第1章 可靠性概论
可靠性工程师考试资料
一、可靠性概论
1.1 可靠性工程的发展及其重要性1、可靠性工程起源与第二次世界大战（日本，齐藤善三郎）。20 世纪60 年代是可靠性全面发展的阶段，20 世纪70 年代是可靠性发展步入成熟的阶段，20 世界80 年代是可靠性工程向更深更广的方向发展。2、1950 年12 月，美国成立了“电子设备可靠性专门委员会”，1952 年8 月，组成“电子设备可靠性咨询组（AGREE），1957 年6 月发表《军用电子设备可靠性》，标志着可靠性已经成为一门独立的学科，是可靠性发展的重要里程碑。3、可靠性工作的重要性和紧迫性：①武器装备的可靠性是发挥作战效能的关键，民用产品的可靠性是用户满意的关键②成为参与国际竞争的关键因素③是影响企业盈利的关键④是影响企业创建品牌的关键⑤是实现由制造大国向制造强国转变的必由之路。4、可靠性关键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费用的产品、价格昂贵的产品。 1.2 可靠性定义及分类1、产品可靠性指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。概率度量成为可靠度。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全部事件和环境的时序描述，包含一个或几个任务剖面。任务剖面是指产品在完成规定任务这段时间内所经历的事件和环境的时序描述。3、产品可靠性可分为固有和使用可靠性，固有可靠性水平肯定比使用可靠性水平高。产品可靠性也可分为基本可靠性和任务可靠性。基本可靠性是产品在规定条件下和规定时间内无故障工作的能力，它反映产品对维修资源的要求。任务可靠性是产品在规定的任务剖面内完成规定功能的能力。同一产品的基本可靠性水平肯定比任务可靠性水平要低。1.3 故障及其分类
可靠性概论
可靠性概论（一）
一，可靠性工程与管理的重要意义与发展历史
实践教育我们，可靠性，是产品质量的重要指标，必须给予高度重视。它的定义是：产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力。也就是说，它是用时间尺度来描述的质量，是一个产品到了用户手里，随着时间的推移，能否稳定保持原有功能的问题。可靠性高，意味着寿命长。故障少、维修费用低；可靠性低，意味着寿命短、故障多、维修费用高；可靠性差，轻则影响工作，重则造成起火爆炸、机毁人亡等灾难性事故。对于许多产品，我们不能只关心它的技术性能，而且要关心它的可靠性。在某些情况下，用户宁可适当降低性能方面的指标，而要求有较高的可靠性。可靠性概念的产生，可以追溯到1939年。当时美国航空委员会提出飞机事故率的概念和要求，这是最早的可靠性指标。1944年，纳粹德国试制V-2火箭袭击伦敦，有80枚火箭还没有起飞就在起飞台上爆炸。经过研究，人们提出了火箭可靠度是所有元器件可靠度的乘积的结论，这是最早的系统可靠性概念。
第二次世界大战中，美国由于飞行事故损失飞机21000架，比被击落的还要多1. 5倍。1949年美国海军电子设备有70％失效，每一个使用中的电子管，要有9个新电子管作为备件。1955年美国国防预算30％用于维修和使用，以后又增加到70％，成为不堪忍受的负担。正是在这种背景下，美国在可靠性工程与管理的理论与应用方面投入了大量的人力物力，1950年，成立了国防部电子设备可靠性工作组，以后改组为国防部电子设备可靠性顾问团（AGREE）。
