可靠性和可靠性工程
可靠性工程基本理论
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/NR=(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（Failurerate）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。
质量与可靠性工程培养方案
质量与可靠性工程培养方案一、培养目标质量与可靠性工程培养的基本目标是培养掌握质量与可靠性工程基本理论和方法，具有较扎实的数学、力学、材料学等基础知识和较深的专业知识，能够在设计、生产、测试和管理过程中，通过计算、实验和系统仿真等手段，保证产品的质量和可靠性，并在工程实践中具有较强综合分析和解决问题的能力的高层次专门人才。
二、培养方案1. 课程设置在培养质量与可靠性工程专业人才时，首先要从课程设置上入手，根据当前行业的需求和发展趋势，合理安排理论课程和实践课程。
理论课程包括数学、物理学、统计学、工程力学、材料学等基础课程，以及质量管理、可靠性工程、系统工程、信号处理、工业工程等专业课程。
实践课程包括实验课程、实习、毕业设计等。
通过这些理论和实践课程的有机结合，学生可以全面掌握质量与可靠性工程的基础理论和方法，并能够灵活运用在实际工程实践中。
2. 课程内容在课程内容上，质量与可靠性工程的培养方案应包括如下内容：（1）质量工程质量概念、质量目标和标准、质量保证、质量控制、质量改进等内容。
（2）可靠性工程可靠性基本概念、可靠性分析、可靠性设计、可靠性测试、可靠性管理等内容。
（3）统计学抽样理论、统计检验、方差分析、充分性检验等内容。
（4）质量管理TQM、6σ等质量管理理论和方法。
（5）系统工程系统工程的基本概念、系统分析、系统设计、系统评估等内容。
（6）工业工程工程经济学、生产计划与控制、物流管理等内容。
3. 实践教学质量与可靠性工程的实践教学是培养高素质专门人才的重要环节。
实践教学应包括实验教学、实习教学和毕业设计。
实验教学旨在培养学生动手能力和实验探究精神，使学生能够熟练掌握质量与可靠性工程的实验技能。
实习教学是通过到企业参观、参与生产实践等形式，让学生了解企业的实际生产过程和管理方式。
毕业设计是学生综合运用所学知识，解决实际问题的重要环节。
4. 实践环节为了增强学生的综合素质和实践能力，学校可以与企业合作，建立实践基地，让学生在企业中参与生产实践，了解企业的具体管理方式，同时学校可以组织学生参加质量认证考试、质检比赛等实践活动，在实践活动中锻炼学生解决问题的能力，提高学生的综合素质。
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；
软件可靠性工程
软件可靠性工程第一点：软件可靠性工程的概念与重要性软件可靠性工程是一门专注于提高软件产品可靠性的工程学科。
在当今信息化时代，软件已经成为人们生活和工作中不可或缺的一部分，软件的可靠性直接关系到人们的生命财产安全和国家信息安全。
因此，软件可靠性工程的研究和实践具有极其重要的意义。
软件可靠性工程主要研究如何设计和开发出可靠性高的软件产品，如何在软件运行过程中保证其可靠性，以及如何评估和改进软件的可靠性。
软件可靠性工程的目标是确保软件产品在规定的条件和时间内能够正常运行，不出现故障或者错误。
软件可靠性工程包括多个方面的内容，如可靠性模型、可靠性预测、可靠性设计、可靠性测试、可靠性评估等。
可靠性模型用于描述软件可靠性随时间的变化规律，可靠性预测用于预测软件在未来的运行中可能出现的故障情况，可靠性设计则是在软件设计阶段就考虑如何提高软件的可靠性，可靠性测试则是通过测试来验证软件的可靠性，可靠性评估则是评估软件的可靠性是否满足需求。
软件可靠性工程的重要性主要体现在以下几个方面：1.保障用户利益：软件可靠性工程能够确保软件产品在正常使用条件下能够满足用户的需求，不出现故障或者错误，从而保障用户的利益。
2.提高企业竞争力：软件可靠性工程能够提高软件产品的质量和可靠性，提高企业的信誉和品牌形象，从而提高企业的竞争力。
3.保障国家信息安全：软件可靠性工程能够提高关键信息系统的可靠性，保障国家信息安全。
4.促进软件产业发展：软件可靠性工程能够推动软件产业的技术进步和创新发展。
第二点：软件可靠性工程的方法与实践软件可靠性工程的方法和实践主要包括以下几个方面：1.可靠性模型：可靠性模型是软件可靠性工程的基础，常用的可靠性模型有失效模式和影响分析（FMEA）、故障树分析（FTA）、马尔可夫模型等。
通过建立可靠性模型，可以分析和预测软件的可靠性，为软件可靠性工程提供指导。
2.可靠性设计：可靠性设计是在软件设计阶段就考虑如何提高软件的可靠性。
第九章可靠性工程基础
产品在规定的条件下满足给定定量特性要求的自 身能力称为产品固有能力 (Capability)，简写为 C，一般就是产品的性能，固有能力参数是一系列 指标体系。
