可靠性设计准则(9)剖析
可靠性设计准则
可靠性设计准则1、新技术采用准则：实施合理的继承性设计，在原有成熟产品的基础上开发、研制新产品；尽量不使用不成熟的新技术、新工艺及新材料；新技术的采用必须有良好的预研基础，并按规定进行评审和鉴定。
2、简化设计准则：分析权衡产品功能，合并相同或相似功能，消除不必要功能；在满足技术指标前提下尽量简化设计方案，减少零部件的数量；尽量减少执行同一或相近功能的零部件、元器件数量；优选标准化程度高的零部件、紧固件、元器件、连接件等；最大限度采用通用组件、零部件、元器件，并尽量减少其品种；必须使故障率高、易损坏、关键件的单元具有良好互换性和通用性；产品修改时，不应改变其安装和连接方式以及有关部位的尺寸，使新旧可互换；设计须尽量使电路、结构简单的同时不给其他电路、结构增加不合理应力。
3、热设计准则：元器件布局时应考虑周围零部件热辐射影响，将发热较大器件尽可能分散;将热敏感器件远离热源或采取隔离（如电容器）；尽量采用温度漂移小的器件；尽量降低接触面的热阻——加大热传导的面积、增加传导器件之间的接触压力、接触面应平整光滑且必要时可在发热体表面涂上散热图层以增加黑度系数、在传导路径中不应有绝热或隔热件；应选用导热系数大的材料制造传导材料；尽量缩短热传导的路径（加大横截面）；接近高温区的所有器件均应采取防护措施（间隙及使用耐高温绝缘材料）；发热器件应尽可能置于上方，条件允许应处于气流通道上；发热量较大或电流较大元器件应安装散热器并远离其他器件；尽可能利用金属机箱或底盘散热。
4、容差设计准则：设计应考虑零部件元器件的制造容差、温漂、时漂的影响；对系统参数影响较大的器件应选用低允差和高稳定性器件；电路的阻抗匹配参数应保证在极限温度情况下电路工作稳定；对稳定性要求高的电路，应通过容差分析进行参数设计；正确选择元器件的工作点，使温度和使用环境的变化对电路影响最小。
5、机械环境设计准则：应使电路结构对机械环境的影响最小；元器件、材料的特性应满足产品的机械环境要求；细长或较重的元器件应予以固定，以防振动疲劳断裂；对振动和冲击强烈的部位应进行减震设计；接插件等可移动的点接触部位，应加固和锁紧，以免振动时接触不良；零部件应避免悬挂式安装，以防振动疲劳断裂；供导线通过的金属隔板孔必须设置绝缘套，导线不得沿锐边、棱角铺设，以防磨损；对于印制电路板应加固和锁紧，以免在振动时产生接触不良和脱开；继电器安装应使触电的动作方向与衔铁的吸合方向相同，尽量不要与振动方向一致；接插头处尽可能有支撑物；在绕曲与振动环境下，应尽量使用软导线。
GB元器件可靠性降额准则国家标准
元器件可靠性降额准则GJB/Z 35－931 范围1.1 主题内容本标准规定了电子、电气和机电元器件（以下简称元器件）在不同应用情况下应降额的参数及其量值；同时提供了若干与降额使用有关的应用指南。
1.2 适用范围本标准适用于军用电子设备的设计。
其它电子设备可参照使用。
2引用文件GJB450－88 装备研制与生产的可靠性通用大纲GJB451－90 可靠性维修性术语GJB/Z 299A－91 电子设备可靠性预计手册3定义除下列术语外，本标准所用的其他术语及其定义见GJB451。
3.1 降额derating元器件使用中承受的应力低于其额定值，以达到延缓其参数退化，提高使用可靠性的目的。
通常用应力比和环境温度来表示。
3.2 额定值rating元器件允许的最大使用应力值。
3.3 应力stress影响元器件失效率的电、热、机械等负载。
3.4 应力比stress ratio元器件工作应力与额定应力之比。
应力比又称降额因子。
4一般要求4.1 降额等级的划分通常元器件有一个最佳降额范围。
在此范围内，元器件工作应力的降低对其失效率的下降有显著的改善，设备的设计易于实现，且不必在设备的重量、体积、成本方面付出大的代价。
应按设备可靠性要求、设计的成熟性、维修费用和难易程度、安全性要求，以及对设备重量和尺寸的限制等因素，综合权衡确定其降额等级。
在最佳降额范围内推荐采用三个降额等级。
a.Ⅰ级降额Ⅰ级降额是最大的降额，对元器件使用可靠性的改善最大。
超过它的更大降额，通常对元器件可靠性的提高有限，且可能对设备设计难以实现。
Ⅰ级降额适用于下述情况：设备的失效将导致人员伤亡或装备与保障设施的严重破坏；对设备有高可靠性要求，且采用新技术、新工艺的设计；由于费用和技术原因，设备失效后无法或不宜维修；系统对设备的尺寸、重量有苛刻的限制。
b.Ⅱ级降额Ⅱ级降额是中等降额，对元器件使用可靠性有明显改善。
Ⅱ级降额在设计上较Ⅰ级降额易于实现。
引起装备与保障设施的损坏；有高可靠性要求，且采用了某些专门的设计；需支付较高的维修费用。
配电系统可靠性准则及规定
配电系统可靠性准则及规定一、电力系统可靠性准则的一般概念所谓电力系统可靠性准则，就是在电力系统规划、设计或运行中，为使发电和输配电系统达到所要求的可靠度满足的指标、条件或规定，它是电力系统进行可靠性评估所依据的行为原则和标准。