这个组织进行了深入的调查研究，提出了著名的AGREE报告棗美国可靠性工作的指导纲领。以后又相继成立了元器件可靠性管理委员会。失效数据中心（FARADA）、政府与工业界数据交换网(GIDEP ）等组织，研究元器件失效规律，定期发布可靠性数据，为研制与管理决策提供依据。经过长期研究，制订了一系列通用军用标准，有力地指导了可靠性工程与管理实践。美国军用标准MIL-STD-785B“设备和系统研制和生产阶段可靠性计划”，是可靠性管理标准，对美国的可靠性管理工作发挥了重要作用。通过一系列的工作，美国在军事装备可靠性方面处于世界领先的地位。日本从美国引入可靠性技术以后，将军事工业方面的可靠性经验在民用工业方面推广，取得了后来居上的显著效果。日本汽车、彩色电视机，收录机等产品所以能够占领美国以及国际市场，性能、价格相仿而可靠性胜过一筹，是一个决定性的因素。
机械可靠性设计
联系到可靠度函数看 失效率的定义：表示 系统、机器、设备等 产品一直到某一时刻t 为止尚未发生故障的 可靠度R(t)在下一个 单位时间内可能发生 故障的条件概率。
(t) dF (t) / dt dR(t) / dt f (t)
R(t)
R(t) R(t)
或
(t) d ln R(t)
dt
t
数为F(t) R(t)+F(t)=1
对F (t)求导，则得失效密度函数f (t)
f (t) dF (t) dR(t)
dt
来自百度文库dt
t
F (t) f (t)dt 0
t
R(t) 1 F (t) 1 f (t)dt f (t)dt
0
t
二、失效率
1、定义：工作到某时刻t时尚未失效的产品，在
机械可靠性设计的主要内容
1、研究产品的故障物理和故障模型 2、确定产品的可靠性指标及其等级 3、合理分配产品的可靠性指标值 4、以规定的可靠性指标值为依据对零件进行可靠
性设计
机械可靠性设计的方法
概率设计法 失效树分析法及失效模式、影响及致命度分析法
机械可靠性设计的步骤
1、提出设计任务、规定详细指标 2、确定有关的设计变量及参数 3、失效模式、影响及致命度分析 4、确定零件的失效模式是否是互相独立的 5、确定失效模式的判据 6、得出应力公式 7、确定每种失效模式下的应力分布
02第一章可靠性概论02 共41页
R(t)dt
0
0etdt1
(1 -21)
因此，当产品寿命服从指数分布时，其平均寿命θ 与失效率λ互为倒数。
6. 指数分布的可靠寿命Tr
9
给定可靠度 r 时，根据可靠寿命定义和式（1-19）可得：
R(Tr)eTr r
将上式两边取自然对数，可得：
Tr lnr
间单调下降；
正态分布
② 当m =1时，f(t)曲线为指数分布；
③ 当m>1时，f(t)曲线随时间增加
出现峰值而后下降；
④ 当m =3时，f(t)曲线已接近正态
分布，通常m=3~4即可当做正态 分布。
指数分布
图 1 1(a 4 ) 1 , 1 时m 不 值 f(t同 )的
（2）位置参数δ
图1-14（a）可见，因为位置参数δ（=1）相同，所以曲线起 始位置相同。
图114(b)形状参数 m2,尺度
22
参数 1时不同位置参数 的
概率密度函f数 (t)曲线。
从图1-14（b）可以看出：
① 当δ<0 时，产品开始 工作时就已失效了，即这些元
件在贮存期已经失效。曲线由
δ= 0 时的位置向左平移 |δ| 的
1
Tr lnr
(1-22)
7. 指数分布的中位寿命T0.5
10
将 r = 0.5 代入式（1—22）可得：
可靠性基本理论(公式定义)
图2-1 F/A-18A飞机的基本可靠性框图
发动机 1
发动机 2
燃油系统
应急燃 油系统
液压泵 1
液压泵 2
液压飞行 操纵系统
备用手 动系统
通用液 压系统
环境控 制系统
左发电机
右发电机
应急电
超高频
甚高频
武器控
源系统
配电系统
通讯
通讯
雷达
制系统
大气数
武器
塔康系统
惯性导航
备用罗盘
据系统
固定增稳
机体
起落架
机内测试
(2) 规定的环境和使用条件； (3) 规定的任务和功能； (4) 具体的可靠性指标值。
• 对于一个具体的产品，应按上述各点分别给予 具体的明确的定义。
可靠性的特征量
• 可靠度
• 定义：是指产品在规定的条件下，在规定的时 间内、产品完成规定功能的概率。它是时间的 函数，记作R(t),也称为可靠度函数。
论证产品的可靠性指标
