可靠性试验及加速寿命试验技术.

可靠性试验及加速寿 命试验技术
航天一院702所
李宪珊 研究员
第一讲
可靠性试验
航天一院702所
李宪珊 研究员
一、可靠性基本概念（定义）
（一）有关可靠性的定义及表示
可靠性工作是从质量管理发展来的。产品的质量是什么？
一般说包括内在质量：①性能，②可靠性（包括维修性），③
安全性，④适应性（包含外观）和外延质量：①经济性和时间
性。粗略的说可靠性就是性能的稳定性。这种稳定性使产品在 其寿命周期内具有在规定的条件下和规定的时间内完成规定任 务的能力。
一、可靠性基本概念（定义）
（一）有关可靠性的定义及表示
这种能力以概率（可能性）表示，即可靠性（可靠度）， 它由两部分组成。在执行（完成）任务过程中，结构（如 元器件或材料 ） 不出故障的可能性 （称 为 “结构可靠 性”），性能不出故障（例如偏差过大）的可能性（称为 “性能可靠性”），总称窄义可靠性。
性工程就是“故障工程”。也就是说如果没有故障就不
存在可靠性。 故障的表现形式，称其为“故障模式”。引起故障 的物理、化学变化等内在原因，称其为“故障机理”。
一、可靠性基本概念（定义）
（二）有关故障的定义及描述
根据故障发生的原因，可以有如下三种情况：
a. 不是由于别的产品出故障而引起的故障称为“独
立故障”。由别的产品出故障引起的故障称为“从属
产品可靠性（概率）的真值，是理论上的数值， 从统计学上说是得不到的。而能获得的仅仅是他观 测数据的点估计值或区间估计值，或由观测数据作
合理的外推得到，或由非直接观测数据间接推得或
综合得到。前两种需要观测数据满足统计要求。
一、可靠性基本概念（定义）
（一）有关可靠性的定义及表示 通常由于观测时间的限制（也就是使用任务 时间的限制），所以观测值（也就是点估计值）
（一）有关可靠性的定义及表示
产品长期贮存，其材料等将会老化变质。因此，
有在规定的贮存条件下，产品从开始贮存到丧失其规
定的功能的时间称为贮存寿命。
把上述的狭义可靠性、有效性和贮存寿命合起来， 就可以全面描述产品寿命期内的性能稳定性，被定义 为广义可靠性。
一、可靠性基本概念（定义）
（一）有关可靠性的定义及表示
产品在规定条件下和规定的时间内出故障的概率称 其为产品的“累积故障概率”。由定义可知，若产品的 可靠性为R，则产品累积故障概率p=1—R,若在时间 T内观察到r个故障，则观察值
pr
T
一、可靠性基本概念（定义）
（二）有关故障的定义及描述
设某产品的批量为N，在t=o时刻出厂并投入工作。到t 时刻，大体上还有NR(t)个产品还在正常工作。到 t＋ t 时刻，大体上还有个产品还在正常工作。亦即在 （t , t t） 时间间隔内出故障的产品有
称p为产品的“不可靠性”，即产品在时间t内的累积 故障概率。
一、可靠性基本概念（定义）
（二）有关故障的定义及描述
通常我们把故障理解成产品丧失规定功能，对
于Hale Waihona Puke Baidu可修复的产品称“失效”。但是仔细的推敲，
这样的定义与基本可靠性定义对应不上。因为对于
有冗余或替代工作的设计，允许内部的基本部分失
效或出故障而仍然能完成规定功能。
N[R t R （t t） ] NR T t
个，
一、可靠性基本概念（定义）
（二）有关故障的定义及描述
所以在t时刻还在工作的NR(t)个产品中，于单 位时间内出故障的有
NR(t ) 个，其故障率为
(t ) R(t ) R(t ). 这叫作产品“瞬时故障率”，记为
一、可靠性基本概念（定义）
（二）有关故障的定义及描述
而后者主要是需要对使用者加强培训，这里用“主要是” 的意思是指不排除“误用”是由设计的问题引起的。 如大家都知道的三向电源插座型式的改动，就是一个 例证。其它操作上的更改更多，所以说是主要的。
一、可靠性基本概念（定义）
（二）有关故障的定义及描述
一、可靠性基本概念（定义）
（二）有关故障的定义及描述 因此，严格的定义如 GJB451 ， 2.2.1 条。 故障：产品或产品的一部分不能或将不能完成 预定功能的事件和状态。加进产品的一部分， 就把基本可靠性的要求包含进去。
一、可靠性基本概念（定义）
（二）有关故障的定义及描述
可靠性工程离不开故障：如果换一个角度讲，可靠
一、可靠性基本概念（定义）
（一）有关可靠性的定义及表示
对指定的时刻t而言，把开始工作（或修复后开始工
作）的时刻记为t=o，则产品寿命T等于或超过t(t为规
定的时间)的概率P（T≥t）即产品的可靠度R。显然，R 是某个t的函数，记为R=R（t）=P(T≥t),据此，有：
p=F(t)=P(T<t)=1－R(t)
与真值有一定的误差。
一、可靠性基本概念（定义）
（一）有关可靠性的定义及表示
产品可靠性（概率）是表示产品总体可靠性高低
的一种可靠性数量指标。还有其它指标（可靠性特征
量）也可以表示产品总体可靠性高低。对指数分布的
产品（如电子产品）来说，其可靠性特征量MTBF是
最常用的，称为“平均寿命”或平均故障间隔时间。
c. 有一些产品的某特性随时间逐步蜕变，蜕变到 一定程度就出故障。若蜕变程度可以测定，则这种通过 事前测试或监控可以预测到的故障称为“渐变故障”。 一般来说，采取措施是可以防止的，不能预测的故障叫 “突然故障”。
一、可靠性基本概念（定义）
（二）有关故障的定义及描述
故障的分类可根据目的进行，如可靠性试验中，将 故障分成：关联与非关联，责任与非责任等。
故障”。在计算故障数时，从属故障是不计入的。
一、可靠性基本概念（定义）
（二）有关故障的定义及描述
b. 产品在规定条件下使用，由于产品本身的固有弱 点（或缺陷）引起的故障称为“本质故障”。由于未按 规定条件使用产品引起的故障为“误用故障”。由于故
障的性质不同，所以采用的措施也不相同。前者要在工
艺、材料、设计上„„加以改进。
一、可靠性基本概念（定义）
（一）有关可靠性的定义及表示
在规定的维护修理使用条件下产品在某一（随机抽 取）时刻开始执行任务之前处于良好状态（可以执行 任务）的概率称为产品的有效性（可用性）。显然， 就武器而言，如果不能在接到命令时执行任务，对作 战来说是无效的或无用的，但它不包括任务时间。
一、可靠性基本概念（定义）