产品在规定的条件下满足给定定量特征和服务要求 的能力称为产品的效能 (Effectiveness)，简写 为E。它是产品可用性(A)、可信性(D)及固有能 力(C)的综合反映。效能的一种简单表达式为 E=ADC
维修度M(t) 平均修复时间MTTR(Mean Time to Repair)等。
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一个产品不工作的时间NT(Down Time)包 括以下两部分：
（1）在设备、备件、维修人员和维修规程等齐全 的条件下，用于直接维修工作的时间，称为直接维 修时间MT(Maintenance Time)。 （2）由于保障资源补给或管理原因等延误而造成 的时间，称为延误时间DT (Delay Time)。
质量管理
中南财经政法大学
胡铭
1
第九章 可靠性工程基础
2
可靠性是产品的基本质量特性之一，是评价 产品质量的重要指标。
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第一节 可靠性及其相关概念
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一、可靠性概况
美国1957年发射的“先锋号”卫星，由于 一个价值2美元的器件出现故障，造成价值 220万美元的损失；
1986年1月28日，美国航天飞机“挑战者 号”起飞76秒后爆炸，7名宇航员丧生，直 接损失达12亿美元，使美国的民族精神受 到严重创伤，这次事故的直接原因就是因为 一个密封圈不密封引起的。
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（二）维修性
维修性指的是产品维修的难易程度，是产品 设计所赋予的一种维修简便、迅速和经济的 固有属性。
通常定义为：“产品在规定条件下和规定时 间内，按规定的程序和方法进行维修时，保 持或恢复到规定状态的能力”，简写为M。 其概率度量称为维修度。
可靠性工程师职责描述
可靠性工程师职责描述可靠性工程师是一种专门负责产品可靠性的工程师，主要职责是确保产品在使用过程中的可靠性和稳定性。
他们通过设计、测试和改进产品，以确保产品能够持续运行，并满足客户和市场的需求。
以下是可靠性工程师的主要职责描述：1. 确保产品在设计阶段考虑到可靠性因素。
可靠性工程师需要参与产品设计过程，分析产品的可靠性要求和设计方案，并提出改进建议。
他们需要使用可靠性工程的方法和工具，如故障模式与影响分析（FMEA）和故障树分析（FTA）等，以评估和降低产品的故障概率和影响。
2. 制定产品测试计划和策略。
可靠性工程师需要设计和执行各种产品测试，如可靠性测试、环境测试和可重复性测试等，以验证产品的可靠性和稳定性。
他们需要制定测试计划和策略，并确保测试过程和结果的准确性和可靠性。
3. 分析产品故障和问题。
可靠性工程师需要分析和解决产品故障和问题，通过故障数据分析和统计方法，确定故障根因，并提供解决方案和改进建议。
他们需要与其他相关团队合作，如设计团队、制造团队和供应商，以解决产品质量和可靠性问题。
4. 开展可靠性改进项目。
可靠性工程师需要开展可靠性改进项目，以提升产品的可靠性和稳定性。
他们需要收集并分析产品的可靠性数据和用户反馈，根据分析结果提出改进方案，并推动改进项目的实施和跟踪。
5. 提供技术支持和培训。
可靠性工程师需要向其他团队成员提供技术支持和培训，以帮助他们理解和应用可靠性工程的方法和工具。
他们需要解答团队成员的问题，解决技术难题，并培训他们使用产品测试设备和工具。
6. 编制和维护产品可靠性文档。
可靠性工程师需要编制和维护产品的可靠性文档，包括可靠性测试报告、故障分析报告和改进计划等。
他们需要确保文档的准确性和完整性，并定期更新和修订文档。
7. 进行供应商评估和管理。
可靠性工程师需要评估和管理供应商的可靠性性能，包括供应商的制造能力、质量控制体系和供应链可靠性等。
他们需要与供应商合作，共同制定可靠性改进计划，并监督和评估供应商的改进进展。
可靠性工程技术基础
2.1.2 可靠性定量要求——主要指标参数
d.平均首次故障前时间 mean time to first failure (MTTFF) 可修复产品的一种基本可靠性参数。其度量方法为：在规
定的条件下，产品从开始使用到出现首次故障时产品寿命单 位总数与产品首次故障总数之比。
e. 故障率 产品可靠性的一种基本参数。其度量方法为：在规定的
表5 可靠性设计（定量）工作内容
合同和研制任 务书中规定的 期望产品达到 的合同指标， 它是承制方进 行可靠性设计 的依据
合同和研制任 务书中规定 的、产品必须 达到的合同指 标，它是进行 厂内考核或验 证的依据
*下面列出可靠性常用的设计指标参数
8 可靠性工程技术基础
2.1.2 可靠性定量要求——主要参数特征量
a. 可靠度 可靠性的概率度量，其符号为R(t) 例如: R(t)=0.95，0.99等。
条件下和规定的期间内，产品的故障总数与寿命单位总数之 比。
10 可靠性工程技术基础
表3
产品层次
可靠性常用的设计指标参数的应用
产品使用特征量