• 不能或难以维修产品例如：卫星、导弹和海缆等， 不言而喻，维修性方面的指标是无需考虑的，关键 是系统在规定工作期间的可靠度指标。平均工作时 间或平均寿命也不宜用作此类系统的可靠性指标， 除非有附加说明，因为具有相同平均工作时间指标 的系统，其实际可靠度可能差异很大。例如一套寿 命为复合指数分布的并联冗余双工系统与一套寿命 为指数分布的系统，假设具有相同的平均寿命，当 系统规定的工作时间为系统平均寿命的十分之一时， 后者的失效机会约比前者增大七倍多。
可靠性设计概论1
二、机械可靠性发展历史
80年代以来机械可靠性研究在我国开始受到重视 – 从1986年起，机械部已经发布了六批限期考 核机电产品可靠性指标的清单，前后共有879 种产品已经进行可靠性指标的考核 – 1990年11月和1995年10月，机械工业部举行 了两次新闻发布会，先后介绍了236和159种 带有可靠性指标的机电产品 • 1992年3月国防部科工委委托军用标准化中心在 北京召开了“非电产品可靠性工作交流研讨会 ” • 2005年GJB450改版，增加机械可靠性内容
四、可靠性研究的内容
• 它包括了对产品可靠性进行工作的全过程，即从对零 件、部件和系统等产品的可靠性方面的数据进行收集 与分析做起，对失效机理进行研究，在这一基础上对 产品进行可靠性设计；采用能确保可靠性的制造工艺 进行制造；完善质量管理与质量检验以保证产品的可 靠性；进行可靠性试验来证实和评价产品的可靠性；
第一章 可靠性设计概论
一、为什么研究可靠性 可靠性概念最早由美国军用航空部门提出， 可靠性问题使美国空军在二战中损失巨大。 据统计：二战中美国共损失飞机35000架， 其中被击落的飞机只有14000架， 其余为故障损失，损失21000架， 当时表现出的主要问题是电子设备的可靠 性较差，为此，1952年美国成立电子可靠 性咨询委员会，为可靠性理论和实践作了 大量有效的工作。
• 1963年同步通讯卫星SYMCOMⅠ，高压容器断 裂，引起卫星空中坠毁；
可靠性概论
可靠性概论（一）
1. 可靠性概述
1 .1可靠性基本概念
1 . 1. 1可靠性工程学的诞生
产品可靠性是什么？简单地说产品可靠性就是产品不易丧失工作能力的性质。研究产品可靠性的工程学科称为可靠性工程学。产品的可靠性本应随产品复杂性的增加而早受重视，但事实上直到第二次世界大战后，它对现代科学技术发起来势凶猛的挑战，才迫使人们耗费大量的财力和物力来研究它，解决它，从而对科学技术的发展起到了巨大的促进作用。与此同时，一门独立的边缘科学可靠性工程学诞生了。形成可靠性工程学这一学科的原因归纳起来有如下四个方面：
1. 产品的性能优异化和结构复杂化之间的矛盾导致可靠性问题日益突出；
2. 产品使用场所的广泛性与严酷性从而对产品的可靠性提出了更高的要求；
3. 产品可靠程度与国家及社会安全之间的关系日益密切；
4. 可靠性工程学的内部因素有力的推动了可靠性工程学的发展。
1 . 1 . 2可靠性基本概念
产品可靠性的定义：产品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功能的能力。
“产品”，在过程控制系统行业中，可以是一台整机，如差压变送器，可以是
一个装置甚至一个系统，如控制柜、DCS系统，也可以
是一台部件以至一个元器件，如放大器，电阻。总之，可大可小，视所研究问题的范围而定。随着可靠性工程学的发展，人、语言、方法、程序的软件也可作为产品。
“规定的条件”有着广泛的内容，一般分为：
1. 环境条件
环境条件是指能影响产品性能的环境特性。单一环境参数可分为四
类：
气候环境：主要包括温度、湿度、大气压力、气压变化、周围介质的相对移动、降水、辐射等；
可靠性理论_可靠性理论
第二节 环境适应性试验
一 环境条件的分类及其对产品的影响 二 环境试验的方法（3类）
第三节 寿命试验和加速寿命试验
