第1-3可靠性分析概述
可靠性统计数据分析报告(3篇)
第1篇一、引言随着科技的飞速发展，产品的可靠性成为了企业竞争的重要指标。
可靠性统计分析作为产品设计和生产过程中的关键环节，对于确保产品质量和提升市场竞争力具有重要意义。
本报告旨在通过对某型号电子产品的可靠性数据进行分析，评估其可靠性水平，并提出相应的改进措施。
二、数据来源与处理1. 数据来源本报告所采用的数据来源于某型号电子产品的生产批次和售后服务记录，包括产品寿命周期内的故障数据、维修数据以及用户反馈等。
2. 数据处理（1）数据清洗：对原始数据进行清洗，剔除异常值和错误数据，确保数据的准确性。
（2）数据分类：将数据按照产品型号、生产批次、故障类型等进行分类。
（3）数据转换：将部分数据转换为便于分析的统计量，如故障率、故障密度等。
三、可靠性统计分析方法1. 故障率分析故障率是衡量产品可靠性的重要指标，本报告采用故障密度函数（Density Function）和故障累积分布函数（Cumulative Distribution Function，CDF）进行故障率分析。
2. 可靠性寿命分布通过对故障数据的分析，确定产品的寿命分布，常用的寿命分布模型有指数分布、正态分布、对数正态分布等。
3. 可靠性指标计算计算产品的平均寿命（Mean Time to Failure，MTTF）、可靠度（Reliability）等可靠性指标。
4. 故障树分析针对产品故障原因进行故障树分析，找出关键故障模式和故障原因。
四、数据分析结果1. 故障率分析根据故障密度函数和CDF，计算得到产品的故障率为0.005/h，说明产品在正常工作条件下具有较高的可靠性。
2. 可靠性寿命分布通过对故障数据的拟合，确定产品的寿命分布为指数分布，其参数为λ=0.002/h。
3. 可靠性指标计算计算得到产品的MTTF为500小时，可靠度为0.98，表明产品在正常工作条件下具有较高的可靠性和稳定性。
4. 故障树分析通过对故障树分析，发现产品故障的主要原因是电路板设计缺陷、元器件质量问题以及外部环境因素。
可靠性总结2
1.可靠性工程的重要性主要表现在三个方面：高科技的需要，经济效益的需要,政治声誉的需要2.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。
从设计的角度，可靠性可分为基本可靠性和任务可靠性;从应用的角度，可靠性可分为固有可靠性和使用可靠性。
基本可靠性是指产品在规定的条件下无故障的持续时间或概率。
它反映了产品对维修人力的要求。
任务可靠性是指产品在规定的任务剖面中完成规定功能的能力。
它反映了产品对任务成功性的要求.3.可靠性指标(1)可靠度R（t） 0≤R(t）＜1 不可靠度(2)故障密度函数f（t)（3）λ（t)也称为产品的瞬时失效率.(4）平均寿命对于不维修产品表示为：失效前平均时间MTTF对于可维修产品表示为:平均故障间隔时间MTBF（5）有效度维修度M(t）——产品在规定条件下进行修理时, 在规定时间内完成修复的概率.平均修复时间MTTR有效度A(t)：表示产品在规定条件下保持规定功能的能力。
(固有有效度）（使用有效度)）MTBF——反映了可靠性的含义。
MTTR——反映维修活动的一种能力。
4.常用寿命分布函数（1）指数分布主要特点：故障率表现为一个常数，便于计算。
适合对器件处于偶然失效阶段的描述重要性质:无记忆性（2）正态分布主要特点：能同时反映出构成电子元器件产品失效分布的各种微小的独立的随机失效因素的总结果,也即能反映出产品失效模式的多样性和失效机理的复杂性.（3）威布尔分布用三个参数来描述，这三个参数分别是尺度参数α，形状参数β、位置参数γ，5.失效率曲线早期失效期的特点是失效发生在产品使用的初期，失效率较高，随工作时间的延长而迅速下降。
造成早期失效的原因大多属生产型缺陷，由产品本身存在的缺陷所致.通过可靠性设计、加强生产过程的质量控制可减少这一时期的失效。
偶然失效期的特点是失效率很低且很稳定，近似为常数，器件失效往往带有偶然性。
这一时期是使用的最佳阶段。
耗损失效期的特点是失效率明显上升，多由于老化、磨损、疲劳等原因并不是任何一批器件均明显地表现出以上三个失效阶段。
数学建模-系统可靠性分析
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6
1.3 可靠性内涵
(1)可靠性按学科分类： 一般可分为：可靠性数学；可靠性工程；可靠性管理；可 靠性物理等。
(2)可靠性的技术基础： 概率论和数理统计；材料、结构、物理学；故障物理学； 基础试验技术；环境技术等。
(3)可靠性学科特点： 可靠性学科特点是：管理与技术高度结合；众多学科的综 合；反馈和循环(通过反馈与循环不断提高产品的可靠性)。
f(t)d F (t)F '(t)； 或 F (t)tf(x)d x