连续或间歇工作 连续或间歇工作 一次性使用
(可修复)
(不可修复)
装备
R(t)或MTBF R(t) 或MTTF
P(S)或P(F)
分系统 设备
R(t)或MTBF
R(t)或λ
1 可靠性工程技术基础
可靠性发展与产品质量的特性关系
产品质量的固有特性包含了产品的性能特性、专门特性、经济性、 时间性、适应性等方面，如图所示。
产品质量的固有特性
性能特性
专门特性
经济性 时间性 适应性
可 安 维 保 测 寿命 靠 全 修 障 试 周期 性 性 性 性 性 费用
可靠性工程知识点总结
可靠性工程知识点总结在可靠性工程中，有一些重要的知识点需要深入了解和掌握。
本文将对可靠性工程的一些关键知识点进行总结和介绍。
一、可靠性基础1. 可靠性定义可靠性是指产品或系统在规定条件下能够保持其功能的能力。
可靠性工程致力于提高产品或系统的可靠性，以确保其在使用过程中能够稳定可靠地运行。
2. 可靠性指标常见的可靠性指标包括：MTBF（Mean Time Between Failures，平均无故障时间）、MTTR（Mean Time To Repair，平均修复时间）、系统可靠度等。
这些指标可以帮助工程师评估产品或系统的可靠性水平，并进行改进和优化。
3. 可靠性工程的原则可靠性工程遵循一些基本原则，包括：从源头预防、持续改进、全员参与、数据驱动等。
这些原则可以帮助企业建立和维护高可靠性的产品或系统。
二、可靠性设计1. 可靠性设计思想可靠性设计是产品或系统的可靠性的根本保证。
它包括从设计阶段就考虑可靠性需求，选择可靠的零部件和材料，优化结构和工艺，提高系统容错性等。
可靠性设计思想是将可靠性纳入产品或系统整个生命周期的设计过程中。
2. 可靠性设计方法可靠性设计方法包括：FMEA（Failure Mode and Effect Analysis，故障模式与影响分析）、FTA（Fault Tree Analysis，故障树分析）、DFR（Design for Reliability，可靠性设计）等。
这些方法可以帮助设计人员分析和评估产品或系统的潜在故障模式和影响，并制定相应的改进措施。
3. 可靠性验证可靠性验证是验证产品或系统可靠性设计是否符合实际要求的过程。
它包括可靠性测试、可靠性评估、可靠性验证试验等。
可靠性验证可以帮助企业确认产品或系统的可靠性水平，并进行必要的改进和调整。
三、可靠性制造1. 可靠性制造要求可靠性制造是保证产品或系统在制造过程中能够保持设计要求的过程。
它包括制定严格的制造工艺和流程、选择合格的供应商和原材料、进行严格的工艺控制和巡检等。
建筑安全与可靠性
建筑安全与可靠性建筑安全与可靠性可靠性⼯程是提⾼系统在整个寿命周期内可靠性的⼀门有关设计、分析、试验的⼯程技术。
可靠性是指产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能⼒，产品的可靠性与外界环境的应⼒状态和对产品功能的需求密切相关。
如今，可靠性⼯程已经渗透到了社会的各个领域，包括建筑、化⼯等⽅⾯。
可靠性⼯程的研究对于提⾼产品、结构的安全和可靠性能尤为重要。
为了实现产品的⾼可靠性，系统科学、统计学和故障物理构成了可靠性⼯程的基础。
特别是故障解析和失效分析备受关注，已逐步深⼊到材料学、⼒学、电⼦学、化学、机械学及物理学等多个学科，侧重微观分析，研究故障原因、变化规律及预防。
本⽂将从可靠性⼯程的发展历史现状，研究的重要意义，和建筑安全的联系⼏个⽅⾯对可靠性⼯程展开论述。
可靠性⼯程的发展历史现状有组织地进⾏可靠性⼯程研究，是20世纪50年代初从美国对电⼦设备可靠性研究开始的。
到了60年代才陆续由电⼦设备的可靠性技术推⼴到机械、建筑等各个⾏业。
后来，⼜相继发展了故障物理学、可靠性试验学、可靠性管理学等分⽀，使可靠性⼯程有了⽐较完善的理论基础。
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。
在汶川地震等重⼤事故发⽣后，有关建筑⼯程的可靠性问题⼀直是我国学者研究的重点话题。
但是在实践操作中虽然在施⼯技术⽅⾯已经能够⽐较有效的解决建筑的可靠性问题，但是许多施⼯单位并没有给予重视，⽽是偏向于建筑的经济性⽅⾯，于是在实际中出现了⼀些原本不应该出现的重⼤事故。
⽬前，我国的可靠性理论和应⽤研究与发达国家相⽐还有⼀定差距。
特别是加⼊世界贸易组织后，“中国制造”，产品的质量和可靠性⾯临着国际贸易竞争的严峻考验，我们需要借鉴发达国家的经验，加强可靠性理论和应⽤研究，推进我国的可靠性⼯程快速发展。
可靠性⼯程研究的重要意义可靠性⼯程的诸多研究成果，有效地促进了世界经济的快速发展。
质量管理与可靠性(可靠性)
改进效果评估和总结
01
总结
02
通过针对可靠性的改进，该品牌智能手机成功解决了通话质量
问题，提高了用户体验和市场竞争力。
在产品开发过程中，关注用户反馈和市场动态，及时发现并解
03
决问题，是提升产品质量和可靠性的关键。
THANKS
感谢观看
考虑环境因素
评估产品在预期使用环境中的可靠性需求，包括温度、湿 度、振动等。