一寿命试验的分类（2类） 二寿命试验的设计问题 1试验目的 2试验对象 3试验条件 4试验截止时间 5测试周期 6失效判据 7数据记录和处理
第二节 可靠性特征量
一 可靠度 1可靠度的定义 2可靠度估计值 二 累积失效概率 1累积失效概率的定义 2累积失效概率的估计值 三 失效概率密度 1失效概率密度的定义 2失效概率密度的估计值
第二节 可靠性特征量
四 失效率 1失效率的定义 2失效率的估计值 3平均失效率 4失效率单位 5失效率等级
第二节 元器件失效率的预计
一 收集数据预计法 二 经验公式预计法 三 元器件计数可靠性预计法 四 元器件应力分析可靠性预计法
第三节 系统的可靠性预计
一上下限法的基本思想 二 上下限法的计算方法
第四节 可靠性分配
一 串联系统的可靠性分配 1等分配法 2利用预计值的分配法 3阿林斯分配法 4代数分配法 5“努力最小算法”分配法
可靠性工程
进行可靠性评估的常用方法，维修性设计， 书中还介绍了可靠性管理方面的基本知识， 以促进可靠性技术在工程的广泛应用。
第一章 可靠性概论(重点)
第一节 可靠性基本概念 第二节 可靠性特征量 第三节 常用失效分布
第一章 可靠性概论
第二节
可靠性的发展及其重要意义
一、可靠性技术发展概况 二、可靠性技术发展的必要性 三、可靠性学科的主要内容
一、可靠性技术发展概况
1、摇篮期（40年代）
可靠性的研究是在第二次世界大战中开始的，当时对 可靠性还没有明确的定义，但是德国火箭专家R.Lusser在 设计V-1火箭时，已经把各子系统的可靠度乘积作为火箭 系统的可靠度，计算出该火箭的可靠度为0.75，首次定量 的表达了产品的可靠性。
第一章
可靠性概论
第一节
可靠性的定义
一、可靠性的定义 二、广义可靠性和狭义可靠性
三、固有可靠性和使用可靠性
人们在购买重要商品时往往喜爱购买名牌产品，其主要原因 是购买其可靠性。
一、可靠性的定义
现在产品质量包括：性能、可靠性、经济 性和安全性四个方面。
可靠性是产品质量的部分内容。它是质量的一 个局部，但它是质量的核心部分。
日本： 日本以民用产品为主，大力推进机械可靠性的应用 研究, 1958年，日本成立了“可靠性研究委员会”， 1973年成立“电子元件可靠性中心”。 • 日本科技联盟的一个机械工业可靠性分科会将故障模 式、影响（FMEA）等技术成功地引入机械工业的企业 中；
百度文库
• 日本企业界普遍认为：机械产品是通过长期使用经验 的累积，发现故障经过不断设计改进获得的可靠性
察正反两面出现的情况”. 结果有可能出现正面也可能出现反面. 实例2 “用同一门炮向同 一目标发射同一种炮弹多
机械可靠性习题
第一章 机械可靠性设计概论
1、为什么要重视和研究可靠性？
可靠性设计是引入概率论与数理统计的理论而对常规设计方法进行发展和深化而形成的一种新的现代设计方法。1）工程系统日益庞大和复杂，是系统的可靠性和安全性问题表现日益突出，导致风险增加。2）应用环境更加复杂和恶劣3）系统要求的持续无故障任务时间加长。4）系统的专门特性与使用者的生命安全直接相关。5）市场竞争的影响。 2、简述可靠性的定义和要点？
可靠性定义为：产品在规定的条件下和规定的时间区间内完成规定功能的能力。主要分为两点：1）可靠度，指产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的概率。1）失效率，定义为工作到时可t 时尚未失效的产品，在时刻t 以后的单位时间内发生失效的概率。
第二章 可靠性的数学基础
1、某零件工作到50h 时，还有100个仍在工作，工作到51h 时，失效了1个，在第52h 内失效了3个，试求这批零件工作满50h 和51h 时的失效率)50(-λ、)51(-
λ 解：1）1,100)(,
1)(=∆==∆t t t n
n
s
f
01.01
1001
)50(=⨯=
-
λ
2）2,100)(,
3)(=∆==∆t t t n
n
s
f
015.02
1003
)51(=⨯=
-