电力系统可靠性准则的应用范围为发电系统、输电系统、发输电合成系统和配电系统的规划、设计、运行和维修工作。
电力系统可靠性准则考虑的因素一般有：①电力系统发、输、变、配设备容量的大小；②承担突然失去设备元件的能力和预想系统故障的能力；③对系统的控制、运行及维护；④系统各元件的可靠运行；⑤用户对供电质量和连续性的要求；⑥能源的充足程度，包括燃料的供应和水库的调度；⑦天气对系统、设备和用户电能需求的影响等。
其中①、②、⑥等因素可由规划、设计来控制，其余各因素则反映在生产运行过程之中。
电力系统可靠性准则按其所要求的可靠度获取的方法、考虑的系统状态过程及研究问题的性质不同，有以下几种不同的分类方法：1.1. 概率性准则和确定性准则电力系统可靠性准则按其要求的可靠度获取的方法，分为概率性准则和确定性准则。
（1）概率性准则。
它是以概率法求得数字或参量来表示提供或规定可靠度的目标水平或不可靠度的上限值，如电力（电量）不足期望值或事故次数期望值。
因此，概率性准则又称为指标或参数准则。
此类准则又被构成概率性或可靠性评价的基础。
（2）确定性准则。
它采取一组系统应能承受的事件如发电或输电系统的某些事故情况为考核条件，采用的考核或检验条件往往选择运行中最严重的情况。
考虑的前提是如果电力系统能承受这些情况并保证可靠运行，则在其余较不严重的情况下也能够保证系统的可靠运行。
因此，确定性准则又称为性质或性能的检验准则。
此类准则是构成确定性偶发事件评价的基础。
概率性准则较之确定性准则考虑更为广泛，用概率法求得的可靠性指标可以得出对事故风险度的较佳估计。
1.2. 静态准则和暂态准则电力系统可靠性准则按照电力系统的动态过程和静态过程的不同，可分为暂态准则和静态准则。
航天电子元器件可靠性设计与分析
航天电子元器件可靠性设计与分析摘要：电子元器件作为航天产品基础组成部分，其质量与可靠性是影响航天产品研发成败的重要因素之一。
提高航天型号产品可靠性，必须提高电子元器件的可靠性。
本文概述了国内外电子元器件可靠性的研究进程，同时对电子元器件的固有可靠性设计和使用可靠性设计进行分析并制定措施，进一步提高电子元器件的可靠性，从根本上保证今后航天型号产品的高可靠性。
关键词：航天电子元器件；可靠性设计；分析1国内电子元器件可靠性研究情况20世纪70年代，航天部门率先提议严格电子元器件筛选。
1978年，鉴于型号任务的需要，航天工业部编制了《电子元器件优选手册》。
1993年，由于通信卫星工程及武器型号研制的需要，航天工业总公司编制了《电子元器件选用目录》。
1997年，根据载人航天工程和型号任务的需要，航天工业总公司编制了新版的《电子元器件选用目录》。
2000年1月6日，中国航天科技集团公司元器件可靠性专家组在北京召开成立大会。
该专家组的成立，促进了元器件可靠性的发展，对今后元器件的高可靠性具有深远意义。
为了编制新的适应当前型号任务需要的电子元器件选用目录，通过调研各院所和生产单位，收集并分析大量资料和手册，于2003年7月2日，航天科技集团公司发布《航天型号电子元器件选用目录》。
在源头上将元器件的选用规范化落到实处，提高型号质量及可靠性。
2航天对电子元器件的特殊要求2.1高可靠性根据元器件环境试验的数据，如果某批电子元器件在实验室条件下出现故障的可能性为1，那么在飞机使用条件下的可能性则为6.5，而在火箭使用条件下则为80。
正是这种使用条件的不同，对电子元器件失效率要求也不同，家用电视机要求器件失效率为100非特～500非特，地面通讯设备要求器件失效率为20非特～200非特，而航天飞行器按照长期、中期、短期工作寿命而要求器件失效率分别为1非特，10非特，100非特。
因此，实现元器件的高可靠性，是航天工程和国防建设的需要。
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WORD 完满格式编写一、靠谱性概论靠谱性工程的发展及其重要性1、靠谱性工程发源与第二次世界大战（日本，齐藤善三郎）。
20 世纪 60 年月是靠谱性全面发展的阶段， 20 世纪 70 年月是靠谱性发展步入成熟的阶段， 20 世界80年月是靠谱性工程向更深更广的方向发展。
2、1950 年 12 月，美国成立了“电子设施靠谱性特意委员会”，1952年8月，组成“电子设施靠谱性咨询组（ AGREE），1957 年 6 月发布《军用电子设施靠谱性》，标记着靠谱性已经成为一门独立的学科，是靠谱性发展的重要里程碑。
3、靠谱性工作的重要性和紧急性：①武器装备的靠谱性是发挥作战效能的重点，民用产品的靠谱性是用户满意的重点②成为参加国际竞争的重点要素③是影响公司盈余的重点④是影响公司创立品牌的重点⑤是实现由制造大国向制造强国转变的必由之路。
4、靠谱性重点产品是指一旦发生故障会严重影响安全性、可用性、任务成功及寿命周期花费的产品、价钱昂贵的产品。
靠谱性定义及分类1、产品靠谱性指产品在规定的条件下和规定的时间内，达成规定功能的能力。