产品开发中的可靠性设计
冗余设计
通过增加备份或并联系统来提 高产品的可靠性。
简化设计
减少产品中组件的数量和复杂 性，降低故障风险。
容错设计
采用容错技术，如三取二冗余 ，以提高产品的可靠性。
热设计
确保产品在预期温度范围内运 行，避免因过热而导致的故障
02
可靠性工程基础
可靠性预测
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基于历史数据的预测
利用历史数据和统计方法，预测产品或系统的可 靠性。
基于失效物理模型的预测
根据产品或系统的失效物理模型，预测其可靠性。
3
基于仿真模型的预测
通过建立仿真模型，模拟产品或系统的运行环境， 预测其可靠性。
可靠性设计
冗余设计
通过增加额外的组件或系统来提高产品的可靠性。
制定可靠性指标
在设计阶段，应制定产品的可靠性指标，如平均故障间隔时间（MTBF）、故障率等，以便 对产品进行量化的可靠性评估。
提高生产阶段的可靠性
严格控制原材料质
量
确保原材料的质量是提高产品可 靠性的基础，应选择质量稳定、 可靠的供应商，并对原材料进行 质量检验。
推行生产过程的标
准化
通过制定和执行标准化的工艺流 程、操作规程和检验标准，保证 生产过程中的产品质量和可靠性。
2024版可靠性工程师培训
可靠性工程师培训•可靠性工程基础•可靠性分析方法与工具•可靠性设计与优化•可靠性试验与评估•可靠性管理与改进•可靠性工程师职业发展可靠性工程基础可靠性定义与重要性可靠性的定义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。
可靠性的重要性是产品质量的核心指标，直接影响产品的安全性、耐用性和经济性。
20世纪初，随着工业革命的推进，人们开始关注产品的可靠性问题。
萌芽阶段形成阶段发展阶段20世纪50年代，军事领域开始重视可靠性工程，并逐渐形成了一套完整的理论和方法体系。
20世纪70年代至今，可靠性工程在各个领域得到广泛应用，并不断发展和完善。
030201汽车工业随着汽车技术的不断发展和消费者对汽车安全性的要求不断提高，可靠性工程在汽车工业中的应用也越来越广泛。
航空航天领域航空航天器的复杂性和高风险性要求必须高度重视可靠性工程。
军事领域军事装备对可靠性的要求极高，因此可靠性工程在军事领域具有重要地位。
电子工业电子产品的高集成度和高复杂性使得可靠性工程在电子工业中具有重要作用。
其他领域如核工业、化工、医疗等领域也对可靠性工程有不同程度的需求和应用。
可靠性分析方法与工具故障模式与影响分析（FMEA）FMEA定义和目的识别潜在故障模式及其对系统性能的影响，以便采取预防措施。
FMEA实施步骤包括定义范围、确定功能、分析故障模式、评估影响及风险等。
FMEA应用案例通过实例说明FMEA在产品设计、制造过程中的作用。
用图形方式表示系统故障与导致故障的各种因素之间的逻辑关系。
FTA 基本概念构建故障树、计算故障概率、识别关键故障路径等。
FTA 分析步骤通过实例说明FTA 在复杂系统可靠性分析中的应用。
FTA 应用案例分析特定事件发生后可能导致的各种后果，以便制定相应的应对措施。
ETA 定义和目的确定初始事件、构建事件树、分析各分支事件的概率及后果等。
ETA 实施步骤通过实例说明ETA 在风险评估和应急计划制定中的应用。
产品设计五性：可靠性、维修性、安全性、测试性及保障性
3 “五性”的定义、联系及区别3。
1 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。
可靠性的概率度量称为可靠度（GJB451-90）。
可靠性工程：为达到产品的可靠性要求而进行的一套设计、研制、生产和试验工作。
（GJB451-90）显然，这个定义适用于各种装备、设备、系统直至零部件的各个产品层次。
可靠性是产品的一种能力，持续地完成规定功能的能力，因此，它强调“在规定时间内”；同时,产品能否可靠地完成规定功能与使用条件有关，所以，必须强调“在规定的条件下".为了使产品达到规定的可靠性要求，需要在产品研制、使用开展一系列技术和管理活动，这些工程活动就是可靠性工程。
即:可靠性工程是为了达到产品的可靠性要求而进行的一套设计、研制、生产和试验工作。
(GJB451—90)。
实际上,可靠性工程还应当包含产品使用、储存、维修过程中的各种保持和提高可靠性的活动.3.1。
1可靠性要求3。
1.1.1 定性要求对产品的可靠性要求可以用定性方式来表达，满足这些要求使用中故障少、即使发生故障影响小即可靠。
例如，耐环境特别是耐热设计,防潮、防盐雾、防腐蚀设计,抗冲击、振动和噪声设计,抗辐射、电磁兼容性，冗余设计、降额设计等。
其中冗余设计可以在部件（单元）可靠性水平较低的情况下,使系统（设备）达到比较高的可靠性水平。
比如，采用并联系统、冷储备系统等。
除硬件外，还要考虑软件的可靠性。
3。
1。
1。
2 定量要求可靠性定量要求就是产品的可靠性指标.产品的可靠性水平用可靠性参数来表达,而可靠性参数的要求值就是可靠性指标。