λ
2、已知某产品的失效率1
4
103.0)(---
⨯==h t λλ。可靠度函数t
e t R λ-=)(，试求可靠度
R=99.9%的相应可靠寿命t 0.999、中位寿命t 0.5和特征寿命1-e t 解：可靠度函数 t
e t R λ-=)( 故有 R
t R
e R t λ-=)(
可靠性工程的2018-2018复习地的题目2
可靠性工程复习题（2011-2012工业工程含三本）
第一章可靠性概念
一、概念题
1、狭义可靠性的的含义是什么？广义可靠性的含义是什么？
2、产品在可靠性研究中的含义是什么？
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？
4、什么是维修？维修性的含义是什么？
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？
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？
第二章系统可靠性模型
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。）
8、什么是割集？什么是最小割集？（注：割集是相对于某事件失败的
角度而言的，相当于到达目的地的路径被割断。对可靠逻辑指的是失败事件的发生，对故障逻辑指的是失败事件的避免。）
第四章失效模式、后果与严重度分析
7、什么是失效？失效模式？失效后果？
第五章故障树分析
8、系统可靠性分析的基本目的是什么？基本方法有哪两种？故障树分析属于哪一种？
9、什么是故障树分析？其关键的的步骤是什么？
10、故障树符号常用的分为哪几类？
11、在建立故障树时应注意哪几个方面的问题？
二、填空题
1、本教材中所指的可靠性三大指标分别是_________、
_________、_________。
2、可靠性主要特征量有______、______、______、______、
______。
3、本教材中所讲的主要常用分布有______、______、______、
《机电产品可靠性设计》教案
教师教案（2012—2013学年第2学期）
课程名称：机电产品可靠性设计授课学时：32
授课班级：2010级
任课教师：朱顺鹏
教师职称：讲师
教师所在学院：机械电子工程学院电子科技大学教务处
第一章可靠性设计概论4学时
一、教学内容及要求
教学内容共4学时
可靠性基本概念2学时
(1)可靠性的内涵
(2)可靠性工程发展现状
(3)可靠性特征量
可靠性数学基础2学时
(1)数理统计基本概念
(2)可靠性常用概率分布
(3)随机变量均值与方差的近似计算
教学要求
(1)了解可靠性学科发展历程
(2)掌握可靠性学科研究的内容
(3)了解我国可靠性研究的发展现状
(4)了解可靠性设计工作的重要意义及面临的主要挑战
(5)掌握可靠性的定义
(6)掌握可靠度、不可靠度、失效率的定义
(7)掌握常用的概率分布（正态分布、指数分布、威布尔分布、对数正态分布）在可靠
性设计工作中的应用
(8)掌握随机变量均值与方差的近似计算方法
二、教学重点、难点
教学重点
可靠性的定义
可靠性特征量定义及相互关系
常用概率分布的统计特征量
教学难点
失效率的定义
威布尔分布的相关概念及应用
三、教学设计
列举航空航天产品（如卫星天线、卫星指向机构、太阳翼展开机构）、民用产品（如汽车）、制造装备（如数控机床）的实例，突出开展可靠性工作的重要意义。
随机变量及数理统计的知识系学生在先修课程中所学内容的复习，可以简要介绍，并要求学生查阅以前的书籍。
正态分布是学生熟知的内容，在教学过程中着重讲解其实际应用；指数分布、对数正态分布和威布尔分布是学生先修课程中没有学习过的，应详细讲解。威布尔分布是难点内容，应重点介绍其发展历史，统计特征，以及威布尔分布在机械可靠性中的特殊作用，列举工程实例。
1可靠性概论
）
ns（t）= n - nf（t）
（1-3
