可靠性基本概念(doc 14页)
网络可靠性保障的基本概念与原则(二)
网络可靠性保障的基本概念与原则近年来,随着互联网的飞速发展,人们对网络的依赖程度越来越高。
然而,网络问题也随之而来,如网络中断、故障等。
因此,保障网络的可靠性显得尤为重要。
本文将探讨网络可靠性保障的基本概念与原则。
一、网络可靠性的定义网络可靠性指网络系统在运行过程中能够满足用户的需求,保持高效稳定的状态,不会发生无法预测的故障或中断。
网络可靠性的核心在于确保数据传输的可靠性和连通性。
二、保障网络可靠性的原则1. 冗余设计原则冗余设计是指在网络系统中增加冗余设备或连接,以提高系统的可靠性。
例如,设置备用服务器、备用链路等,一旦主服务器或链路发生故障,备用设备便能自动接替,从而实现连续不间断的网络服务。
2. 安全性保障原则网络可靠性不仅仅包含传输数据的稳定性,还涉及到数据的安全性。
网络系统应加强对防火墙、入侵检测和防病毒等安全措施的实施,提高网络安全性,保护用户数据免受黑客攻击或信息泄露的风险。
3. 负载均衡原则负载均衡是指将网络流量均匀分配到各个网络设备上,避免单一设备负荷过大而导致性能下降或故障发生。
采取负载均衡的手段,如网络交换机的端口绑定、多路径路由等,能够提高网络的可靠性和性能。
4. 定期维护与更新原则网络系统的设备、软件及系统组成部分都需要定期进行维护和更新。
及时修复存在的漏洞和故障,安装最新的补丁和防病毒软件,是保障网络可靠性的重要方面。
同时,定期的硬件维护与性能监测也能帮助发现潜在的问题并及时解决。
5. 完备的容灾预案原则灾难管理是保障网络可靠性的重要环节。
针对可能发生的各类故障,应建立完备的容灾预案,并定期进行演练。
容灾预案包括备份数据的建立与管理、紧急处理流程的设计与实施等,能够最大限度地降低网络故障对用户造成的影响。
三、保障网络可靠性的措施1. 多层次的网络拓扑结构采取多层次的网络拓扑结构,如核心层、汇聚层和接入层,可以提高网络的可靠性。
核心层与汇聚层之间的多条链路以及每个层次内的链路冗余,能够有效地减少因链路故障而导致网络中断的概率。
可靠性的基本概念知识
可靠性的基本概念知识一、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称为可靠性。
可靠性的概率度量称为可靠度。
这里的产品指的是新版ISO)9000中定义的硬件和流程性材料等有形产品以及软件等无形产品。
它可以大到一个系统或设备,也可以小至一个零件。
产品终止规定功能就称为失效,也称为故障。
产品按从发生失效后是否可以通过维修恢复到规定功能状态,可分为可修复产品和不可修复产品。
如汽车属于可修复产品,日光灯管属不可修复产品。
习惯上,终止规定功能,对可修复产品称为故障,对不可修复产品称为失效。
可靠性定义中的“三个规定”是理解可靠性概念的核心。
“规定条件”包括使用时的环境条件和工作条件。
产品的可靠性和它所处的条件关系极为密切,同一产品在不同条件下工作表现出不同的可靠性水平。
一辆汽车在水泥路面上行驶和在砂石路上行驶同样里程,显然后者故障会多于前者,也就是说使用环境条件越恶劣,产品可靠性越低。
“规定时间”和产品可靠性关系也极为密切。
可靠性定义中的时间是广义的,除时间外,还可以是里程、次数等。
同一辆汽车行驶1万公里时发生故障的可能性肯定比行驶1千公里时发生故障的可能性大。
也就是说,工作时间越长,可靠性越低,产品的可靠性和时间的关系呈递减函数关系。
“规定的功能”指的是产品规格书中给出的正常工作的性能指标。
衡量一个产品可靠性水平时一定要给出故障(失效)判据,比如电视机图像的清晰度低于多少线就判为故障要明确定义,否则会引起争议。
因此,在规定产品可靠性指标要求时一定要对规定条件、规定时间和规定功能给予详细具体的说明。
如果这些规定不明确,仅给出产品可靠度要求是无法验证的。
产品的可靠性可分为固有可靠性和使用可靠性。
固有可靠性是产品在设计、制造中赋予的,是产品的一种固有特性,也是产品的开发者可以控制的。
而使用可靠性则是产品在实际使用过程中表现出的一种性能的保持能力的特性,它除了考虑固有可靠性的影响因素之外,还要考虑产品安装、操作使用和维修保障等方面因素的影响。
可靠性设计的基本概念与方法
可靠性设计的基本概念与方法可靠性设计是指在产品或系统设计过程中,考虑到产品或系统应能在一定的使用条件下,保持其预定功能和性能的能力。
它是一个涉及到多学科、多技术领域的综合性问题,需要从不同的角度对产品或系统进行分析、预测、评估和优化。
本文将介绍可靠性设计的基本概念与方法。
1.设计寿命:指产品或系统能够正常运行的时间或使用次数。