d t
0
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假设n(t)表示t时刻失效的产品数，△n(t)表示在(t, t+△t)时间内失效的产品数。
累 积 失 效 概 率 为 ： F ˆ(t)= 到 t时 试 刻 验 失 产 效 品 的 总 产 数 品 数 = n N (t)
R (t) 1 F (t) R (t) R (t)
t 0
t
lim P (t T t t) t 0 P (T t) t
lim F (t t) F (t)
t 0
R (t) t
F '(t) R (t)
f (t) R (t)
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系列关系式：
R(t)1F(t)
失 效 率 : (t)F '(t)F '(t)f(t)R '(t)
100
99.90％ 漏导致爆炸，直到2000
1000
99.01％ 年12月完全关闭，14年
1万
90.48%
里乌克兰共有336万人遭
10万
36.79%
到核辐射侵害。
201210/30/1万8
<0.1%
交通安全工程第2章-交通安全基本原理
第2章 交通安全基本原理
7/40
非工作储备系统(冷储备)
➢ 考虑n=2时的储备系统，一台部件工作，另一台部件备用。假 定备用期间部件不失效并且开关是理想的，根据复合事件概率 的计算方法，可得系统的可靠度为
第2章 交通安全基本原理
8/40
复杂系统
➢ 有些系统中，各单元之间并不能简单归纳为前述哪一 类系统模型，它是一种网络结构的可靠性问题，这类 系统即复杂系统。
➢ 视频案例2：一只羊引发的交通惨案.
第2章 交通安全基本原理
17/40
事故顺序的五个因素 ➢遗传及社会环境。这种因素是因果链上最基本的因素。
➢人的缺点。这些缺点既包括诸如鲁莽、固执、过激、神经 质、轻率等性格上的先天缺陷，也包括诸如缺乏安全生产 知识和技能等的后天不足。
➢人的不安全行为或物的不安全状态。海因里希认为，人的 不安全行为是由于人的缺点产生的，是造成事故的主要原 因。
3. 经济的目标
经济的目标，是确保企业的财政状况，持续保证 职业安全健康，避免造成与事故相关的损失。
第2章 交通安全基本原理
图2-12 人失误的一般模型
21/40
五．轨迹交叉理论
1.基本思想
伤害事故是许多互相关联的事件顺序发展的结果。这些事件概括起来 为人和物两个发展系列。人的不安全行为和物的不安全状态在发展过 程中，会受到各种因素的作用，并形成各自的运动轨迹。当人、物系 列轨迹在一定的时间、空间发生接触(交叉)时，会产生能量失控的现 象。能量“逆流”于人体时，伤害事故就发生了。
因此事故预防工作的中心就是防止人的不安全行为， 消除系统中的不安全状态，中断事故连锁的进程而避 免事故的发生。
第2章 交通安全基本原理
人机系统可靠性
●02
第2章 人机界面设计与可 靠性
人机界面设计原 则
人机界面设计的原则包括界面简洁明了、操作 流畅一致、提供清晰的反馈信息以及考虑用户 心理和习惯。这些原则可以帮助设计师创造出 更符合用户需求的界面设计，提升用户体验。
人机界面设计常见问题
操作流程复杂
导致用户迷失在操作过 程中
信息过载
用户难以从大量信息 中获取所需
语音识别技术 智能助手、语音输入
虚拟现实技术 沉浸式体验、虚拟环境
人机交互技术发展趋势
智能化 智能交互设计 智能语音助手
个性化 个性化推荐系统 定制化界面
多模态交互 结合触摸、声音、手势等多种交互 方式
跨平台整合 不同设备之间无缝衔接 数据同步
人机交互技术在 人机系统可靠性
中的应用
人机交互技术在人机系统可靠性方面扮演着重 要的角色。通过提升用户体验，减少操作失误， 增加系统稳定性，人机交互技术能够有效提高 系统的可靠性，从而确保系统的正常运行和用 户满意度。
●05
第5章 人机系统安全性与 可靠性保障
系统安全性概述
系统安全性是指系统对于外部威胁和攻击的抵 抗能力，对于保障信息系统的安全至关重要。 安全漏洞可能导致信息泄露、系统崩溃等严重 后果，因此系统安全性需要得到充分重视和保 障。
安全措施与保障方法
加密技术 数据加密保障信息安全
审计跟踪
记录系统操作痕迹以 便追踪
人机交互技术发展趋势
智能化
智能交互设计、智能语 音助手
多模态交互
结合触摸、声音、手 势等多种交互方式
个性化
个性化推荐系统、定制 化界面
跨平台整合
不同设备之间无缝衔接、 数据同步
人机交互技术在可靠性中的作用
可靠性分析报告范文
可靠性分析报告范文可靠性分析是一种通过对系统、设备或产品的可靠性进行评估、分析和改进的方法，以确保其正常运行和安全性能。
可靠性分析通常涉及对可能发生的故障模式、影响因素和潜在风险的全面分析，以制定相应的预防和修复措施。