常用的产品可靠性参数有故障率、平均故障间隔时间以及可靠度.故障率是在规定的条件下和规定的时间内,产品的故障总数与时间（寿命单位总数）之比。
即平均使用或储存一个小时(发射一次或行驶100km）发生的故障次数.平均故障间隔时间（MTBF）是在规定的条件下和规定的时间内，产品寿命单位(时间）总数与故障总次数之比。
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。
设备技术要求的可靠性工程和可行性评估
设备技术要求的可靠性工程和可行性评估设备技术要求的可靠性工程和可行性评估一、可靠性工程的重要性随着现代化技术的推进和产业的发展，各类设备在生产过程中所承担的任务越来越重要。
无论是在工业、农业还是服务业中，设备都是企业运作的重要组成部分。
因此，设备的可靠性成为企业能否承担任务、提供稳定的产品和服务的技术基础。
可靠性工程是在设计、制造、测试、运行和维护设备的过程中，通过有效的管理和控制手段，降低设备发生故障和停机的概率，同时提高设备的寿命和稳定性。
通过可靠性工程，可以从技术和管理两个层面上确保设备的可靠性。
二、可靠性工程的技术要求1. 设备设计阶段：在设备设计阶段，应考虑到设备的可靠性需求，并优先满足这些需求。
具体要求如下：- 设备应具备足够的强度和刚度，能够耐受设计寿命内的承载和运行条件；- 设备应具备良好的耐腐蚀性能，能在各种环境条件下正常运行；- 设备的接口设计应合理，能够与配套设备连接紧密，确保传递能量和信息的可靠性；- 设备的制造工艺应具备高度自动化和精密加工的能力，确保零件的尺寸和质量符合要求；- 设备应具备良好的热稳定性和热可靠性，能在高温和低温环境下正常工作；- 设备应具备良好的电磁兼容性，能够在电磁环境下正常工作。
2. 设备制造阶段：在设备制造阶段，应采取一系列措施确保设备制造的可靠性。
具体要求如下：- 严格按照设备设计要求进行加工和装配，控制零件尺寸和质量的误差；- 使用高质量的材料和零部件，确保设备在使用寿命内不发生损坏和磨损；- 强化设备的质量管控，建立严格的质量控制体系，保证每一台设备的质量可靠；- 在设备生产过程中，加强设备的试验和检测，对关键部件和系统进行全面的性能测验。
3. 设备运行阶段：在设备运行期间，应加强设备的维护和监控，及时发现和解决设备的故障。
具体要求如下：- 对设备进行定期的维护保养，清理和调整设备，确保其正常运行；- 建立设备故障和维护记录，记录设备的故障现象和维护操作，及时发现并解决潜在的故障；- 加强设备的在线监测和故障诊断能力，引入先进的传感器和分析技术，实现对设备状态的实时监测和分析。
可靠性工作内容
可靠性工作主要内容时间:2006-12-13 09:08来源:作者:点击: 4006次可靠性工作主要内容可靠性工作包括两个方面：可靠性管理和可靠性工程。
为了有效地提高产品可靠性，必须把可靠性工作的主要项目适时地安排在整个产品寿命周期内，尤其在产品研制阶段。
利用可靠性工程技术，对其进行严密的监控，才能达到预期的目的。
现以武器装备为例，其它大型系统或民用系统及设备可以此为参照。
武器装备研制、生产与使用主要划分为：论证阶段、方案阶段、工程研制阶段、设计定型阶段、生产定型阶段、生产阶段及使用阶段。
各阶段可靠性与维修性工作内容很多，甚至有些工作项目贯彻始终，但各阶段可靠性与维修性主要工作如下。
1．论证阶段应当提出武器装备可靠性与维修性定量、定性要求：（1）使用部门负责组织武器装备战术技术论证时，应当提出可靠性与维修性定量、定性要求，并纳入武器装备《战术技术指标》。
（2）武器装备战术技术指标论证报告应当包括：可靠性与维修性指标依据及科学性、可靠性分析；国内外同类武器装备可靠性与维修性水平分析；武器装备寿命剖面、任务剖面及其它约束条件；可靠性与维修性指标考核方案设想；可靠性与维修性经费需求分析。
（3）在组织武器装备战术技术指标评审时，应当包括对可靠性与维修指标的评审。
2. 方案阶段应当确定武器装备可靠性与维修性方案和相应的保证措施：（1）研制部门会同使用部门及有关单位组织武器装备研制方案论证时，必须包括可靠性与维修性方案的论证，论证结果应当纳入《研制任务书》。
（2）武器装备《研制任务书》应当包括：经完善、确定的可靠性与维修性定量、定性要求；可靠性与维修性重要保证措施；可靠性与维修性指标考核验证方法及相应条件安排；可靠性与维修性经费预算。
（3）武器装备研制方案论证报告应当包括：达到可靠性与维修性指标及相关要求必须采取的技术方案分析；与技术方案相适应的可靠性与维修性工作项目；可靠性与维修性经费预算的依据。
（4）使用部门为工程研制招标和签订合同需要而编制的《工作说明》中，应当提出明确的可靠性与维修性大纲要求。
工程技术中的可靠性设计
工程技术中的可靠性设计工程技术中的可靠性设计是指在工程设计过程中，通过分析和评估工程系统的可靠性，以保证工程系统在设计寿命内能够按照预期要求正常工作的设计方法和技术。
可靠性设计是对工程系统质量和实用性的重要保障，是一个高度专业的领域，需要在多个学科领域中集成知识和技能才能进行有效操作。