设计寿命往往由产品或系统的技术特性、设计目标和用户需求确定。
2.可用性:指产品或系统能够按照用户要求或设计要求正常进行工作的能力。
可用性是评估产品或系统可靠性的重要指标之一3.故障:指产品或系统在正常使用中出现的不符合设计要求的状态或行为。
故障可以分为临时性故障和永久性故障。
4.故障率:指产品或系统在单位时间内发生故障的次数。
故障率是评估产品或系统可靠性的重要指标之一5.容错性:指产品或系统对故障的检测、恢复和修复的能力。
容错性是提高产品或系统可靠性的重要手段之一1.可靠性分析:通过分析产品或系统的结构、功能、使用条件等因素,预测和评估产品或系统的故障率、故障模式和故障原因。
常用的可靠性分析方法包括故障模式与影响分析(FMEA)、故障树分析(FTA)等。
2. 可靠性建模:通过建立产品或系统的数学模型,分析和优化产品或系统的可靠性。
常用的可靠性建模方法包括可靠性块图、Markov模型、Petri网模型等。
3.设计优化:通过分析和评估不同设计方案的可靠性性能,选择和优化最佳设计方案。
常用的设计优化方法包括设计结构优化、参数优化等。
4.可靠性测试:通过对产品或系统进行实验或实测,验证和评估产品或系统的可靠性。
常用的可靠性测试方法包括加速寿命测试、信度试验等。
5.容错技术:通过引入备件、冗余设计和故障检测、恢复和修复等措施,提高产品或系统对故障的容错性。
常用的容错技术包括冗余设计、故障检测与诊断、故障恢复与修复等。
6.可靠性维护:通过对产品或系统进行定期维护、检修和更换,延长产品或系统的使用寿命和可靠性。
质量管理之可靠性基础知识
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从定义本身来说,它是产品的一种能力,这是一个很抽象的概念;我们可以用个例子(100个学生即将参加考试)来理解这个定义,可靠性就是指:100个学生的考分的平均是多少?对这个平均分的准确性有多大把握?分数越高、把握越大,可靠性就越高。
我国的可靠性工作起步较晚,20世纪70年代才开始在电子工业和航空工业中初步形成可靠性研究体系,并将其应用于军工产品。
其他行业可靠性工作起步更晚,差距更大,与先进国家差距20~30年,虽然国家已制订可靠性标准,但尚未引起所有企业的足够重视。
对产品而言,可靠性越高就越好。
可靠性高的产品,可以长时间正常工作(这正是所有消费者需要得到的);从专业术语上来说,就是产品的可靠性越高,产品可以无故障工作的时间就越长。
二、可靠性的重要性调查结果显示(如某公司市场部2001年调查记录):“对可靠性的重视度,与地区的经济发达程度成正比”。
例如,英国电讯(BT)关于可靠性管理/指标要求有产品寿命、MTBF报告、可靠性框图、失效树分析(FTA)、可靠性测试计划和测试报告等;泰国只有MTBF和MTTF的要求;而厄瓜多尔则未提到,只是提出环境适应性和安全性的要求。
产品的可靠性很重要,它不仅影响生产公司的前途,而且影响到使用者的安全(前苏联的“联盟11号”宇宙飞船返回时,因压力阀门提前打开而造成三名宇航员全部死亡)。
可靠性好的产品,不但可以减少公司的维修费用,而且可以很快就打出品牌,大幅度提升公司形象,增加公司收入。
可靠性工程基本理论.doc
可靠性工程基本理论1 可靠性(Reliability)可靠性理论是从电子技术领域发展起来,近年发展到机械技术及现代工程管理领域,成为一门新兴的边缘学科。
可靠性与安全性有密切的关系,是系统的两大主要特性,它的很多理论已应用于安全管理。
可靠性的理论基础是概率论和数理统计,其任务是研究系统或产品的可靠程度,提高质量和经济效益,提高生产的安全性。
产品的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。
产品可以是一个零件也可以是一个系统。
规定的条件包括使用条件、应力条件、环境条件和贮存条件。
可靠性与时间也有密切联系,随时间的延续,产品的可靠程度就会下降。
可靠性技术及其概念与系统工程、安全工程、质量管理、价值工程学、工程心理学、环境工程等都有十分密切的关系。
所以,可靠性工程学是一门综合性较强的工作技术。
2 可靠度(Reliablity)是指产品在规定条件下,在规定时间内,完成规定功能的概率。
可靠度用字母R表示,它的取值范围为0≤R≤1。
因此,常用百分数表示。
若将产品在规定的条件下,在规定时间内丧失规定功能的概率记为F,则R=1-F。
其中F称为失效概率,亦称不可靠度。
设有N个产品,在规定的条件下,在规定的时间内,有n个产品失效,则F=n/N R=(N-n)/N=1-F 可靠度与时间有关,如100个日光灯管,使用一年和使用两年,其损坏的数量是不同的,失效率和可靠度也都不同。