本报告将对公司产品的可靠性进行分析，并提出相应的改进建议。
一、产品概况公司生产的产品是一款智能家居产品，主要用于实现家庭自动化控制和监控。
该产品包含传感器、执行器、主控制器和移动应用程序等组件，可以实现对照明、温度、安防等功能的智能控制。
二、可靠性分析1.故障模式与影响分析（FMEA）通过对产品各个组件的故障模式、可能的影响和频率进行分析，得出以下结论：-传感器故障：可能导致监测数据错误或丢失，影响控制系统的准确性。
-执行器故障：可能导致设备无法执行指令，影响智能控制功能。
-主控制器故障：可能导致整个系统瘫痪，无法正常工作。
-移动应用程序故障：可能导致用户无法远程控制设备，影响产品的使用便捷性。
2.可靠性分析指标针对以上故障模式，可以建立以下可靠性指标：-平均无故障时间（MTBF）：传感器、执行器、主控制器和移动应用程序的MTBF分别为5000小时、6000小时、7000小时和8000小时。
-平均修复时间（MTTR）：传感器、执行器、主控制器和移动应用程序的MTTR分别为2小时、4小时、6小时和8小时。
-可用性：整个系统的可用性为95%。
3.可靠性改进建议基于上述分析，可以提出以下可靠性改进建议：-加强零部件质量控制，提高传感器、执行器、主控制器和移动应用程序的可靠性。
-定期对产品进行维护和检修，及时更新硬件和软件，防止故障发生。
-设立故障诊断系统，实时监测设备状态并预警，提高故障处理效率。
-设计备用方案，例如备用传感器、执行器和控制器，以保证系统在故障时仍能正常运行。
三、结论通过可靠性分析，可以了解产品在实际运行中可能遇到的问题和风险，为制定预防和改进措施提供依据。
在今后的产品设计和生产过程中，公司应该重视可靠性分析，不断优化产品的可靠性和稳定性，提升用户体验和品牌声誉。
第1-3可靠性分析概述讲解
故 障 原 因 分 析
故 障 影 响 分 析
故 障 检 测 方 法 分 析
补 偿 措 施 分 析
危 害 性 分 析
得 出 分 析 结 果
表16 故障模式及影响分析(FMEA)表
初始约定层次产品 约定层次产品
任务 分析人员
审核 批准
第 页·共 页 填表日期
代 码
产品 或功 功能 能 标志
故障 模式
故障 原因
＋
电源 故障
线路 故障
f.建故障树示例＿不同顶事件２
开关 电源
电机
电机工作原理图
电动机不转
＋
电动机 故障
开关未合
＋
人误 使开关 未合
开关故障 合不上
开关合上后 线路上无电流
＋
电源 故障
线路 故障
(6)FTA与FECA
FTA
目的 分析设计，识别缺陷
识别导致重要故障的路径
序号 符 号
名称
说明
1
·
与门 表示仅当所有输入事件发生时，输出事件才发生。
2
+
或门 表示至少一个输入事件发生时，输出事件就发生。
c.故障树分析图的组成:
E0
顶事件：是故障树分析中所 关心的最后结果事件。它位
于故障树的顶端，代表了系
＋
统不希望发生的事件
故
障
E23
树
●
中间事件是位于底事件和顶 事件之间的结果事件
装备
系统
飞机 450000
液压系统 451000
其他系统
分系统
设备
主液压分
系
统
451100
辅助液压分系统 451200
可靠性分析范文
可靠性分析范文可靠性是指产品、设备、系统或过程在预定条件下，按照规定的功能要求正常工作的能力。
在工程和管理领域，可靠性分析是一项重要的工作，旨在评估和提高产品或系统在设计、生产和使用过程中的可靠性。
1. 故障模式和影响分析（Failure Mode and Effects Analysis, FMEA）：FMEA是一种常用的可靠性分析工具，用于识别潜在的故障模式及其对系统或过程的影响。
通过分析故障的原因、频率和后果，可以制定相应的措施来降低故障的发生率和影响程度。
2. 验证与验证（Verification and Validation, V&V）：V&V是一种常用的可靠性分析方法，用于验证产品或系统是否满足设计规范和客户需求。
通过进行测试、模拟和仿真等活动，可以评估产品的可靠性和性能。
3.可靠性评估：可靠性评估是一种定量的可靠性分析方法，用于评估产品或系统在给定的时间和工作条件下的可靠性水平。
通过利用可靠性数据和统计模型，可以预测产品的故障率、可靠性指标和维修需求等。
4.可靠性测试：可靠性测试是一种常用的可靠性分析方法，通过在实际环境中进行测试和观察，来评估产品或系统的可靠性。
通过对测试数据进行分析，可以识别和解决潜在的问题，提高产品或系统的可靠性水平。
5. 故障树分析（Fault Tree Analysis, FTA）：FTA是一种常用的可靠性分析方法，用于分析系统故障的潜在原因和失效路径。
通过构建故障树模型，可以识别和评估系统发生故障的概率和影响因素。
6.可靠性增长：可靠性增长是一种可靠性分析方法，用于评估产品或系统在使用过程中的可靠性水平。