29
1.2 可靠性特征量
例 1-1 在规定条件下对12个不可修复产品进行无替 换试验。在某观测时间内对3个可修复产品进行试验，试 验结果如图1-3所示。两图中“×”均为产品出现故障时 的时间，t为规定时间，求以上两种情况的产品可靠度估 ˆ (t ) 。 计值 R
根据可靠度的定义，可以得出：
（ 1） R （ 0） = 1 ； （2）R（∞）= 0 。
即开始使用时，所有产品都是好的；只要时间充分大，全部产 品都会失效。
26
1.2 可靠性特征量
ˆ (t ) 2、可靠度估计值 R
（1）对于不可修复的产品，可靠度估计值 是指在规定的时间区间（0，t）内，能完成规 定功能的产品数 ns（t）与在该时间区间开始 投入工作的产品数n之比。
n = 12， ns(t) = 5，由式(1-3)得：
ˆ (t ) R
= ns(t)／n
=5／12 = 0.4167
32
1.2 可靠性特征量
二、累积失效概率 F（t）
可靠性概论
（1-1）
式 （1-1） R（t）=P（T>t）的含义：
表示产品的寿命T超过规定时间 t 的概率，既产品在 规定的时间 t 内完成规定功能的概率。
（ 2 ） 可靠度与时间的 关系曲线（如图1-2所示） 根据可靠度的定和图1—2可得出： ① R（0）= 1 ； ② R（∞）= 0 。 即开始使用时，所有产品都是好的；只要时间充分大， 全部产品都会失效。
2
1. 产品 — 是指作为单独研究和分别试验对象的任何元件、 器件、零部件、组件、设备和系统等。
3 2. 规定的条件 —— 是指产品使用条件、维护条件、环境条件和操作技术。 通常在产品说明书中说明。 3. 规定的时间—— 也称任务时间，是指产品的工作期限。 规定时间可用时间单位 “时、分、秒”计算，也可用周 期、次数、里程等表示，如继电器等用触点开关的次数表示。 规定时间一般是通过合同来决定的。 4. 规定的功能—— 规定的功能通常用产品的各种性能指标来表示。 产品规定的功能是制造设备或系统的目的。当不能完成 功能时就称为故障，有时也称为失效。
12
图1-3
图1-3
解：（1）不可修复产品试
13
验由图1-3（a）统计可得 由图1-3（a）可得失效产品
数 nf（t）=7，因已知投入试验 产品数 n = 12，由式（1-2）和 （1-3）有：
ns (t ) n nf (t ) R(t ) n n 12 7 12 0.4167
1-可靠性设计概述
第1章 可靠性设计概论 第2章 机械可靠性设计概述 第3章 机械可靠性设计基本原理 第4章 系统可靠性设计 第5章 机械零部件可靠性设计 第6章 可靠性优化设计与可靠性提高 专题讲座：-机械学及其发展趋势
第1章 可靠性设计概论
1.1可靠性设计的发展及重要意义 1.2可靠性基本概念 1.3可靠性定义 1.4可靠性特征量(可靠性指标)
规定条件：一般指的是使用条件,环境条件。 包 括应力温度、湿度、尘砂、腐蚀等，也包括操作 技术、维修方法等条件。
规定时间：是可靠性区别于产品其他质量属性的重要 特征，一般也可认为可靠性是产品功能在时间上的稳 定程度。 规定功能：道德要明确具体产品的功能是什么，怎样 才算是完成规定功能。产品丧失规定功能称为失效， 对可修复产品通常也称为故障。
1.2可靠性基本概念
可靠性的概念及基本思想 可靠性的经典定义：产品在规定条件下和规 定时间内，完成规定功能的能力。 可靠性的基本思想 任何参数均为多值的，且呈一定分布。 安全系数大的设备或产品不一定是百分之百 的安全。
１.3可靠性定义
可靠性的概念 可靠性的经典定义：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：指作为单独研究和分别试验对象的任何元 件、设备或系统，可以是零件、部件，也可以是 由它们装配而成的机器，或由许多机器组成的机 组和成套设备，甚至还把人的作用也包括在内。
可靠性设计课件一
§1-2