所以可靠度是时间的函数,记成R(t),称为可靠度函数。
图5-1是可靠度函数R(t)和失效概率F(t)变化曲线。
图5-1可靠度 3 失效率(Failure rate)失效率是指工作到某一时刻尚未失效的产品,在该时该后,单位时间内发生失效的概率。
在极值理论中,失效率称为“强度函数”;在经济学中,称它的倒数为“密尔(Mill)率”;在人寿保险事故中,称它为“死亡率强度”。
失效率是衡量产品在单位时间内失效次数的数量指标;它也是描述产品在单位时间内失效的可能性。
可靠性系统工程管理的基本概念
通过制订各种标准、规范、指南,建立实施程序,指导和控制各项可靠性系统工程工作的开展。设立一系列检查、控制点,使产品的研制、生产、使用过程均处于受控状态。建立闭环的R&M&S信息系统,及时反馈、分析和平价产品的R&M&S状况,制订改进措施并对其有效性进行监控。
3.全寿命周期管理的概念
如果说可靠性设计主要针对的是产品开发阶段,那么可靠性管理应该是指产品全寿命周期的管理。从国外的有关资料了解到,在通讯可靠性领域,可靠性的概念已得到进一步扩展。从一般意义上的“系统质量和可靠性”(包括硬件、软件可靠性等),增加了“网络质量和可靠性”以及“服务质量和可靠性”两大块。另外,从可靠性工程本身来说,它也是渗透到产品全寿命周期的各个阶段,所以进行全寿命周期R&M&S管理是非常必要的。
3.标准
可靠性标准是可靠性工作的依据,是指导可靠性工作,使其规范化、优化的保证。可靠性标准包括基础标准、管理标准、产品标准、设计标准、工艺标准、检验标准、试验标准、认证标准、认定标准、安全标准以及安装规范、使用规范、维修规范。
采用国际标准是加速我国产品标准化,迅速提高产品质量和可靠性水平的重要途径。美国军用可靠性标准(MIL)是国际上较完整、严密的标准体系,世界各国普遍引用用,也是我国军用可靠性标准的主要依据。国际电工委员会可靠性标准(IEC)低于美国军用标准,是国际上可以接受的标准,是我国出口产品的重要依据。经过多年努力,我国借鉴国,其中有的直接采用,有的等效采用了美国军用标准和国际电工委员会的标准,对我国可靠性工作起了重要指导作用。广义地说,国家各级行政领导机关部门制订的各种条例、办法等行政管理规定,也起了标准的作用。
4.技术
可靠性专业技术是实现可靠性的技术手段。可靠性工程不但选用SQC(Statistical Quality Control)技术,而且有许多专业技术,包括设计、工艺、使用维修、试验、分析等5个方面:
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。
系统的稳定性与可靠性:探讨系统的稳定性与可靠性的基本概念、设计和评估
系统的稳定性与可靠性:探讨系统的稳定性与可靠性的基本概念、设计和评估Introduction在现代科技飞速发展的时代,我们的生活已经离不开各种系统的支持,这些系统承载着我们的通信、能源、交通以及许多其他方面的需求。
因此,系统的稳定性和可靠性变得尤为重要。
本文将探讨系统的稳定性和可靠性的基本概念、设计和评估方法,为读者深入了解系统的稳定性和可靠性提供一些实用的指导。
系统的稳定性什么是系统的稳定性?系统的稳定性指的是系统在一定工作条件下的状态保持在某个预定范围内,不会产生剧烈的波动或失控。
稳定性是一个系统保持正常运行的基本要求,它可以衡量系统对外界扰动的抵抗能力。
稳定性分析的基本概念在进行稳定性分析时,我们需要关注以下几个基本概念: - 平衡点(Equilibrium Point):系统的稳定状态,各个组成部分的状态不再发生变化。
- 稳定区域(Stability Region):使得系统进入平衡点的初始条件的集合。
- 极限环(Limit Cycle):在非平衡点附近的周期性运动。
设计稳定性系统的基本原则设计一个稳定性系统需要遵循以下几个基本原则: - 选择合适的控制策略:根据具体的系统需求选择合适的控制策略来调节系统的稳定性。
- 保持负反馈机制:通过引入负反馈机制,可以补偿系统中的误差并维持系统的稳定性。
- 解耦设计:通过减少系统内部的耦合程度,可以降低系统发生不稳定性的风险。
系统的可靠性什么是系统的可靠性?系统的可靠性是指系统在特定时间段内达到所要求的功能要求的能力。
可靠性是系统工程的核心目标之一,它直接关系到系统在实际应用中的效能和性能。
可靠性评估的基本概念在进行可靠性评估时,我们需要关注以下几个基本概念: - 失效(Failure):系统无法达到其预期功能且无法自我修复的现象。
- 失效率(Failure Rate):特定时间段内发生失效的频率。