通过分析产品故障和维修数据，可以确定产品的可靠性增长曲线，从而预测未来的可靠性水平。
在进行可靠性分析时1.数据的质量和准确性：可靠性分析所依赖的数据质量和准确性对结果的影响非常大。
因此，在进行可靠性分析之前，需要确保所使用的数据是真实、准确的，并且具有足够的统计样本。
01-01 可靠性概述
1可靠性概述随着网络的快速普及和应用的日益深入，各种增值业务（如IPTV、视频会议等）得到了广泛部署，网络中断可能影响大量业务、造成重大损失。
因此，作为业务承载主体的基础网络，其可靠性日益成为受关注的焦点。
在实际网络中，总避免不了各种非技术因素造成的网络故障和服务中断。
因此，提高系统容错能力、提高故障恢复速度、降低故障对业务的影响，是提高系统可靠性的有效途径。
1.1 可靠性需求1.2 可靠性度量1.3 可靠性技术1.4 高可靠IP网络组网原则1.1 可靠性需求可靠性需求根据其目标和实现方法的不同可分为三个级别，各级别的目标和实现方法如表1-1所示。
表1-1可靠性需求的级别第1级别需求的满足应在网络设备的设计和生产过程中予以考虑；第2级别需求的满足应在设计网络架构时予以考虑；第3级别需求则应在网络部署过程中，根据网络架构和业务特点采用相应的可靠性技术来予以满足，后续将重点介绍这些可靠性技术。
1.2 可靠性度量通常，我们使用平均故障间隔时间MTBF（Mean Time Between Failures）和平均修复时间MTTR（Mean Time to Repair）这两个技术指标来评价系统的可靠性。
MTBFMTBF是指一个系统无故障运行的平均时间，通常以小时为单位。
MTBF越多，可靠性也就越高。
MTTRMTTR是指一个系统从故障发生到恢复所需的平均时间，广义的MTTR还涉及备件管理、客户服务等，是设备维护的一项重要指标。
MTTR的计算公式为：MTTR=故障检测时间+硬件更换时间+系统初始化时间+链路恢复时间+路由覆盖时间+转发恢复时间。
MTTR值越小，可靠性就越高。
1.3 可靠性技术通过提高MTBF或降低MTTR都可以提高网络的可靠性。
在实际网络中，各种因素造成的故障难以避免，因此能够让网络从故障中快速恢复的技术就显得非常重要。
下面的可靠性技术主要从降低MTTR的角度，为满足第3级别的可靠性需求来提供技术手段。
第3章可靠性-1
R(t) N n(t) N
（3-1）
式中，R ( t ) 也称存活率。当 N 时，limR(t) R(t) ，即为该产品的可
R(t) dt
（3-9） （3-10）
将上式从0到 t 进行积分，则得
R(t) e0t(t)dt
（3-11）
上式称为可靠度函数 R(t) 的一般方程，当 (t) 为常数时，就是 常用到的指数分布可靠度函数表达式。
例3-2 有100个零件已工作了6年，工作满5年时共有3个零件失效， 工作满6年时共有6个零件失效。试计算这批零件工作满5年时的失效率。
靠度。
N
由于可靠度表示的是一个概率，所以 R ( t ) 的取值范围为：
0R(t)1
（3-2）
可靠度是评价产品可靠性的最重要的定量指标之一。
例3-1 某批电子器件有1000个，开始工作至500h内有100个失效， 工作至1000h 共有500个失效，试求该批电子器件工作到500h 和
1000h 的可靠度。
（１）研究对象 产品即为可靠性的研究对象，它可以是系统、整机、部件，也可 以是组件、元件或零件等。 （２）规定的条件 它包括使用时的： 环境条件（如温度、湿度、气压等）；
工作条件（如振动、冲击、噪音等）； 动力、负荷条件（如载荷、供电电压等）； 贮存条件、使用和维护条件等。 “规定的条件”不同，产品的可靠性也不同。
（3）耗损失效期
耗损失效期出现在产品使用的后期。 其特点是失效率随工作时间的增加而上升。
耗损失效主要是产品经长期使用后，由于某些零件的疲劳、老 化、过度磨损等原因，已渐近衰竭，从而处于频发失效状态，使失 效率随时间推移而上升，最终回导致产品的功能终止。
安全系统工程_第四章可靠性分析
《安全系统工程》
2. 3 不同故障发生的原因及防止对策
故障类型
现象
原因
对策
备注
初期故障 随机故障
新产品投产初期 的故障； 闲置一段时间后 故障减少； 小毛病往往引起 重大事故
多元素组成系统 的典型故障； 许多电子元件的 故障
设计错误； 制造不良； 使用方法错误； （制造责任的可能性 特别大）
《安全系统工程》
可靠度：系统或元素在规定的条件下和规定的 时间内，完成规定的功能的概率
t
R(t) e0(t)dt
寿命
故障率 维修率 可用度……
1.4 可靠性的意义
是产品质量的保证 是安全生产的保证 提高经济效益 影响国家的安全和声誉
《安全系统工程》
《安全系统工程》
tf (t)dt
R(t)dt
etdt 1
0
0
0
平均故障时间
1
3 常用故《障安时全间系分统布工函程数》
3.1 指数分布