可靠性的基本概念
一、可靠性的定义
可靠性指产品在规定条件下，规定时间 内完成规定功能的能力。 产品的可靠性用其可靠度来衡量。可靠度 是用概率表示产品的可靠性程度。
在可靠性的定义中，含有以下因素：
对象：可靠性问题研究对象是产品。 使用条件：包括运输条件、储存条件、使用环境条 件、使用方法、维修水平、操作水平等。 规定时间：与可靠性关系非常密切的是关于使用期 限的规定，因为可靠度是一个有时间性的定义。 规定功能：要明确产品的规定功能的内容。 概率：“可靠度”是可靠性的概率表示。把概念性 的可靠性用具体的数学形式来表示，这就是可靠性技术 发展的出发点。
研究产品可靠性的意义还在于产品责任法的建立。 在美国等技术发达国家的产品责任法中规定： 只要是因产品缺陷、故障对用户造成的损失，制造 者要承担法律和经济责任。 据1975年美国《质量进展》杂志预测，由于产品责 任问题，当年用户请求赔偿金额达500亿美元。 在产品责任法中同时还规定： 如果制造者能出示进行了可靠性设计和可靠性保证 等活动的资料证明，可以排除责任。 从这点也可看出研究产品可靠性的重要意义。
2. 失效率曲线
早期失效期：失效 曲线为递减型。主 要由于设计、材料、 工艺等形成的缺陷 造成。
偶然失效期：失效率曲线为恒定型。这时故障的发生是偶然 的或随机的，故称为偶然失效期。 耗损失效期：失效率曲线是递增型。这是因为构成设备、系 统的某些零件已过度磨损、疲劳、老化、寿命衰竭所致。
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第1章 可靠性概论
（3）可靠性工程 可靠性工程是指为了达到产品可靠性要求而进行的有关 设计、试验和生产等一系列工作。可靠性工程包括对零件、 部件、装备和系统等产品的可靠性数据的收集、分析。可靠 性设计、预测、试验、管理、控制和评价，是系统工程的重 要分支。
第1章 可靠性Βιβλιοθήκη Baidu论
1.1.1 可靠性的定义和学习本课程的目的 1966年，美国军用标准MIL-STD-721《可靠性维修性术
语定义》中给出了最早的可靠性定义，即“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”。该定义已为世 界各国的标准引用，我国1982年的国家标准中可靠性定义也 与此相同。由于上述定义只反映了成功完成任务的能力，在 实际应用中有局限性，于是，1980年美国按《国防重要武器 系统采办指令》（DODD5000.40指令）又颁发了MIL-STD785B《系统与设备研制的可靠性大纲》。在这里，将可靠 性分为任务可靠性和基本可靠性。任务可靠性定义为“产品 在规定的任务剖面内完成规定任务的能力”，它说明了产品 执行任务成功的概率，只统计危及任务成功的致命故障。
（1）可靠性数学 可靠性数学是研究可靠性的理论基础。它着重研究解决 各种可靠性问题的数学方法及数学模型，研究可靠性的定量 问题。主要数学手段有概率论、数理统计、随机过程、运筹 学、拓扑学等数学分支，应用于数据收集、数据分析、系统 设计及寿命实验中。
第1章 可靠性概论
（2）可靠性物理 可靠性物理又称为失效物理。它从机理方面、失效本质 方面研究产品的不可靠因素，研究失效的物理原因与数学物 理模型、检测方法及纠正措施等，如研究机械零件的疲劳损 伤、裂纹的形成和扩展规律等，从而为研制、生产高可靠性 产品提供理论依据。
产品的可靠性是时间的函数，与规定的使用期限关系密 切。通常，元器件经过筛选和整机跑合后，产品的可靠性水 平将有一个较长时间的稳定使用或储存阶段，在此之后，便 随着时间的增长而降低。对时间性的要求一定要明确。“规 定的时间”是指产品的规定工作期限，可以用时间或其它相 应指标（如里程、周期、次数）来表示。
第1章 可靠性概论