- 可靠性(Reliability):系统在特定时间段内正常工作的概率。
【doc】可靠性——航天产品质量上水平的关键
可靠性——航天产品质量上水平的关键71.研究与探讨?』}弼戈憋堑广堑&蓦》l§98滓纂3翱摹瀚期)近年来,航天总公司领导对航天产品的质量工作抓的很紧,每年都有新的举措.1997年,由于认真贯彻了总公司制定的《强化型号质量管理的若干要求》(28条)和《强化科研生产管理的若干意见》(72条),使航天科研生产管理水平和型号产品质量水平有了很大提高.特别在两箭两星等几项大型试验中见到了成效.这些成绩的取得,使航天战线的广大干部职工倍受鼓舞,全国人民也对此十分关注.但是,我们还应看到,航天产品质量形势还没有全面好转,总的形势仍很严峻.在严峻的形势面前,每个航天人都有责任回顾近几年来历次重大质量同题的教训,深刻反思,以扎实,有效的工作,去开创航天产品质量的新局面.为此,笔者谈几点看法和意见.一,可靠性是航天产品质量的基础众所周知,航天型号产品属于高科技,高复杂度系统,可靠性是其质量的基础.如果航天产品的可靠性不上水平,其质量也就很难上水平.产品的质量是设计,制造和管理出来的.要实现产品质量上台阶,必须对产品形成的全过程实施严格的监控.其中,必须强调的是,只有首先在设计阶段把可靠性设计到产品中去,并有以后的成功制造,试验和管理活动作保证,才能使产品的质量上水平.如果在设计阶段未将可靠性设计到产品中去, 即使以后的制造,试验和各种管理活动搞得16下p7?ff'再好,也难以凑效.而且,对设计阶段的缺陷纠正的越晚,付出的代价也将越高.因此, 航天产品的质量必须从源头抓起.在抓源头的活动中,可靠性设计分析工作尤为重要.这件工作摘不好,其他分析工作搞得再好,也无法弥补由于可靠性设计分析不足所造成的损失,产品质量上水平也难以实现.回顾可靠性技术的发展史,人们不难发现,可靠性作为一门综合性的边缘学科,它是随着复杂系统的诞生而诞生的,而且主要是随着航关事业的发展而发展的.或者说是由于航天产品问世后接连发生的失败而逼着人们不得不去研究可靠性,并不断发展可靠性技术的.实际上,我们今天使用的一些可靠性技术,多半是航天产品在研制与使用过程中,当遭受到挫折和失败后为解决当时面临的一些实际问题而总结出来的经验和方法.当然也有很多是前人研究的成果,这些经验,方法和成果的成功运用,极大地推动着航天事业的发展,成为航天产品质量上水平的关键技术.我国着名的可靠性专家杨为民教授,曾把产品可靠性设计过程概括为八个字:边走边挖,边挖边消".这八个字的蕴涵是:工程设计人员在产品设计的同时,要通过可靠性设计分析技术来发现产品设计上的薄弱环节,并采取相应的纠正措施来消除这些缺陷. 这一过程,也正是产品可靠性在设计阶段奠定基础的过程.实际上,也就是运用可靠性一研究与探讨..(Qg啦)1§明年l摹g期悬潮) 技术完善设计的过程.产品制造出来之后,还要进行一系列的地面试验,以验证设计的正确性和合理性.各项试验均能对提高产品的固有可靠性作贡献,但在这些试验中,只有综合环境可靠性试验是容易发现产品在使用中可能存在的薄弱环节.在综合考虑各项试验时,应做到统筹兼顾,尽量避免不必要的重复试验,但必须做的试验应尽力安排.一定要避免把可以在地面发现的问题留到飞行试验去发现,那样损失太大.如上所述,充分利用可靠性技术,把凡是可以在地面发现的薄弱环节都找出来,并都消除掉,这才可以说是做到了"万无一失".否则就不能把"万无一失"落到实处.二,航天可靠性工作亟待进一步落实我国航天可靠性工作起步较早,并对国内其他部门的可靠性工作产生了积极的影响,特别是国军标GJB450和部标QJ14O8等标准颁布后,可靠性工作又有了新的进展,可靠性工程逐步成为型号研制工作的一个重要组成部分.尤其是国防科工委(199-1)技综字第679号文件《关于进一步加强武器装备可靠性,维修性工作的通知》和航发(1992)1号文件《关于加强可靠性,维修性工作的决定》的发布和贯彻,使人们对可靠性的重要性认识提高了,从而进一步推动了可靠性技术在型号研制中的工程应用.随着航天系统"三F"技术的学习,推广和应用,以及在"八五",九五"期阃国家拨巨款改善可靠性试验条件和手段,使中国航天的可靠性工作向着新的水平发展.然而,我们还应看到,目前的航天可靠性工作尚不能满足飞速发展的航天事业的要求,航天的可靠性工作亟待进一步落实,具体表现在:1.型号可靠性大纲不落实从近年的情况看,型号可靠性大纲不落实的情况有三种:1)有可靠性大纲,也有可靠性工作计划,但只把部分可靠性项目列入型号可靠性工作计划,有的只把曾发生过质量问题的产品列入型号计划,有的虽列入计划,但无经费保证,难以落实;2)有可靠性大纲,也有可靠性工作计划,但可靠性工作未列入型号工作计划;3)只有可靠性工作大纲,没有可靠性工作计划,更没有列入型号研制计划.2.