概率胸怀成为靠谱度。
2、寿命剖面是指产品从制造到寿命终结或退出使用这段时间内所经历的所有事件和环境的时序描绘，包含一个或几个任务剖面。
任务剖面是指产品在达成规定任务这段时间内所经历的事件和环境的时序描绘。
3、产品靠谱性可分为固有和使用靠谱性，固有靠谱性水平必定比使用靠谱性水平高。
产品靠谱性也可分为基本靠谱性和任务靠谱性。
基本靠谱性是产品在规定条件下和规准时间内无故障工作的能力，它反应产品对维修资源的要求。
任务靠谱性是产品在规定的任务剖面内达成规定功能的能力。
同一产品的基本靠谱性水平必定比任务靠谱性水平要低。
故障及其分类1、故障模式是指故障的表现形式，如短路、开路、断裂等。
故障机理是指惹起故障的物理、化学或生物的过程。
故障原由是指惹起故障的设计、制造、使用和维修等有关的原由。
2、非关系故障是指已经证明未按规定的条件使用而惹起的故障，或已经证明仅属某项将不采纳的设计所惹起的故障，关系故障才能作为评论产品靠谱性的故障数。
可靠性设计准则(9)剖析
3.8、液压件设计
1）液压附件、导管及连接件与操纵系统的钢索和联动装置 至少相距25mm；所有接头和连接点离开交叉点至少50mm。 液压管路与电气线路至少相距50mm，且液压管路应装在电 气线路的下方。要固定交叉的液压管路，并至少保持6mm的 距离。 2）在两个刚性连接中间的软管可根据需要加上必要的支承， 但不能用紧而硬的卡箍在外径上进行刚性固定。如两个刚性 连接中间的软管必须做轴向移动，在中间只能采用如滑动尼 龙块型卡箍那样型式的固定装置，这种装置不会使软管管套 磨坏。 3）为减少接头数量，减轻重量，减少泄漏点，应使接头间 的导管尽可能长一些。 4）直接头、弯接头、三通接头等零件一端或另一端的管路 在150mm内应有支承。 5）旋转接头的设计应尽可能地考虑液压平衡，以减小接合 处的磨损和消除端部载荷。
3.4.2.防盐雾腐蚀设计 防止盐雾导致的电化学腐蚀、电偶腐蚀、 应力腐蚀、晶间腐蚀，均匀氧化等。 3.4.3.防霉菌设计 （a）采用防霉剂处理零部件或设备。 （b）设备、部件密封，并且放进干燥剂，保 持内部空气干燥。 （c）在密封前，材料用足够强度的紫外线辐 照，防止和抑杀霉菌。
3.5.抗冲击、振动和噪声设计 （1）抗冲击、振动和噪声设计的主要方法
（h）不允许倒装或不允许旋转某一部位安装的零件，应采 用非对称安装结构。 （i）左、右(或上、下)及周向对称配置的零部件，应尽可能 设计成能互换的；若功能上不互换，则应在结构、联接上采 取措施，使之不会装错。 （j）在安装时可能发生危险事件的部位，须设危险警告标 志。 （k）安装部位应提供自然或人工的适度照明条件。 （l）应采取措施，减少系统、设备、机件的振动，避免安 装人员在超出有关规定标准的振动条件下工作。 （m）避免在两个刚性支承接头之间安装直导管。 （n）在两个允许有相对运动的接头之间不应采用铝导管。 （o）液压管路要远离人员所处的位置。 （p）液压管路必须远离排气管道、热总管、电气线路、无 线电线路、氧气管道、各种设备和绝缘材料。在所有场合下， 为防止导管泄漏引起着火，液压管路都要位于上述各种装置 之下。
剖析输电网规划在电力系统中的可靠性
文 献 标 识 码 ： Ａ
பைடு நூலகம்
１电网规划概述 在 管制的环境 下， 电计 划 的 目标， 要确 输 是 保 系统尽 可能高的可靠性 。与解 除管制的环境 相 比， 规划过程 中相 对 较少 的经济关 注因 为 在 规划 者往往不担心如何弥 补投资 。规划者基于 所 有 的现有 历史 数据 制 定 出选择 性 的扩 展规 划 。在规划 中可 选择的规划将在不同的系统方 案 中测 试以完成其他 的 日 和约束 。可接受 的 标 鲁俸性规划 ＇ 在所有各种设想和考虑条件下应能 提供可靠 的负载 。规划者在所有 鲁棒 ｝规划 中 生 选择相 对投资最小规划作 为最终扩展规划 。在 解 除管制 的环境 下流 争创造 了一个竞争 的电力 市场 。因此规 划 者需要考虑的不仅仅是 系统可 靠性 约束还要考虑经济 和金 融的限制 。在一个 竞争 的电力市场下 ， 电力系统规划不再是一个计 划 相 反庀 是一个 扩展战略。 １ ． １电力系统可靠性 可 靠性作 为 电力商 品的重 要属 性之 一， 直 接影响用 户在市 场环境 下的选择经济行 为同 时 也直接关 系到 电价 的制定 和输 电投资者 的收益 状况 。可靠性可 以被看作是在给客户提供满意 品质 的持续服务的保 证程度 。按 可接受标准和 期望数 量向供 电点供应 电力和电能量 的能力 的 度量可 包括充裕 和安全 ｌ两方面 。充裕性指 生 标 反映在研究时间段 内发输 电系统在静态条件 下 系统容量满 足负荷 电力和电能量需求 的程 度， 而安全 性指 标主 要从 系统的 动态 特 性角 度 出 发 。充裕， 与静态 条件， 中并不 包括 系统紊 是 其 乱 。 全． 