在弄清产品应具有的功能的同时，还应明确产品丧失功 能（失效）的判别准则。可修复的产品失效称为故障。产品 的功能有主次之分，故障也有主次之分。有时，次要故障不 影响产品的主要功能，所以也不影响完成主要功能的可靠性。 可靠度是可靠性的数量指标。将数理统计与概率论引入到可 靠性研究中，才使得可靠性研究进入到定量阶段，才有现今 的可靠性工程的发展。
第1章 可靠性概论
基本可靠性定义为“产品在规定条件下，无故障的持续 时间或概率”，它包括了全寿命单位的全部故障，也反映了 产品维修人力和后勤保障等要求。我国1988年颁布的国家军 用标准GJB 450-88《装备研制与生产的可靠性通用大纲》已 引用了这两种新的可靠性定义。按不同用途把可靠性概念分 为两种，是对以往的可靠性工作实践经验的总结，也是对这 一问题认识的深化，是可靠性工作的一个新的重要发展。
第1章 可靠性概论
1.1.2 可靠性理论的研究领域 可靠性问题的研究是从第二次世界大战开始的。据有关
统计，当时的雷达系统中的电子设备，只有30%的时间能有 效工作，这迫使人们开展对可靠性的正规研究。在科学实验、 生产实践及日常生活各个方面，可靠性理论都具有重大意义。 可靠性理论又形成了三个重要领域或三个独立学科。
产品运行时的可靠性称为工作可靠性，它包括固有可靠 性和使用可靠性。固有可靠性指在生产过程中已经确立了的 可靠性，是产品的内在可靠性，它与产品的材料、设计、制 造工艺及检测精度等有关。使用可靠性与产品的使用条件相 关，受使用环境、操作水平、维修保养及使用者的素质等因 素的影响。
第1章 可靠性概论
学习本课程的目的是：掌握可靠性的基本概念、原理和 计算方法等方面的基本知识；结合工程实际，掌握可靠性基 本理论和分析解决工程实际问题的基本方法。并初步了解可 靠性试验的类型、试验方案设计的基本方法以及可靠性维修 的基本知识，为电子设备可靠性工程进一步研究和实际应用 打下基础。
第1章 可靠性概论
产品的“规定功能”就是产品的性能指标。一般来说， “完成规定功能”是指产品在规定的使用条件下能完成所规 定的正常工作而不失效或指产品在规定的功能参数下运行。 “规定功能”是指产品若干功能的全体，如电阻器的阻值、 功率、精度，晶体管的放大倍数、反向漏电电流等，计算机 的运算速度、字长、容量、指令数，雷达的距离、分辨力、 测角测速精度、频率范围、脉冲峰值、功率、跟踪精度，通 信机的频率范围、输出功率、通信距离、调制度、信道、保 密性、兼容性等。
第1章 可靠性概论
第1章 可靠性概论
1.1 可靠性的基本概念 1.2 可靠性技术发展简介 1.3 电子设备可靠性与维修性的基本内容
第1章 可靠性概论
1.1 可靠性的基本概念
“可靠性” 这个概念早已为人们所熟知，它是衡量产品 质量的一个重要指标。只有那些可靠性好的产品，才能在 长期使用中发挥其好的使用性能，从而赢得用户。随着科 学技术日新月异的发展，尤其在国防、尖端技术等高科技 领域中，可靠性越来越得到高度重视。美国“挑战者”号 航天飞机失事、前苏联切尔诺贝利核电站泄漏等不可靠事 件的发生，轰动全球，世人震惊；而1957年前苏联第一颗 人造卫星发射成功，1969年美国阿波罗11号宇宙飞船载人 登月又是可靠性高技术成功的典范。这些事实进一步说明 高新技术的发展更需要以可靠性技术为基础。
可靠性研究的对象是产品。所谓的产品是相当广泛的， 可以是元器件，组件、零部件、机器、设备及各种系统。研 究可靠性问题，不仅要明确具体的产品，而且还应明确它的 内容和性质。若研究对象是一个系统，则不仅包括硬件，也 应包括软件和人的判断、操作在内。
第1章 可靠性概论
产品的可靠性与“任务剖面”、“规定条件”密切相关， 它是指产品在执行任务期间或使用、储存、运输时的环境条 件、使用条件、维护条件、承载条件及工作方式等，如温度、 湿度、气压、风、沙、工业气体等气候条件，又如高山、海 上、空中、室内、野外等地域条件。承载条件包括力学的、 电学的、光学的等，工作方式可分为连续工作的或间断工作 的。同一产品在不同条件下，它的可靠性是不同的。