可靠性设计I作不落实对于某些未把可靠性工作列入型号研制计划或虽已列入型号研制计划但无经费保证的单位,也存在可靠性设计工作不落实的问题,其中也有三种情况:1)由于可靠性设计技术还不够普及,一些工程技术人员还不能在进行产品设计的同时把可靠性设计到产品中去,造成产品先天不足;2)航天产品一般由电子产品和非电子产品组成,目前,因为受技术水平的限制,非电产品的可靠性设计分析尚无成熟的办法, 所以很难对航天产品的设计可靠性进行全面分析.从国外情报资料得知,美国从1972年至1993年共发射巡航导弹数百枚,共失败90多枚,其中固弹体结构问题失败的占19,因发动机问题失败的占21,因控制系统问题造成失败的占18.由此可见,若只能对控制系统进行可靠性设计分析,全弹的可靠性很难保证.3)思想认识问题,不肯搞可靠性设计."3F"已推广几年了,有的产品设计,至今"一F"都不做3.可靠性队伍不充足目前,航天系统的可靠性队伍分两种:一种是专业队伍,它既承担可靠性研究,又承担型号可靠性工作}另一种是型号可靠性队伍,主要承担型号可靠性工作前几年,一些单位的可靠性队伍曾出现过壮大的趋势,但近几年,有些单位的可靠(下转第2O页)】7研究与探讨lQ&R)曲瞄丰纂3期t簿蘩掰期) 人类将在21世纪充分利用宇宙空间这个有利条件,生产出高纯度的医药用品.例如,干扰素的制造.要比在地球上利用遗传工程技术从生物细胞中提取的效率高得多,其纯度要比地面上的高4—5倍左右.又如,治癌新药~克隆抗体,生产这种抗体的方法是利用曾与疾病作过斗争并产生了抗体的细胞(例如淋巴细胞瘤细胞)与癌细胞融合,形成杂交细胞,这种杂交细胞将像癌细胞那样成倍地大量繁殖,而产生出来的却是能杀死癌细胞的抗体,但在地球上却难以分离出治疗癌症的最有效的抗体,在空间零重力环境下将可能比在地球上获得多得多的抗体原料.用同样的方法也可以生产出治疗疟疾的新药.人们还可以利用宇宙空间这个有利条件,制造出各种酶菌和进行多种细菌的培养工作,为医药工业提供新的场台和手段.4.空间修理业21世纪,宇宙空间中的航天器如太阳能电站,载人空间站,自动空间站,卫星等将大量增加这些造价昂贵的航天器在空间会因为各种原因而失灵.一但失灵,损失是相当惊人的为了减少损失,人们一方面采取多种技术措旋,加强地面试验.以提高航天器的可靠性,延长其使用寿命{另一方面设法以较小的代价使失灵的航天器"起死回生".这就需要有空间修理业.21世纪的空间修理业将象目前地球上的汽车修理业那样必旺.可重复使用的空间飞机.使空间修理业成为可能,因为它能在太空作机动飞行,靠近在轨道上运行的航天器,并通过载人机动器进入或捕捉航天器,加以修理.实现太空修理的另一个重要条件是积木化设计.所谓积木化设计.就是航天器上的仪器,设备均采用模块式结构设计.这样,不管仪器,设备那一部分出了故障,航天员只要拿出一个相同的备份件进行更换就可以了.这样,又22方便,又可靠.航天员可根据各种航天器故障的严重程度,决定在轨道修理,还是在航天飞机的货舱内修理,或是带回地面修理.5,空间旅游业随着21世纪航天事业的发展,人类生活水平的提高,空间旅游业也将兴隆起来. 6.空间通信业航天活动商业化将是世界未来航天业发展的一个战略趋向.航天商业化又能推动航天业突飞猛进的发展.在这一进程中,起龙头作用的且发展最快的将是空间通信业.据预测,2000年,空间通信业在各项航天服务中所占比重将达到9O,21世纪的空间通信业将得到更大的发展和完善.(未完待续)r",r;书{{讯}—_—+—+—中国航天工业总公司一院七.二所周源泉研究员集数十年的科研成果与应用经验, 撰写了《质量可靠性增长与评定方法》一书, 已于今年三月出版.该书以质量可靠性增长, 单元质量可靠性,系统质量可靠性评定为中心,系统地介绍了分布拟台优度检验,异常值检验,单元可靠性,维修性,可用性评定,环境园子,结梅可靠性设计与评定,质量可靠性增长,系统可靠性,可用性评定等质量可靠性模型与方法.该书对所给模型,方法,公式只列出结果而无繁琐的数学推导,着重给出各模型的工程物理意义,适用范围,使用条件,所需的原始数据,教表.并详细给出数值倒.书中还列出了大量最新研究成果,以方便工程人员举一反三地应用.全书共56万字,定价29.5元.需要者可与作者联系,联系电话: (010)68753271,(010)68756248;通讯处;北京9210信箱}邮编:100076.。
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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。