到在系统内 安 涉及 系统对 出现扰动 的反 应能力 。 从 目前可靠性评 价技术考虑 ， 电网规划 在 中一 般考虑充裕性 的可靠性 指标 。缺乏运行 的 发 电容量， 以打 破供需平衡 ， 导致 负荷脱落 ， 可 将 像发 电系统有 限的运输能力将 导致过 负荷。 换 句话说 好 的电力系统可靠性评估可以为最小 化 系统 中断的可能性 提高更 有效的解 决方案。 １ 电力系统不确定性 ． ２ Ｋｉｔ ｎ ｈ 中定义不确定性是 指随机性与不可 ｇ 知 的概率 。不确定性在 电力 系统规划里包括 ： 天 气 、 求增长 、 需 燃料 成本， 周期， 影响， 建设 市场 社 会环境经 济增长， 其他参 与者行 动等。 与传统 管制环境 相 比， 解除管制 的电力市 场 环境 带来 了更多 随机 的 、 随机的以及具有 非 模糊性 的不确定性 因素 对 系统规划提 出更高的 要求 。市场环境下与 电网规 划相关 的不确定 因 素 主要表 现在 以下几 个方面① 与发 电侧相关的 不 确定性； 与负荷 相关 的不 确定 性； 系统潮 ② ③ 流 的不确定 性 投 资 回报 的不 确定性 ； 其他 ⑤ 方 面的不确定 性， 主要包括输 电环节 的不确定 性， 市场不确定性和具有模糊特 ｝ 生的不确定性 。 １ ． ３经济分析 在竞争的市场 中， 为保持系统 足够 的运行
机械优化设计试卷期末考试及答案
第一、填空题1.组成优化设计的数学模型的三要素是 设计变量 、目标函数 和 约束条件 。
2.可靠性定量要求的制定，即对定量描述产品可靠性的 参数的选择 及其 指标的确定 。
3.多数产品的故障率随时间的变化规律，都要经过浴盆曲线的 早期故障阶段 、 偶然故障阶段 和 耗损故障阶段 。
4.各种产品的可靠度函数曲线随时间的增加都呈 下降趋势 。
5.建立优化设计数学模型的基本原则是在准确反映 工程实际问题 的基础上力求简洁 。
6.系统的可靠性模型主要包括 串联模型 、 并联模型 、 混联模型 、 储备模型 、 复杂系统模型 等可靠性模型。
7. 函数f(x 1,x 2)=2x 12 +3x 22-4x 1x 2+7在X 0=[2 3]T 点处的梯度为 ，Hession矩阵为 。
（2.）函数()22121212,45f x x x x x x =+-+在024X ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦点处的梯度为120-⎡⎤⎢⎥⎣⎦，海赛矩阵为2442-⎡⎤⎢⎥-⎣⎦8.传统机械设计是 确定设计 ；机械可靠性设计则为 概率设计 。
9.串联系统的可靠度将因其组成单元数的增加而 降低 ，且其值要比可靠度最低 的那个单元的可靠度还低。
10.与电子产品相比，机械产品的失效主要是 耗损型失效 。
11. 机械可靠性设计 揭示了概率设计的本质。
12. 二元函数在某点处取得极值的充分条件是()00f X ∇=必要条件是该点处的海赛矩阵正定。
13.对数正态分布常用于零件的 寿命疲劳强度 等情况。
14.加工尺寸、各种误差、材料的强度、磨损寿命都近似服从 正态分布 。
15.数学规划法的迭代公式是 1k k k k X X d α+=+ ，其核心是 建立搜索方向， 和 计算最佳步长 。
16. 模型求解 两方面的内容。
17.无约束优化问题的关键是 确定搜索方向 。
18.多目标优化问题只有当求得的解是 非劣解 时才有意义，而绝对最优解存在的可能性很小。
19.可靠性设计中的设计变量应具有统计特征，因而认为设计手册中给出的数据范围涵盖了均值左右 3σ 的区间。
轨道车辆结构可靠性分析与优化设计方法
利用计算机仿真技术，对产品进行性能仿 真和可靠性评估，进行优化设计。
利用人工智能技术，对产品进行智能优化 设计。
可靠性优化设计流程
进行可靠性分析
对产品的可靠性进行定量或定 性分析。
进行设计优化
对设计方案进行优化，提高产 品的可靠性和经济性。
确定设计目标
明确产品的性能要求和可靠性 要求。
提出设计方案
3
可靠性优化设计的基本原则
在满足性能要求的前提下，提高产品的可靠性和 经济性。
可靠性优化设计方法
基于概率的优化设计方法
基于失效模式的优化设计 方法
基于仿真的优化设计方法
基于人工智能的优化设计 方法
利用概率论和数理统计方法，对产品进行 可靠性分析和优化设计。
通过对产品进行失效模式分析，找出产品 的薄弱环节辆结构可靠性提升措施
加强车辆维护保养
定期对轨道车辆进行维护 保养，及时发现并处理潜 在的结构可靠性问题，延 长车辆的使用寿命。
引入先进技术
积极引进和应用先进的结 构可靠性分析技术和优化 设计方法，不断提高轨道 车辆的结构可靠性水平。
提高设计标准
制定更高的结构设计标准 ，从源头上提高轨道车辆 的结构可靠性，确保其在 服役过程中安全可靠。
故障树分析是通过分析产品故 障模式，找出故障原因，为改 进产品设计提供依据。