平均故障时间MTTF(Mean Time To Failure，针对不 可修复系统而言)
平均故障间隔时间MTBF（ Mean Time Between Failure，针对可修复系统而言）
早期故障阶段 随机故障阶段 磨损故障阶段
浴盆曲线(Bathtub curve)
3 常用故《障安时全间系分统布工函程数》
3.1 指数分布
随机故障的场合故障率为常数
(t)
故障时间分布变为指数分布：
F(t) 1 et
f (t) et
表示单位时间内发生故障的次数
3 系统可靠性分析
当λ=0.001时
Rij (t ) e t 服从指数分布，此时，串 并联系统可靠度为： R (t ) 1 [1 e-mt ]n
(2) 并---串联系统
并---串联系统是由一部 分单元先并联组成一些子系 统，再由这些子系统组成一 个串联系统，如右图。
当λ=0.001时
可靠性框图
使水流出系统属串联系统，使水关闭系统属并联系统。 并—串联系统框图
串--并联系统框图
2、串联系统
由n个单元组成的串联系统表示当这n个单元都 正常工作时，系统才正常工作，换句话说，当系统任 一单元失效时，就引起系统失效。 串联系统可靠度计算如下
R串联 (t ) P( X t ) P( X1 t X 2 t X n t ) P( X i t ) Ri (t )
第三章 系统可靠性分析
第三章 系统可靠性分析
所谓系统，是为了完成某一特定功能，由 若干个彼此有联系而且又能相互协调工作的单 元所组成的综合体。系统可以是机器、设备、 部件和零件；单元也可以是机器、设备、部件 和零件。系统和单元的含义是相对而言的，由 研究的对象而定。 系统可以分为可修复系统与不可修复系 统两类。
习题19:
系统的可靠性框图如下图所示，R1=R2=0.9， R3=R4=0.8，R5=R6=0.7，R7=R8=0.6 求系统的可靠度。
1 2
3 5 4 6 7 8
习题18:设各单元可靠度相同，均为R0=0.99
(1)四个单元串联构成的串联系统 R4个串联 (t ) Ri (t ) R04 0.9606
可修复系统
技术上不能修 经济上不值得修
不可修复系统
一次性使用不必修复
3.1 不可修复系统可靠性分析
可靠性工程基础(王金武主编)PPT模板
1.6 可靠 性与质量管
理
1.4 可靠 性研究的重
要意义
1.5 可靠 性工程的技
术内涵
1.1 可靠 性的基本概
念
1.2 可靠 性的特点
1.3 可靠 性的发展
第1章 绪论
复习思考题1
06
第2章 可靠性的基本理论
第2章 可靠性的 基本理论
2.1 可靠性特征量 2.2 维修性特征量 2.3 有效性特征量 2.4 可靠性中常见的失效分布 复习思考题2
第10章 软件可 靠性工程
10.7 容错设计 10.8 软件可靠性测试 复习思考题10
15
第11章 可靠性试验
第11章 可靠性试验
A
11.1 概 述
B
11.2 可 靠性寿命
试验
C
11.3 加 速寿命试
验
D
11.4 可 靠性增长
试验
E
11.5 可 靠性筛选
试验
F
11.6 可 靠性抽样
试验
第11章 可靠性 试验
参考文献
18
附录
附录
19
封底
封底
LOGO
感谢聆听
09
第5章 机械结构可靠性设计
可第
靠 性
章
设 计
机 械
结
构
5
01
5.1 概述
04
5.4 静强 度概率可靠
性设计
02
5.2 应力 与强度的分
布
05
5.5 疲劳 强度的概率 可靠性设计
03
5.3 可靠 性系数与可
靠度
06
复习思考题 5
10
第6章 典型机械零件的可靠性设计
网络可靠性设计
第9页 共150页
1 可靠性设计概述 3. 网络可用性计算 （1）串联型网络结构可用性计算 在串联系统中，可用性最差的单元对系统的可用性影 响最大。 串联型网络的可用性按（6-4）式计算。
RS Ri
i 1
n
（6-4）
Hale Waihona Puke 第10页 共150页1 可靠性设计概述 【案例6-2】 网络拓扑结构如图6-1所示，计算路由器 A至路由器B之间的可用性。
第18页 共150页
1 可靠性设计概述 （4）维修能力（Repairability） 衡量这项能力的标准是：完成维修的时间长短，维修 工作多长时间就要进行一次。
（5）恢复能力（Recoverability） 重新对磁盘进行读取或者写入 网络的重新传输 热插拔技术等
第19页 共150页
1 可靠性设计概述 （6）响应（Responsiveness） 供应商和网络工程师对问题做出快速有效的反应 时间； 对资源（备用部件）的备用冗余准备情况。 （7）活力（Robustness） 硬件和软件的发展前途和兼容性设计。 一个有活力的系统经受过长时间不同的考验。
第3页 共150页
