1 T 2
7、故障树分析的优缺点
优点： (1)通过建树的过程可以全面了解系统的组成及工作情况，
并且能专门研讨某些系统特殊的故障问题；
(2)一切外部环境影响及人为失误等故障事件都可以都虑 在故障中； (3)可以利用演绎法帮助人们寻找故障原因所在； (4)故障树的图示模型可以给设计、使用和维修管理人员
1、门的符号—7个
逻辑门按照因果关系将各个有关事件连接起来，如下表。 一个门可以有一个或几个输入事件，但只能有一个输出事件。
门的符号
以上只有与门和或门是两种基本类型的 门，其他各种门都是这两种基本门的特殊情 况。
2、事件符号-7种
事件是故障树图形中的主体。按照事件的性质不同，其符号可 大致分为三类：
未作进一步分 解事件符号
指令故障树
指令故障往往是由于操作失误造成的。一般是属于 基本事件到顶事件不同级之间的中间事件。
故障树的评价
建立故障树之后，就可以根据故障树对整个 系统进行评价，并从中得到定性和定量的结果。
评价故障树的最好办法是利用它的最小割集。 一个割集定义为一组事件的集合，当这些事件全 发生时，顶事件必然发生。一个不能再进一步简 化的割集，称为最小割集。在一个最小割集中， 若缺少任何一个事件发生，就不能促使顶事件的 发生。
(1)故障树的定性评价—得出三个定性结果
(a)故障树的最小割集。这些最小割集是所有可能导致系统故障 (即顶事件发生)的部件故障的组合，它们不仅是定性评价的主要结 果，而且也是定量评价的基础。
24=16种 结果
故障树的定性评价
(b)定性的部件重要度。定性重要度给出每个元部件 对系统发生故障贡献大小的“定性等级”。在求得最小 割集之后，按其阶数(即组成最小割集的基本事件数)从 小到大顺序排列，就可得到有关元部件的定性重要度。 显然低阶割集的定性重要度比高阶割集的要大。如下图 故障树中，最小割集为：E1E2、E3、E4，一阶割集E3或 E4的重要度比二阶割集中E1E2的E1或E2要大。
A
B
可靠性框图中的“串联”转换为故障树中的“或门”，可靠性框图 中的“并联”转换为故障树中的“与门”。
可靠性框图和故障树框图基本关系
A C B D
0.03
5、顶事件概率的计算
求得故障树的最小割集或消除了割集中的重复事件，
可以估算顶事件发生的概率，对“或门”的处理利用一 般概率加法公式，对“与门”的处理利用概率乘法公式。
需要对其进行化简。可采用布尔代数化简法和矩阵排列 法。 (1)布尔代数化简法 用逻辑运算将复杂故障树化简。
(2)福塞尔法
原理：与门使割集的大小容量增加，或门使割集的数 量增加。
T
.
G1
+
G2
+
G3
X1
G4
X4
.
X3
.