事件树分析是通过分析产品在 各种条件下的响应，评估产品 的可靠性。
02
可靠性优化设计
优化设计概述
1 2
可靠性定义
产品在规定条件和规定时间内完成规定功能的能 力。
可靠性分析的重要性
确保产品的安全性和稳定性，提高产品的性能和 寿命。
轨道车辆结构可靠性分析
可靠性设计准则(9)
3.2.冗余设计
（a）当简化设计、降额设计及选用的高可靠性的零 部件、元器件仍然不能满足任务可靠性要求时，则 应采用冗余设计。 （b）在重量、体积、成本允许的条件下，选用冗 余设计比其它可靠性设计方法更能满足任务可靠性 要求。 （c）影响任务成功的关键部件如果具有单点故障模 式，则应考虑采用冗余设计技术。 （d）硬件的冗余设计一般在较低层次(设备、部件) 使用，功能冗余设计一般在较高层次进行(分系统、 系统)。 （e）冗余设计中应重视冗余转换的设计。在进行切 换冗余设计时，必须考虑切换系统的故障概率对系 统的影响，尽量选择高可靠的转换器件。 （f）冗余设计应考虑对共模／共因故障的影响。
（d）抗振设计。如：改变安装部位；提高零部件 的安装刚性；安装紧固；采用约束阻尼处理技术； 采用部件密封；防止共振等。
（2）部分具体设计准则（不限于以下条款）
（a）当激振频率很低时，应增强结构的刚性，提高 设备、零部件及元器件的固有频率与激振频率的比 值，以使设备和元器件的固有频率远离共振区。
（b）电子元器件的引线应尽量短，以提高固有频 率。
3.6.稳定性设计
在进行非电产品可靠性设计过程中，应 该运用稳健性设计方法，减少产品质量特性 波动、提高产品抗干扰能力。采用正交表安 排试验方案，通过对各种试验方案的统计分 析，找出抗干扰能力强、调整性好、性能稳 定、可靠的设计方案。
3.7.安装设计
（a）各零部件、元器件、组件(特别是易损件和常拆件)的安 装要简便，安装件周围要有足够的空间。 （b）系统、设备、组件的配置应根据其故障率高低、尺寸 和重量以及安装特点等统筹安排。尽量做到在安装时不拆卸、 不移动其它部分，在必须拆卸和移动其它部分时，要满足操 作简便的要求。 （c）功能相同且对称安装的部、组、零件，应设计成可互 换通用。修改设计时，应考虑同型号先后产品的替换性。 （d）安装人员的操作和工作应按逻辑和顺序安排。 （e）安装对象和安装设备应使安装人员经过适当培训即能 适应安装工作。 （f）安装规程和方法应简单、明确、有效并尽量图解化， 使安装人员易于理解和记忆。 （g）应避免或消除在安装操作时发生人为差错的可能，即 使发生差错也能容易发觉。外形相近而功能不同或安装时容 易发生差错的零、部件，应从结构上加以限制或有明显的识 别标记。
可靠性设计技术工作规范
本规范规定了可靠性设计大纲、工作计划编制的相关要求。
本规范规定了可靠性设计准则、原则与方法的相关要求。
GJB450A-2004 GJB841-1990 GJB899A-2022 GB/T7826-20012装备可靠性工作通用要求故障报告、分析和纠正措施系统可靠性鉴定和验收试验系统可靠性分析技术――失效模式和影响分析(FMEA)程序可靠性(Reliability)指产品(包括零件和元器件、整机设备、系统)在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。
可靠性指标主要反映产品或者设备的可靠性( Reliability)，可靠性是部件( Part)、元件 (Component)、产品(Product)或者系统(System)的完整性的最佳数量的度量。
平均故障间隔时间又称平均无故障时间 (Mean Time Between Failure，MTBF) 指可修复产品两次相邻故障之间的平均时间，是衡量一个产品的可靠性指标。
可靠性设计(Reliability Design)，即根据可靠性理论与方法确定产品零部件以及整机的结构方案和有关参数的过程。
设计水平是保证产品可靠性的基础。
可靠性设计，在产品设计过程中，为消除产品的潜在缺陷和薄弱环节，防止故障发生，以确保满足规定的固有可靠性要求所采取的技术活动。
可靠性设计是可靠性工程的重要组成部份，是实现产品固有可靠性要求的最关键的环节，是在可靠性分析的基础上通过制定和贯彻可靠性设计准则来实现的。
为了保证产品满足规定的可靠性要求而制定的一套文件，包括可靠性设计组织机构及其职责，要求按进度实施的工作项目、工作程序和需要的资源等。
目的和任务目标可靠性指标及定义工作组织及其职责可靠性工作项目及其实施表(见附表 1)可靠性设计的目的是在综合考虑产品的性能、可靠性、费用和设计等因素的基础上，通过采用相应的可靠性设计技术，使产品的寿命周期内符合所规定的可靠性要求。
系统可靠性设计的主要任务是：通过设计，基本实现系统的固有可靠性。
可靠性设计原则1000条（完整版，建议收藏）
可靠性设计原则1000条（完整版，建议收藏）A1 在确定设备整体方案时，除了考虑技术性、经济性、体积、重量、耗电等外，可靠性是首先要考虑的重要因素。