工程技术中的可靠性设计的目的在于解决工程系统在使用期间经常会发生的各种问题，并为保证设备的长寿命，稳定和可靠的运行，提高工程系统的效率、经济价值和用户满意度，各方面都发挥了重要作用。
可靠性设计的思想可靠性设计的核心思想是在系统设计过程中尽可能地消除故障，从而提高系统的可靠性和安全性。
因此，在设计过程中，必须全面考虑到每一个环节的影响因素，进行全面和合理的分析和评估，最大程度地消除故障，提高系统的可靠性。
可靠性设计需要全面的系统思维，把所有的元素都连接在一起，以保证系统内外部分配、运作和维护等环节的协调和平衡。
工程系统中可靠性设计的要素要么与设备的安全性有关，要么与可靠性有关。
在实践中，进行可靠性设计通过分析所有可能的故障原因，并对这些因素进行定量分析以制定适当的解决方案。
评估可靠性在工程系统设计中，评估可靠性具有至关重要的作用。
评估可靠性是一个非常全面、精确的过程，涵盖了多组指标。
在可靠性评估过程中，应该去分析每一个系统组成部分的特性，以确定系统组成部分的可靠性特性的定量分析，然后应该提出相应的成本优化，同时也应该评估这些组成部分的重要性，优先权和预算要求。
基于评估结果，设计师要考虑各种可靠性算法模型，以找到最合适的解决方案。
例如，可靠性分析技术是评估工程设备可靠性的强有力工具。
可靠性分析技术可以根据一个系统的特定故障来预测其发生的概率，这些故障通常通过状况模拟技术来分析得出。
可靠性分析技术是基于统计学原理、决策理论和模型建立的，具有高度的科学精度，并能够根据系统的特性和参数来选择最佳设计方案。
采用可靠性分析技术可以减少因系统故障所造成的影响，提高系统的运行效率和可靠性。
可靠性工程ReliabilityEnginnering-北航
工程过程与质量管理(各阶段的关键点)
2013-7-15
12
可靠性工程概述
可靠性工程概念
为达到产品的可靠性要求而进行的一套设计、研制、 生产和试验工作：设计分析、试验与验证、管理、信 息与评估 RE是可靠性系统工程的一个分支，是可靠性系统工程 的核心，也是RMSE的首要任务。产品的可靠性是设计、 生产和管理出来的 可靠性工程装备开发系统工程的一个分支。服从装备 开发系统工程和工程过程的基本规律
并行
改传统的串行方式为并行方式 并行与协调
以产品为核心
需求牵引，思想观念的更新
2013-7-15 11
工程过程概念
设计 (方案) RMS 产品 功能/ 性能 其他 其他 生产 制造(工 艺、工 装、生产) RMS 产品 工装 设计 工艺 RMS
设计 工艺 产品 工装 其他 生产 其他 生产 工装 RMS 产品 设计 工艺
2013-7-15 0.865 0.925 0.8
功能/性能，款式、构型等 0.6 可靠性(寿命)、维修性、产品支援 质量 价格/使用费用
0.865
0.52
6
装备研制与可靠性工程
系统工程(System Engineering)
系统工程是组织管理系统的规划、研究、设计、制造、 试验和使用的科学方法，是一种对所有系统都具有普 遍意义的科学方法[钱学森] 从整体出发合理开发、设计、实施和运用系统的工程 技术[中国大百科]
2013-7-15 15
可靠性工程内涵及其外延
产品特性
产品(系统)
固有属性
可靠性 维修性 保障性
故障
系统失效 (不可靠) 事故 (不安全)
安全性
可靠性工程概论
可靠性工程
可靠性工程技术 可靠性管理
日本以民用产品为主，大力推进机械可靠性的应用研究。
可 靠 性 工 程 的 基 本 内 容
1、 可 靠 性 基 本 理 论
2、 可 靠 性 设 计
3、 可试 靠验 性
4、 制造
集合论与逻辑代数； 图论与随机过程； 系统工程与人素工程学； 环境工程学与环境应力分析； 试验及分析基础理论。
热设计、 防潮、腐蚀、盐雾、
机械可靠性研究的历史
1980年， E.B.Haugen出版了比较全面的概率机械设计专 著。
20世纪70年代，美国将可靠性设计技术引入汽车、发电 设备、拖拉机和发电机等机械产品中。
20世纪70、80年代，Cambou等人提出了概率有限元法 计算复杂结构强度。
20世纪80年代，引入模糊数学描述强度—应力的关系， 计算模糊可靠度。
可靠性工程概论
质量的定义
质量：产品、过程或服务满足规定要求 的特征和特征的总和。
1°产品的性能是否达到满足功能要求 的各项技术指标。
2°在工作中能否继续满足功能要求， 即技术指标保持程度和产品损坏情况。
质量与可靠性关系
从广义质量观看，质量涵盖可靠性 从狭义的质量观看，就是“符合性质量”
可靠性毕竟与狭义的质量管理还是有很大区别的，质量 出了问题，往往批次性很强
可靠性是更深层次的与设计、工艺相关的根本性 问题。
有些企业对于可靠性工程有一种错误观念，认为可靠性 工程是质量部门的事情，而设计部门却很少人员参与。
产品的可靠性是在设计阶段就已经决定了 在用户使用过程中，均是“可靠性”问题
迫切需要研究可靠性的原因
1．产品的可靠性与企业的生命、国家的安全紧 密相关。 2．产品性能的优化、结构的复杂化要求有很高 的可靠性。 3．产品更新速度的加快，使用场所的广泛性、 严酷性，要求有很高的可靠性。 4．产品竞争的焦点是可靠性。 5．大型产品的可靠性是一个企业、一个国家科 技水平的重要标志。