X5
G5
+
X3
X2
X5
21
X 1 G5 X 3 X X X G 1 2 1 4 T G1 G2 G3 G2 X 3 X 5 G5 X 3 X3 X5 X4
X1 X 3 X 2 X X X X G X 1 5 3 1 3 5 X1 X 3 X 2 X X X1 X 4 1 4 X1 X 4 X 3 X 5 G5 X 3 X 3 X 5 X 2 X 3 X X 3 5 X3 X5 X5 X3 X3 X5 X4 X3 X5 X4
22
例题1
化简后的故障树
有重复故障树
例题2 试用布尔代数化简法和矩阵排列法，求下图故障树的 最小割集，并画出其等效故障树。
化简后的故障树
有重复故障树
习题
试用布尔代数化简法和矩阵排列法，求下图故 障树的最小割集，并画出其等效故障树。
习题
试用布尔代数化简法和矩阵排列法，求下 图故障树的最小割集，并画出其等效故障树。
初级故障树
凡元部件在设计参数范围内工作而失效时，称为初 级故障。仅用元部件初级可靠性参数建成的故障树，称 为初级故障树。
右图特征：所 有基本事件都 是通过或门达 到顶事件的， 从而任何一个 开关合不上 基本事件发生， 都会导致顶事 件发生。
次级故障树
凡是超出基本元部件失效以外所发生的故障，都属于 次级故障范畴。
提供一种修改设计和故障诊断的有效工具；
(5)故障树便于人们对系统进行定性或定量评价，且有选 择评价目标 ( 如可靠度、重要度 ) 和方法 ( 定性或定量 ) 的自由。
故障树分析的优缺点
缺点：
(1)工作量大，既不经济又费时间；
(2)容易疏忽或遗漏某些有用信息，另一方面，某些失效数据 又不能充分利用； (3)得到的结果不容易检查； (4)由于一般只考虑系统和元部件的成功与故障两种状态，对
第六章
故障树分析 事件树分析
故障树分析
1、 故障树图形的标志符号
故障树是一种图示模型，它的构造是使用各 种逻辑门按照系统与元件的因果关系组合而成的， 即从顶事件出发，通过中间事件到各个有关的基 本事件有机地连成一棵倒置的事件树， 可见故 障树本身只是表明一种事件的联系，也就是一个 定性的模型。
在建树之前，我们必须了解和熟悉在故障树 中经常使用的各种符号，它们是建立故障树的基 础。
部件的失效率都是常数； (3) 故障树中没有备份部件，也就
是没有重复事件；(4)基本失效事件是统计独立的。 故障树的或门相当于可靠性中的串联。设或门有 n 个输 入 事 件 ， 其 可 靠 度 均 为 指 数 分 布 ， 失 效 率 为 λ i ， i=1 ， 2，…，n，则或门输出事件的可靠度RS(t)为
顶事件失效的计算
i
1 Z 1 e t
顶事件失效的计算
p (t ) 2(Z 1) /(Z 2 1)
Z
1 1 e t 求左图中故障树顶事件的失效率。
已知系统工作到 t=1000h ，基本事件
的 失 效 率 为 λ1=λ2=λ3=λ4=λ5=0.0001/h 。
T 3 4 5 0.0002 T 1 1 2 0.0002
事件符号
第二类为中间事件符号，表中只有一个序号5的长方形 用来表示各种逻辑门输出的结果事件。 第三类为转称符号，表中序号6和7中的三角形均为此 类符号。6中三角形顶角上的一条直线表示输入，7中三角 形侧面的一条横线表示输出。
例题：
2/3表决系统的故障树可用下图表示。
TOP(顶事件) 顶事件
2/3
故障树的定量评价是要求出系统可靠性的定量结果，可
得出如下结果：
1)数值概率。 故障树是以顶事件的定量数据(如故障概率、失效率等)来做 最后评价的。在最小割集确定之后，找出元部件的故障概率， 求出最小割集事件发生的概率，最后计算系统故障概率 ( 即
顶事件发生的概率)。可采用直接分析解答法。
(2)故障树的定量评价—得出三个定量结果
左图为消除了重复事件的故障树， P(B)=0.05 ， P(C)=0.15 ， 且 A 、 B 、 C 事件的发生互不相容，求顶事 件发生的概率。
底事件发生的概率为： P(A)=0.02 ，
顶事件概率的计算
设左图为无重复故障树，并假定其中的全部基本事件
都是独立的，且P(Ai)=1/4，i=1,2,…,8，计算顶事件的概率。
第一类为初级事件符号，初级事件是指那些不需要再分解或由 于种种原因不能再做进一步分解的事件。序号1中的圆形表示基示 事件，它不需再做进一步分析；序号2中的菱形表示未做进一步分 解的事件，这是由于事件本身不明或缺少有关信息；序号3中的椭 圆形表示条件事件，常用作逻辑门(如禁止门)的特定条件；序号4中 的房形为外部事件(触发事件)，它是用来表示期望发生的事件。