1 可靠性设计概述 1. 网络可靠性参数 如何定义网络结构的可靠性参数，网络业务可靠性参 数，如何度量网络整体可靠性，是当前正在研究解决 的问题。 目前网络工程项目的可靠性验收，只能在双方商定好 的具体网络应用案例上，进行测试。如连通性测试， 流量测试，拥塞测试，广播风暴测试等。
第20页 共150页
1 可靠性设计概述 2. 网络设计中的可靠性要素 （1）无故障运行时间 按故障后果的严重程度分为： 致命故障 严重故障 轻度故障 （2）环境条件 （3）规定的功能
第21页 共150页
IEC 60300-3-1-1991 中文版 可靠性管理.应用指南.第3-1部分可靠性分析技术
6.4 方法的优缺点..................................................................................................................15
第 3 页 共 19 页
IEC 300-3-1
概述
可信性分析技术用来对一个系统的可靠性、可用性、可维护性及安全性指标 进行评估及预测。
可信性分析主要发生在不同系统级别和具体细节的不同程度的概念和定义 阶段、设计与研制阶段、操作与维修阶段，以对一个系统或一个安装指标的可信
性指标评价与确定。该分析也用于将分析结果与规定要求进行比较。
前言 ..................................................................................................................................................3 概述 ..................................................................................................................................................4 1 适用范围.......................................................................................................................................5 2 引用标准.......................................................................................................................................5 3 定义 ..............................................................................................................................................5 4 概述 ..............................................................................................................................................6 5 系统可信性分析的基本途径.......................................................................................................6
第1-2可靠性设计概述
电子、电气产品的可靠性预计方法
●
电子、电气产品一般的可靠性预计主要有元器件
计数法和元器件应力分析法。
●
元器件计数法适用于方案论证及初步设计阶段；
——按可靠性要求开展设计工作 表4 可靠性设计（定性）工作内容
1
2 3 4 5 6 7
成熟设计
简化设计 余度设计 环境防护设计 按可靠性设计准则设计 软件可靠性设计 包装、贮存、运输设计等
可靠性设计准则的制定与贯彻(按可靠性设计准则设计)
a.目的 通过制定并贯彻产品可靠性设计准则，把有助于保证、提高 产品可靠性的一系列设计要求设计到产品中去。 b. 可靠性设计准则文件的基本内容 产品可靠性设计准则是在产品设计中能够直接贯彻实施的可 靠性设计要求细则与保证措施，可靠性设计准则文件基本内容 包括：概述、目的、适用范围、依据、可靠性设计准则。
可靠性框图
i 1 Rs(t)——系统的可靠度；
Ri(t)——单元的可靠度； ——组成系统的单元数。
串联模型的可靠性框图如图所示。
串联模型
几种典型的可靠性模型
1
n i 1
2
3
n i t i 1
n
e
Rs (t ) Ri (t ) e
Ri、 λi n
_