在满足体积、重量及耗电即是数条件下，必须确立以可靠性、技术先进性及经济性为准则的最佳构成整体方案。
A2 在方案论证时，一定要进行可靠性论证。
A3 在确定产品技术指标的同时，应根据需要和实现可能确定可靠性指标与维修性指标。
A4 对己投进使用的相同（或相似）的产品，考察其现场可靠性指标，维修性指标及对这两种备标的影响因素，以确定进步当前研制产可靠性的有效措施。
A5 应对可靠性指标和维修性指标进行公道分配，明确分系统（或分机）、不见、以至元器件的的可靠性指标。
A6 根据设备的设计文件，建立可靠性框图和数学模型，进行可靠性预计。
随着研制工作深进地进行，预计于分配应反复进行多次，以保持其有效性。
A7 提出整机的元器件限用要求及选用准则，拟订元器件优选手册（或清单）A8 在满足技术性要求的情况下，尽量简化方案及电路设计和结构设计，减少整机元器件数目及机械结构零件。
A9 在确定方案前，应对设备将投进使用的环境进行具体的现场调查，并对其进行分析，确定影响设备可靠性最重要的环境及应力，以作为采取防护设计和环境隔离设计的依据。
A10 尽量实施系列化设计。
在原有的成熟产品上逐步扩展，抅成系列，在一个型号上不能采用过多的新技术。
采用新技术要考虑继续性。
A11 尽量实施同一化设计。
凡有可能均应用通用零件，保证全部相同的可移动模块、组件和零件都能互换。
A12 尽量实施集成化设计。
在设计中，尽量采用固体组件，使分立元器件减少到最小程度。
其优选序列为：大规模集成电路-中规模集成电路-小规模集成电路-分立元器件A13 尽量不用不成熟的新技术。
如必须使用时应对其可行性及可靠性进行充分论证，并进行各种严格试验。
A14 尽量减少元器件规格品种，增加元器件的复用率，使元器件品种规格与数目比减少到最小程度。
可靠性知识总结
第一章可靠性概述1.1 可靠性的内涵1.1.1 产品可靠性的定义可靠性的定义：指产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力。
产品可靠性定义的三个要素是：“规定条件”、“规定时间”和“规定功能”。
“规定条件”指产品使用时的环境条件和工作条件。
“规定时间”指产品规定了的任务时间。
“规定功能”指产品规定了的必须具备的功能及其技术指标。
1.1.2 可靠性与质量的关系现代质量观念认为，质量包含了系统的性能特性、专门特性、经济性、时间性、适应性等方面。
是系统满足使用要求的特性总和。
（如下图所示[1]）图性能特性、专门特性及其权衡随着现代工程系统的复杂化，系统的专门特性显得更加重要。
1.1.3 可靠性与系统工程的关系1.2 可靠性基本概念1.2.1 故障的定义与分类（1）有关的几个定义故障——产品不能完成规定的功能或存在不能年规定要求工作的状态。
[2]失效——产品丧失规定的功能。
[2]缺陷——产品的质量特性不满足预期的使用要求，随时间（或工作）过程可能发展成各类故障。
[2]故障模式——故障的表现形式。
[1]故障机理——引起故障的物理、化学变化等内在原因。
[1]（2）故障的分类按故障的规律分：偶然故障与渐变故障。
偶然故障是由于偶然因素引起的，只能通过概率统计的方法来预测。
渐变故障是通过事前的检测或监测可以预测到的故障，是由于产品的规定性能随使用时间的增加而逐渐衰退引起的，对电子产品又叫漂移故障。
按故障的后果分：致命性故障与非致命性故障。
按故障的统计特性分：独立故障与从属故障。
不是由另一产品故障引起的故障称为独立故障，反之称为从属故障。
按关联、非关联分：关联故障与非关联故障。
与产品本身有关联。
预期在规定的使用条件下可能发生的任何故障叫关联故障，在解释试验结果或计算可靠性特性值时必须计入；与产品本身无关，预期在使用条件下不可能发生的任何故障叫非关联故障，在解释试验结果或计算可靠性特征量时不应计入。
按责任、非责任分：责任故障与非责任故障。
FMEA普通版公开课获奖课件
辨认产品或过程失效模式 估计涉及特殊原因旳风险 减小风险旳措施优先排序 评价产品旳设计验证计划 拟制目前旳过程控制计划
2024/10/2
37
10 FMEA 旳类别
System-FMEA Design-FMEA Process-FMEA
2024/10/2
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FMEA旳作用
2024/10/2
39
FMEA 旳作用
则2024完/10/毕2 这个事件总旳措施有 N = P1 X P2 X P3 X P4,…. 7
B
A
2024/10/2
1+1+1=3 8
A
2024/10/2
B
2
3x2=6
3
C
9
3
B
D
2
3x2x3=18
A
2024/10/2
3
C
10
回忆二个定理
加法定理: 假如要完毕一种事件,有若干种措施n1,n2,n3,n4,…. 则完毕这个事件总旳措施有 N = n1+n2+n3+n4+ ….