故障机理是指引起故障的物理、化学或生物的过程。
故障原因是指引起故障的设计、制造、使用和维修等有关的原因。
2、非关联故障是指已经证实未按规定的条件使用而引起的故障,或已经证实仅属某项将不采用的设计所引起的故障,关联故障才能作为评价产品可靠性的故障数。
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。
可靠性的基本概念及常用度量
可靠性的基本概念及常用度量一、单项选择题(每题的备选项中,只有1个最符合题意)1. 下述各参数中,不是度量产品可靠性的参数。
A.平均故障间隔时间B.产品的功耗C.故障率D.可靠度答案:B[解答] 可靠性与维修性的常用度量参数有:可靠度、故障(失效)率、平均失效(故障)前时间(MTFF)、平均故障间隔时间(MTBF)、贮存寿命和平均修复时间(MTFR)。
2. 若产品的寿命服从指数分布,则故障率的倒数是。
A.平均维修时间B.平均故障间隔时间C.失效概率D.系统可靠性答案:B[解答] 当产品的寿命服从指数分布时,产品的故障率为常数A,则平均故障间隔时间MTBF=MTFF=1/λ。
3. 产品故障率浴盆曲线中,偶然故障的特征是。
A.故障率随时间递增B.故障率随时间递减C.故障率近似为某个常数D.故障率先增后恒定答案:C[解答] 在偶然故障期,产品的故障率可降到一个较低的水平,且基本处于平稳状态,可以近似认为故障率为常数。
在这个时期产品的故障主要是由偶然因素引起的,偶然故障阶段是产品的主要工作期间。
4. 产品使用寿命与有关。
A.早期故障率B.规定故障率C.耗损故障率D.产品保修率答案:B[解答] 产品的使用寿命与产品规定条件和规定的可接受的故障率有关。
规定的允许故障率高,产品的使用寿命就长,反之,使用寿命就短。
5. 产品终止规定功能称为。
A.故障或失效B.失效C.故障D.待维修答案:A[解答] 产品或产品的一部分不能或将不能完成预定功能的事件或状态称为故障。
对于不可修复的产品也称失效。
故障的正式定义为终止或丧失完成规定的功能。
6. 规定的允许故障率______,产品的使用寿命就长,规定的允许故障率______,产品的使用寿命就短。
A.高;低B.低;高C.大;小D.小;大答案:A[解答] 参见第4题解析。
7. 是由于产品的规定功能随时间增加而逐渐衰退引起的。
A.早期故障B.偶然故障C.独立故障D.耗损故障答案:D[解答] 早期故障是指在产品投入使用的初期的产品故障,具有故障率较高,迅速下降的特征;偶然故障是由于偶然因素引起的故障,其重复出现的风险可以忽略不计,只能通过概率统计方法来预测;独立故障是指不是由于另一个产品故障引起的故障。
可靠性工程每章基本概念及复习要点
复习要点:❖可靠性❖广义可靠性❖失效率❖MTTF(平均寿命)❖MTBF(平均事故间隔)❖维修性❖有效性❖修复度❖最小路集及求解❖最小割集及求解❖可靠寿命❖中位寿命❖特征寿命❖研究可靠性的意义❖可靠性定义中各要素的实际含义❖浴盆曲线❖可靠性中常见的分布❖简述串联系统特性❖简述并联系统特性❖简述旁联系统特性❖简述r/n系统的优势❖并-串联系统与串-并联系统的可靠性关系❖马尔可夫过程❖可靠性设计的重要性❖建立可靠性模型的一般步骤❖降额设计的基本原理❖冗余(余度)设计的基本原理❖故障树分析优缺点广义可靠性:包括可靠性、维修性、耐久性、安全性。
可靠性:产品在规定时期内规定条件规定的时间完成规定功能能力。
耐久性:产品在规定的使用和维修条件下,达到某种技术或经济指标极限时,完成规定功能能力。
安全性:产品在一定的功能、时间、成本等制约条件下,使人员和设备蒙受伤害和损失最小的能力可靠度R(t):产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的概率累积失效概率F(t):也称不可靠度,产品在规定条件下和规定时间内失效的概率失效概率密度f(t):产品在包含t的单位时间内发生失效的概率失效率λ(t):工作到t时刻尚未失效的产品,在该时刻t后的单位时间内发生失效的概率。
基本:实验室条件下。
应用:考虑到环境,利用,降额和其它因素的实际使用环境条件下。
任务:元器件在执行任务期间,即工作条件下的基本不可修产品平均寿命MTTF:指产品失效前的平均工作时间可修MTBF:指相邻两次故障间的平均工作时间,称为平均无故障工作时间或平均故障间隔时间维修性:在规定的条件下使用的可维修产品,在规定的时间内,按规定的程序和法进行维修时,保持或恢复到能完成规定功能的能力维修度M(t):是指在规定的条件下使用的产品发生故障后,在规定的时间(0,t)内完成修复的概率。