i t
i 1
设某系统由n个分系统串联组成，若给定系统可靠性指标为λs， 则按等分配法分配给各下属系统或设备的可靠性指标为：
可靠性比例分配法
比例分配法
新设计的系统与老系统相似，且有老系统及其分系统的故障率数据或老 系统中各分系统故障数占系统故障数百分比的统计资料，可用比例分配 法进行分配。
i老 S老
可靠性框图是用方框表示产品各单元的故障
第1章可靠性与风险分析概述
第1章可靠性与风险分析概述可靠性与风险分析旨在评估和预测一个系统、产品或过程的可靠性，并确定其中的潜在风险。
在工业和科技领域，可靠性和风险分析对于保证产品或系统的正常运行和安全至关重要。
本文将介绍可靠性与风险分析的概述，包括其定义、目标、方法和应用。
可靠性分析是指通过收集、整理和分析数据来评估一个系统、产品或过程的可靠性。
可靠性是指在规定条件下，系统或产品在一定时间内正常工作的能力。
可靠性分析的目标是确定系统或产品的故障模式、故障率和维修时间等参数，以便提出改进措施，提高可靠性，并减少因故障而造成的损失。
风险分析是指识别和评估系统、产品或过程中的潜在风险，并采取相应措施以减少这些风险对系统或产品的不良影响。
风险是指可能导致损失或危害的潜在事件或条件。
风险分析的目标是确定潜在风险的概率和影响，并提出相应的风险管理策略。
可靠性和风险分析可以采用多种方法和工具进行。
常用的方法包括故障模式效应分析（FMEA），故障树分析（FTA），可靠性块图（RBD）等。
这些方法可以帮助分析人员识别系统或产品的潜在故障模式和故障链，评估故障的概率和影响，并提出改进措施或风险控制策略。
可靠性和风险分析应用广泛，在各个行业和领域都有重要的作用。
在制造业中，可靠性分析可以帮助企业提高产品的可靠性和性能，并降低维修成本和质量问题。
在航空航天领域，可靠性和风险分析是确保飞机和航天器安全的关键步骤。
在能源领域，可靠性分析可以帮助评估电网和电力系统的可靠性，并提出相应的备份和恢复策略。
在金融领域，风险分析可以帮助企业评估投资风险和市场风险，并采取相应的避险措施。
总而言之，可靠性与风险分析是评估和预测一个系统、产品或过程的可靠性和潜在风险的方法。
通过收集和分析相关数据，并采用适当的方法和工具，可以确定系统或产品的故障模式、故障率和维修时间等参数，并评估潜在风险的概率和影响。
可靠性和风险分析在各个行业和领域都有广泛的应用，对于保证产品或系统的正常运行和安全至关重要。
第二章 可靠性基本理论
第1节 可靠性的特征量
一、可靠度与不可靠度 二、失效率 三、平均寿命 四、寿命方差和寿命标准差 五、可靠寿命、中位寿命、特征寿命
例2-2: 某工厂制造了110只LED灯管，持续点亮到 500小时有10只失效，持续点亮到1000小时有53只 失效。求该LED灯管在500小时和1000小时的失效 率？
解：
N 110, n1 10, n2 53
N n1 110 10 R (500) 0.909 N 110 N n2 110 53 R (1000) 0.5181 110 110
ˆ (10) 13 10 3 0.0333 (100 10) 1 90
与工作到5 年时相等
结论：
n ( t ) 13 10 ˆ 0.03 f (10) N t 100 1
λ(t)比f(t)更直观的反映了时间对产品失效可能 性的影响
例2-5: 对100件电子产品进行寿命试验，在100h前 没有失效，在100-105h内有一件失效，1000h前共 有51件失效，1000-1005h内又失效1件。试求100h 和1000h的产品失效概率密度和失效率。
当产品总体的失效密度函数f(t)已知，N→∞时，
E ( T ) tf ( t ) dt 产品的平均寿命： 0 0 R(t )dt
当λ(t)=λ=常数时，
t 0 R (t ) dt 0 e dt
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(3)主要内容
(A)方法:
FTA是将一个不希望的产品故障事件或灾难性的产品 危险事件做为顶事件，通过由上向下的严格按层次的故 障因果逻辑分析，建立故障树。
逐层找出对上一层事件必要而充分的直接原因，最终 找出导致顶事件发生的所有原因（包括硬件、软件、环 境、人为因素等）和原因组合，即各个底事件。
严酷度 类别
故障 检测 方法
设计 使用 改进 补偿 备注 措施 措施
（1） （2） （3） （4）
（5）
（6）
（7） （8） （9） （10） （11） （12） （13） （14）
对每 记录 简
一产 被分 要
品采 析产 描
用一 品或 述
种编 功能 产
码体 的名 品
系进 称与 所
行标 标志 具
识
有
的
在具有基础数据时计算出顶事件发生概率和底事件 重要度等定量指标。
下面介绍建立故障树概念和具体实施。
+
A
B
顶事件T
.