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(t)
恒定故障率区：故障率保 持不变* 使用寿命
•确定使用寿命 •零部件个未能更换时间
规定的 耗损A 区：故障率随时间而 B
故障率 增加*
维修后故
障率下降
早期
偶然故障
故障
耗损故障 t
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22
可靠性工程内涵
系统可靠性的概念
一个产品或系统是由众多的单元组成的，如飞机、 神州号飞船、洗衣机
测试性
保障性
保障
16
可靠性系统工程
可靠性系统工程
可靠性工程
可靠性、安全性(系统安全性工程)
维修性工程与维修工程
维修性产品固有的特性：反映产品是否好修
维修：为保持/恢复产品可用状态所开展的活动
维修的方式与级别，RCM：以可靠性为中心的维修
测试与测试性：故障诊断
质量与可靠性
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7
装备研制与可靠性工程
系统工程管理的三大类活动
研制阶段划分：控制研制过程及建立基线 系统工程过程(系统工程管理的核心) 寿命周期综合：研制过程中全面、综合考虑寿命周
期的所有需求——可靠性
研制阶段划分
基线
寿命周期 规划
系统工程管理
系统工程过程 综合工作组 寿命周期综合
高可靠是武器装备战斗力的保障
提高武器装备的效能
减少装备维修
减少装备全寿命周期费用 0.865
0.925
0.8
综合效能
功能/性能，款式、构型等
可靠性(寿命)、维修性、产品支0.6援
0.865
0.52
质量
价格/使用费用
2019/9/18
6
装备研制与可靠性工程
系统工程(System Engineering)
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8
装备研制与可靠性工程
并行工程(Concurrent Engineering，CE)
并行工程是对产品及其相关过程（包括制造过程和支 持过程）进行并行一体化设计的一种系统化的工作模 式。这种工作模式力图使开发者从一开始就考虑到产 品全生命周期中的所有因素，包括质量、成本、进度 和用户需求。 [1988年， 美国防御分析研究所(IDA)以 武器生产为背景, 对传统的生产模式进行了分析, 系统 化地提出了并行工程的概念， R.I.Winner著名的R-338 报告 ]
使用可靠性评估与改进
使用可靠性信息收集 使用可靠性评估 使用可靠性改进
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可靠性工程工作流程
可靠性信息与评估
作
战
需 求
可靠性要求
可靠性设计 分析
工艺可靠性设 计分析
生产及质量控制
装备使用
分
析
可靠性试验与验证
可靠性管理
可靠性工程工作流程
2019/9/18
30
系统设计阶段的可靠性设计分析流程
并行工程作为一种哲理，其中新技术不断更新：如网 络上的异地协同设计，虚拟现实技术在设计中的应用， 新的设计方法学等。
2019/9/18
9
装备研制与可靠性工程
工程研制过程
抛 墙 式
需求分析
并
行
方案建立
工
程
工程设计
过 工艺、工装、生产
程 工程过程与质量管理(并行)---RMS
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可靠性设计分析
建立可靠性模型 可靠性分配
2019/9/18
26
可靠性工作项目
可靠性设计分析
可靠性预计 故障模式、影响及危害性分析 故障树分析 潜在分析 电路容差分析 制定可靠性设计准则与符合性检查 元器件、零部件和原材料选择与控制 确定可靠性关键产品 确定功能测试、包装、贮存、装卸、运输和维修对
“规定”(“规定条件”、“规定时间”、“规定功
能”）
2019/9/18
3
可靠性研究与应用的目的和意义
为什么要搞可靠性？
世界上没有永恒的事物 产品故障会造成巨大的损失
经济损失 人员安全 武器装备丧失战斗力 政治、社会问题
2019/9/18
4
可靠性研究与应用的目的和意义
为什么要搞可靠性？
系统工程是组织管理系统的规划、研究、设计、制造、 试验和使用的科学方法，是一种对所有系统都具有普 遍意义的科学方法[钱学森]
从整体出发合理开发、设计、实施和运用系统的工程 技术[中国大百科]
运用系统学的思想、理论，开展/管理工程
“系统” 的工程
工程系统工程
组织管理大型工程项目的规划、研究、设计、制造、 试验和使用的技术[中国大百科][工程系统的规划与设 计，阮镰、章国栋]
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并行工程的核心
综合、协调
综合考虑武器系统的各个方面 各方面之间的相关性 协调权衡好各方面因素的关系——可靠性是其重要
因素 协调好工程过程中各项工作的关系