修复率μ(t):修理时间已达到某一时刻但尚未修复的产品在该时刻后的单位时间内完成修理的概率。
可靠性基本概念(术语)
以下是可靠性术语第一部分-基本概念1、基本概念
以下是可靠性术语第二部分-故障2、故障
以下是可靠性术语第三部分-维修3、维修
以下是可靠性术语第四部分-时间4、时间
以下是可靠性术语第五部分-可靠性和维修性参数5、可靠性和维修性参数
以下是可靠性术语第六部分-可靠性和维修性管理6、可靠性和维修性管理
以下是可靠性术语第七部分-可靠性和维修性设计7、可靠性和维修性设计
以下是可靠性术语第八部分-可靠性和维修性试验8、可靠性和维修性试验
以下是可靠性术语第九部分-其他术语9、其他术语。
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可靠性设计主要符号表
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。
在具体使用“产品”这一词时,其确切含义应加以说明。
例如汽车板簧、汽车发动机、汽车整车等。
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。
因此以数学形式表示的可靠性各特征量都是时间的函数。
这里的时间概念不限于一般的年、月、日、分、秒,也可以是与时间成比例的次数、距离。
例如应力循环次数、汽车行驶里程。
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。
怎样才算是失效或故障,有时很容易判定,但更多情况则很难判定。
当产品指的是某个螺丛,显然螺栓断裂就是失效;当产品指的是某个设备,对某个零件损坏而该设备仍能完成规定功能就不能算失效或故障,有时虽有某些零件损坏或松脱,但在规定的短时间内可容易地修复也可不算是失效或故障。
若产品指的是某个具有性能指标要求的机器,当性能下降到规定的指标后,虽然仍能继续运转,但已应算是失效或故障。
究竟怎样算是失效或故障,有时要涉及厂商与用户不同看法的协商,有时要涉及当时的技术水平和经济政策等而作出合理的规定。
能力:只是定性的理解是比较抽象的,为了衡量检验,后面将加以定量描述。
产品的失效或故障均具有偶然性,一个产品在某段时间内的工作情况并不很好地反映该产品可靠性的高低,而应该观察大量该种产品的工作情况并进行合理的处理后才能正确的反映该产品的可靠性,因此对能力的定量需用概率和数理统计的方法。
按产品可靠性的形成,可靠性可分为固有可靠性和使用可靠性。
固有可靠性是通过设计、制造赋予产品的可靠性;使用可靠性既受设计、制造的影响,又受使用条件的影响。
一般使用可靠性总低于固有可靠性。
可靠度
可靠度是产品在规定条件下和规定时间内,完成规定功能的概率,一般记为R。
它是时间的函数,故也记为R(t),称为可靠度函数。
图1 图2
如果用随机变量T表示产品从开始工作到发生失效或故障的时间,其概率密度为f(t)如上图所示,若用t表示某一指定时刻,则该产品在该时刻的可靠度
图1
对于不可修复的产品,可靠度的观测值是指直到规定的时间区间终了为止,能完成规定功能的产品数与在该区间开始时投入工作产品数之比,即
图2
式中:N——开始投入工作产品数
N
(t)——到t时刻完成规定功能产品数,即残存数
a
N
(t)——到t时刻未完成规定功能产品数,即失效数。
f
可靠寿命
可靠寿命:可靠寿命和中位寿命
可靠寿命是给定的可靠度所对应的时间,一般记为t(R)。
如图13·1-5所示,一般可靠度随着工作时间t的增大而下降,对给定的不同R,则有不同的t(R),即
t(R)=R-1(R)
式中R-1——R的反函数,即由R(t)=R反求t
可靠寿命的观测值是能完成规定功能的产品的比例恰好等于给定可靠度时所对应的时间。
累积失效概率
累积失效概率:累积失效概率是产品在规定条件下和规定时间内未完成规定功能(即发生失效)的概率,也称为不可靠度。
一般记为F或F(t)。
因为完成规定功能与未完成规定功能是对立事件,按概率互补定理可得F(t)=1-R(t)
对于不可修复产品和可修复产品累积失效概率的观测值都可按概率互补定理,取
平均寿命
平均寿命:平均寿命是寿命的平均值,对不可修复产品常用失效前平均时间,一般记为MTTP,对可修复产品则常用平均无故障工作时间,一般记为MTBF。
它们都表示无故障工作时间T的期望E(T)或简记为t。
如已知T的概率密度函数f(t),则
经分部积分后也可求得
失效率和失效率曲线
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.