旳过程控制特征
Manufacture
characteristic MC
料 Material
CC Control
机 Machine
KCC (Key)
SCC （Standard)
人 Man
KCC
KCC KCC
2024/10/2
KCC
KCC KCC
环 Environment 测 Measure 法 Method
——美国汽车工业行动集团（AIAG）
VDA6.1质量体系审核
2024/10/2
——德国汽车工业联合会（VDA）
军工产品的六性策划与设计
输出
维修性大纲
方案设计审查意见
维修性设计报告
初样机设计审查意见 维修性分析评价报告 设计定型审查意见
28
保障性工作项目
• 依据GJB 3872-99《装备综合保障通用要求》（13项）
• 综合保障的规划与管理 • 制定综合保障计划 • 制定综合保障工作计划 • 综合保障评审 • 对转承制方和供应方的监督与控制
维修性、保障性、测试性、安全性、环境适应性等专业工 程技术进行产品设计和开发。” • 7.3.3“设计和开发输出”：“适用时，给出可靠性、维 修性、保障性、测试性、安全性和环境适应性等设计报 告。” • 7.3.4“设计和开发评审”：“必要时，进行可靠性、维 修性、保障性、测试性、安全性、环境适应性等专题评 审。”
军工产品“六性”策划与设计
S
1
主要内容
• 1 “六性”概念及工作内容 • 2 “六性”策划 • 3 可靠性设计 • 4 “六性”设计
S
2
1 “六性”概念及工作内容
S
3
“六性”概念
• 依据GJB 451A-2005《可靠性维修性保障性术语》
• 可靠性：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。
– 维修时间参数，如平均修复时间（MTTR）、系统平均恢复时间 （MTTRS）、平均预防性维修时间（MPMT）等。
– 维修工时参数，如维修工时率（MR）。
– 测试诊断类参数，如故障检测率（FDR）、故障隔离率（FIR）、 虚警率（FAR）、故障检测隔离时间（FIT）等。
• 定性要求：为使产品维修快速、简便、经济，而对产品设 计、工艺、软件及其他方面提出的要求，一般包括可达性、 互换性与标准化、防差错及识别标志、维修安全、检测诊 断、维修人素工程、零部件可修复性、减少维修内容、降 低维修技能要求等方面。
可靠性设计优化.
由式(9-14) 、式(9-15)得
R R rj ri Rj Ri
,
ri
R
Rj
i
rj
26
所以提高 ri 的成本
Ci Ri Ci Ri Ci ri rj C j rj Rj C j Rj
(9-16)
由式（８-16）可知，如果Ci Ri C j R j ， 则Ci ri C j r j ，提高 Ri 可靠度效益最好。 如果 Ci Ri C j R j，则 Ci ri C j rj ，说明提高Ri 可靠度效益最好。总之，对于串联系统， 应取可靠度与单位成本乘积最小的部件改 善可靠度最有利。
n
最小的问题即为如下最优化问题。 假设 R1 R2 Rn 。 n 目标函数 *
min G( Ri , Ri )
i 1
约束条件
R
i 1
n
* i
R
*
（9-1）
15
则上述规划问题有如下唯一解
（9-2） k0 的 其中 k0 是使（9-3）成立的 j 的最大值， 求解以满足下式
G( x, y) G( y, z) G( x, z) ( x y z)
G(0, y) 具有导数h( y ) ,以使 yh( y) 随y严格 （4） 递增 (0 y 1) 。
14
把 Ri 提高到R (i 1,2,, n) ，使努力函数
* i
* G ( R , R i i) i 1
* * * 1 2 n
21
二、系统可靠性最优改进 若第i个部件的可靠度为 Ri (1,2,, n) ， 则系统可靠度
R Ri
i 1
n
机电设备可靠性设计准则1000条
机电设备可靠性设计准则1000条A2 在方案论证时，一定要进行可靠性论证。
A3 在确定产品技术指标的同时，应依照需要和实现可能确定可靠性指标与修理性指标。
A4 对己投入使用的相同（或相似）的产品，考察其现场可靠性指标，修理性指标及对这两种备标的阻碍因素，以确定提高当前研制产可靠性的有效措施。
A5 应对可靠性指标和修理性指标进行合理分配，明确分系统（或分机）、不见、以至元器件的的可靠性指标。
A6 依照设备的设计文件，建立可靠性框图和数学模型，进行可靠性估量。
随着研制工作深入地进行，估量于分配应反复进行多次，以保持其有效性。
A7 提出整机的元器件限用要求及选用准则，拟订元器件优选手册（或清单）A8 在满足技术性要求的情形下，尽量简化方案及电路设计和结构设计，减少整机元器件数量及机械结构零件。