并行
改传统的串行方式为并行方式 并行与协调
以产品为核心
需求牵引，思想观念的更新
2019/9/18
11
工程过程概念
可靠性管理
制定可靠性计划(甲方) 制定可靠性工作计划(承制方) 对承制方、转承制方和供应方的监督与控制
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可靠性工作项目
可靠性管理
制定可靠性计划(甲方) 制定可靠性工作计划(承制方) 对承制方、转承制方和供应方的监督与控制 可靠性评审 建立故障报告、分析和纠正措施系统 建立故障审查组织 可靠性增长管理
综合保障/产品支援
全寿命周期费用
企
保障性：好保障、保障好 业 效
可靠性
维修设备与人员
益 安
保
备件与维修网点(维修级别)
全 性
障 性
用户资料与培训等
测试性
维修性
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可靠性工程内涵
可靠性工程范畴
系统/产品的可靠性要求或目标 可靠性的设计分析
建模、预计、FMEA、FTA 风险分析等 可靠性试验与评价 环境应力筛选(ESS) 可靠性增长试验等 可靠性验证试验等 可靠性信息 可靠性管理
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可靠性工程内涵
质量与可靠性关系
从广义质量观看，质量涵盖可靠性 从狭义的质量观看，就是“符合性质量” 可靠性毕竟与狭义的质量管理还是有很大区别的，质
量出了问题，往往批次性很强 可靠性是更深层次的与设计、工艺相关的根本性问题。
有些企业对于可靠性工程有一种错误观念，认为可靠 性工程是质量部门的事情，而设计部门却很少人员参 与。 产品的可靠性是在设计阶段就已经决定了 在用户使用过程中，均是“可靠性”问题
我国从20世纪80年代，才真正在武器装备中开展可靠 性工程；
21世纪初，可靠性工程在我国全面深入的研究与应用
2019/9/18
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可靠性工程内涵及其外延
产品特性
产 品 (系 统 )
可靠性
维修性
固有属性
故障
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系统失效 (不 可 靠 )
事故 (不 安 全 )
安全性
维修 诊断
形成期
1951年ARINC开始了最早的一个可靠性改进计划； 1952年美国国防部成立了电子设备可靠性咨询组 (AGREE)；1955年AGREE开始实施从设计、试验、生 产到交付、储存和使用的全面的可靠性发展计划，并 于1957年发表了《军用电子设备可靠性》的研究报告， 从9个方面阐述了可靠性设计、试验及管理的程序及方 法，确定了美国可靠性工程的发展方向，成为可靠性 发展的奠基性文件，标志着可靠性已经成为一门独立 的学科，是可靠性工程发展的重要里程碑。
可靠性与可靠性工程
Reliability Engineering
北京航空航天大学可靠性工程研究所
2019/9/18
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内容提要
可靠性研究与应用的目的和意义 装备研制与可靠性工程 可靠性工程的发展 可靠性工程的范畴与理论 可靠性工程特点 可靠性工程
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可靠性研究与应用的目的和意义
技术的进步、信息时代 产品，特别是飞机、武器装备等日益复杂化、高科技 载人航天、绕月探测工程 美国人的火星探测 人类的生活在20、21世纪发生了巨大的变化
人们对可靠性的要求日益提高 现代高科技产品对可靠性高要求
2019/9/18
5
可靠性研究与应用的目的和意义
为什么要搞可靠性？
系统的可靠性是其格组成单元的可靠性的概率逻辑 组合
分析/计算系统可靠性，需要建立系统可靠性模型
系统可靠性的设计与分析方法
系统性 统计学 系统自身的特性 其他专门的专业学科
2019/9/18
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可靠性工程内涵
可靠性工程特点
全寿命(寿命剖面与任务剖面)
综合性
需求分析、设计、管理、试验、制造与使用
2019/9/18
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可靠性工程的发展
成熟与综合发展
20世纪60年代~70年代,是可靠性工程全面发展和步入 成熟的阶段。美国在许多武器装备中推行可靠性工程， 美军形成了一系列较完善的标准
20世纪80年代以来，可靠性向更广泛和更深入的方向 发展，并以武器装备的效能为目标，将可靠性、维修 性和保障性有机的综合在一起，形成可靠性系统工程
围绕“故障” 并行工程 交叉型学科
导致故障的原因: 系统设计和结构、元件的可靠性 使用环境 制造缺陷 预防维修和计划维修等
2019/9/18