按上述定义,失效率是在时刻t尚未失效产品在t+△t的单位时间内发生失效的条件概率.即
它反映t时刻失效的速率,也称为瞬时失效率.
失效率的观测值是在某时刻后单位时间内失效的产品数与工作到该时刻尚未失效的产品数之比,即
失效率曲线:典型的失效率曲线失效率(或故障率)曲线反映产品总体个寿命期失效率的情况。
图示13.1-8为失效率曲线的典型情况,有时形象地称为浴盆曲线。
失效率随时间变化可分为三段时期:
(1)早期失效期,失效率曲线为递减型。
产品投稿使用的早期,失效率较高而下降很快。
主要由于设计、制造、贮存、运输等形成的缺陷,以及调试、跑合、起动不当等人为因素所造成的。
当这些所谓先天不良的失效后且运
转也逐渐正常,则失效率就趋于稳定,到t
0时失效率曲线已开始变平。
t
以前
称为早期失效期。
针对早期失效期的失效原因,应该尽量设法避免,争取失效率低且t
短。
(2)偶然失效期,失效率曲线为恒定型,即t
0到t
i
间的失效率近似为常
数。
失效主要由非预期的过载、误操作、意外的天灾以及一些尚不清楚的偶然因素所造成。
由于失效原因多属偶然,故称为偶然失效期。
偶然失效期是能有效工作的时期,这段时间称为有效寿命。
为降低偶然失效期的失效率而增长有效寿命,应注意提高产品的质量,精心使用维护。
加大零件截面尺寸可使抗非预期过戴的能力增大,从而使失效率显著下降,然而过份地加大,将使产品笨重,不以济,往往也不允许。
(3)耗损失效期,失效率是递增型。
在t
1
以后失效率上升较快,这是由于产品已经老化、疲劳、磨损、蠕变、腐蚀等所谓有耗损的原因所引起的,故称为耗损失效期。
针对耗损失效的原因,应该注意检查、监控、预测耗损开始的时间,提前维修,使失效率仍不上升,如图13.1-8中虚线所示,以延长寿命不多。
当然,修复若需花很大费用而延长寿命不多,则不如报废更为经济。
失效率λ的概略值
零部件名称λ[失效数/(106h)]
零部件名称最上限平均最下限
机床铸件(基础铸件) 0.70.1750.015
一般轴承 1.00.50.02
球轴承(高速、重载) 3.53 1.80.075
球轴承(低速、低载) 1.720.8750.035
轴套或轴承 1.00.50.02
滚子轴承0.0040.0020.02
凸轮 1.10.40.001
离合器0.930.60.06
电磁离合器 1.3480.6870.45
弹性联轴器0.0490.0250.027
液压缸0.120.0080.001
气压缸0.0130.0040.005
带传动 1.5 3.8750.002
O型密封圈0.080.020.142
橡胶密封圈0.030.020.011
压力表7.8 4.00.135
齿轮0.200.120.0118
齿轮箱(运输用)0.360.200.11
扇形齿轮 1.80.9120.051
箱体 2.05 1.10.051
电动机0.580.30.11
液压马达7.15 4.3 1.45
转动密封 1.120.70.25
滑动密封0.920.30.11
轴0.620.350.15
弹簧0.2210.11250.004
弹簧(校准用)0.420.220.009
弹簧(恢复力用)0.0220.0120.001
阀门8 5.1 2.0
可靠性特征量间的关系
可靠性特征量中可靠度R(t),累积失效率(也叫不可靠度)F(t)、概率密度f(t)和失效率λ(t)是四个基本函数,只要知道其中一个,则所有变量均可求得.基本函数间的关系见下表。
可靠性特征
R(t)F(t)f(t)λ(t)
量
R(t)(可靠度)-1-F(t)
F(t)(累积失
1-R(t)-
效率)。