A9 在确定方案前，应对设备将投入使用的环境进行详细的现场调查，并对其进行分析，确定阻碍设备可靠性最重要的环境及应力，以作为采取防护设计和环境隔离设计的依据。
A10 尽量实施系列化设计。
在原有的成熟产品上逐步扩展，抅成系列，在一个型号上不能采纳过多的新技术。
采纳新技术要考虑继承性。
A11 尽量实施统一化设计。
凡有可能均应用通用零件，保证全部相同的可移动模块、组件和零件都能互换。
A12 尽量实施集成化设计。
在设计中，尽量采纳固体组件，使分立元器件减少到最小程度。
其优选序列为：大规模集成电路-中规模集成电路-小规模集成电路-分立元器件A13 尽量不用不成熟的新技术。
如必须使用时应对其可行性及可靠性进行充分论证，并进行各种严格试验。
A14 尽量减少元器件规格品种，增加元器件的复用率，使元器件品种规格与数量比减少到最小程度。
A15 在设备设计上，应尽量采纳数字电路取代线性电路，因为数字电路具有标准化程度高、稳固性好、漂移小、通用性强及接口参数易匹配等优点。
A16 依照经济性及重量、体积、耗电约束要求，确定设备降额程度，使其降额比尽量减小，便不要因选择过于保守的组件和零件导致体积和重量过于庞大。
可靠性设计准则
×××产品可靠性设计准则本文件规定了×××产品及相关设备及其它各系统可靠性、安全性设计的一般准则和通用要求，×××产品及相关设备可靠性设计和评审的依据之一。
可靠性设计准则1 范围1 主题内容本文件规定了 ×××产品 及相关设备各系统可靠性设计的一般准则和通用要求，它是 ×××产品 及相关设备可靠性设计和评审的依据之一。
适用范围本文件适用 ×××产品 及相关设备的整机、系统和设备的可靠性设计。
2 引用文件××××× 《×××系统研制总要求》GJB151-1986 军用设备和分系统电磁发射和敏感要求GJB813-1990 可靠性模型的建立和可靠性预计GJB1032-1990 电子产品环境应力筛选GJB1389-1992 系统电磁兼容性要求GJB1391-1992 故障模式、影响及危害性分析程序GJB/Z27-1992 电子设备可靠性热设计手册GJB/Z35-1993 元器件降额准则GJB/Z768A-1998 故障树分析GJB/Z102-1997 软件可靠性和安全性设计准则HB6429-1990 零部件控制大纲××××× ×××产品可靠性大纲××××× ×××产品软件可靠性工程管理规定3. 一般要求3.1 在整机、系统和设备的设计中，应对性能、体积、可靠性、安全性、维修性及经济性等进行全面的权衡分析，以确定最佳方案。
3.2 应根据 ×××《 ×××型机研制总要求》中规定的可靠性定量要求逐级分配可靠性指标。
可靠性设计基本准则
可靠性设计基本准则可靠性设计基本准则1 概述可靠性设计是为了在设计过程中挖掘和确定隐患（和薄弱环节），并采取设计预防和设计改进措施有效地消除隐患（和薄弱环节）。
而要提高产品的固有可靠性，只有通过各种具体的可靠性设计方法。
1.1 含义可靠性设计准则是把已有的、相似的产品的工程经验总结起来，使其条理化、系统化、科学化，成为设计人员进行可靠性设计所遵循的原则和应满足的要求。
1.2 意义和作用可靠性设计准则是进行可靠性定性设计的重要依据。
在可靠性设计工作中,当产品的可靠性要求难于规定定量要求时,就应该规定定性的可靠性设计要求，为了满足定性要求，必须采取一系列的可靠性设计措施,而制定和贯彻可靠性设计准则是一项重要内容。
贯彻设计准则可以提高产品的固有可靠性。
产品的固有可靠性是设计和制造赋予产品的内在可靠性，是产品的固有属性。
而设计准则是设计人员在可靠性设计中必须遵循的原则。
按此准则设计，就可以避免一些不该发生的故障，从而提高产品的可靠性。
可靠性设计准则是使可靠性设计和性能设计相结合的有效办法。
在设计过程中，设计人员只要认真贯彻设计准则，就能把可靠性设计到产品中去，从而提高产品的可靠性。
工程实用价值高，费效比低。
可靠性设计准则主要是经验的积累，不需要花费金钱去做试验或进行复杂的数学运算。
但贯彻了设计准则，避免不少故障的发生，取得的效益是很大的，因此它的费用比较低。
1.3 可靠性设计准则的主要内容可靠性设计准则的内容很多，主要包括以下几个方面：·环境防护设计·简化设计·降额设计·热设计·密封设计·新技术采用原则·机械可靠性设计·节能环保设计·安全性设计·工艺可靠性设计·维修性设计2 可靠性设计准则的内容细分2.1 环境防护设计环境条件是指产品在贮存、运输和使用过程中可能遇到的一切外界影响因素。
主要环境因素a)气候环境温度（高低温）、湿度、气压（海拔高度）、太阳辐射（如紫外线）、风力等级、降水、降雪、冰冻、雨露、雾、霜等。