中间事件M
+
+
C
D
A
E
D
图 故障树示例
+
B
E
C
(B)选择顶事件
顶事件是建立故障树的基础，选择的顶事件不同，则建立 的故障树也不同。
在进行故障树分析时，选择顶事件的方法如下：
（a）在设计过程中进行FTA时，一般从那些显著影响产品 技术性能、经济性、可靠性和安全性的故障中选择确定顶事件。
按每一个故障 模式的严酷度 及其发生的概 率所产生的综 合影响进行划 等分类
（1）找出产品的所有可能的故障模式 及其影响，并进行定性、定量的分析，
进而采取相应措施，并确认风险低于可 接受水平
（2）为确定严酷度为Ⅰ、Ⅱ类故障模 式清单和单点故障模式清单提供定性、 用 定量依据
途 （3）作为维修性（M）、安全性（S） 、测试性（T）、保障性（S）设计与分 析的输入
表14 FMECA方法的应用目的
方案论证阶段 工程研制阶段 生产阶段
功能FMECA方法 硬件FMECA方法 生产工艺FMECA方法
软件FMECA方法 生产设备FMECA方法
分析研究系统功 分 析 研 究 系 统 分析研究所设计的生
能设计的缺陷与 硬 件 、 软 件 设 产工艺过程的缺陷和
薄弱环节，为系 计 的 缺 陷 与 薄 薄弱环节及其对产品
（b）在FTA之前若已进行了FME(C)A，则可以从故障严酷 度为Ⅰ、Ⅱ类的系统故障模式中选择其中一个故障模式确定为 顶事件。
（c）发生重大故障或者事故后，可以将此类事件作为顶事 件，通过故障树分析为故障归零提供依据。
对于顶事件必须严格选择，否则建出的故障树将达不到预期的目的。大 多数情况下，产品会有多个不希望事件，应对它们一一确定，分别作为顶 事件建立故障树并进行分析（见下面示例图）。
（2）初始约定层次——进行FMECA总的完整的产品所在的 层次，它是约定的产品第一分析层次；
（3）其他约定层次——相继的约定层次（第二、第三、第四 等）、这些层次表明了直至较简单的组成部分的有顺序的排列；
（4）最低约定层次——约定层次中最低层的产品所在层次。 它决定了FMECA工作深入、细致的程度。
根据最 终影响 分析的 结果， 按每个 故障模 式确定 其严酷 度类别
根据 根据故障 产品 影响、故障 故障 检测等分析 模式 结果依次填 原因、 写设计改进 影响 与使用补偿 等分 措施 析结 果， 依次 填写 故障 检测 方法
简要 记录 对其 它栏 的注 释和 补充 说明
表17 危害性分析（CA）表
Ⅳ类（轻度的）
不足以导致人员伤害、或轻度经济损失或产品轻度损坏及环境 损害，但它会导致非计划性维护或修理
1.5.2 故障树分析(FTA)
(1)目的
通过对可能造成产品故障的各种因素进行析， 能定性地确定产品故障发生的所有原因和原因组合， 并定量地确定产品故障的发生概率。
通过故障树分析，能够透彻了解系统，找出薄 弱环节，改进产品设计、使用环境、维修方式等， 提高产品可靠性，同时验证重大故障的发生概率是 否能满足可靠性要求。
（4）为确定可靠性试验、寿命试验的 产品项目清单提供依据
（5）为确定关键、重要件清单提供定 性、定量信息
（1）找出产品的所有可能的 故障模式及其影响，并进行定 性分析，进而采取相应的措施
（2）为确定严酷度为Ⅰ、Ⅱ 类故障模式清单和单点故障模 式清单提供定性依据
（3）作为维修性（M）、安 全性（S）、测试性（T）、保 障性（S）设计与分析的输入 （4）为确定可靠性试验、寿 命试验的产品项目清单提供依 据
对象 预想的所有可能的故障
FMECA
FMEA
CA
目 的
分析产品中所有可能产生的故障模式及 其对产品所造成的所有可能影响,并按每 一个故障模式的严酷度及其发生概率予
以分类的一种自下而上进行归纳的分析 技术
分析产品中所有可能产生的故
障模式及其对产品所造成的所 有可能影响,并按每一个故障模 式的严酷度予以分类的一种自 下而上进行归纳的分析技术
装备
系统
飞机 450000
液压系统 451000
其他系统
分系统
主液压分
系
统
451100
辅助液压分系统 451200
…
设备
缓冲瓶 451110 液压油箱 451120
柱塞液压 泵ZB 451132
柱塞 451133
…
…
…
初始约定层次
约定层次
最低约定层次
统功能设计的改 弱 环 节 ， 为 系 的影响，为生产工艺
进和方案的权衡 统 的 硬 件 、 软 的 设 计 改 进 提 供 依
提供依据
件 设 计 改 进 和 据。
方 案 权 衡 提 供 分析研究生产设备的
依据。
故障对产品的影响，
为生产设备的改进提
供依据。
表15 FMECA、FMEA和CA的目的、用途
序号 符 号
名称
说明
1
·
与门 表示仅当所有输入事件发生时，输出事件才发生。
2
+
或门 表示至少一个输入事件发生时，输出事件就发生。
c.故障树分析图的组成:
顶事件：是故障树分析中所
E0
关心的最后结果事件。它位
于故障树的顶端，代表了系
＋
统不希望发生的事件
故
障
E23
树
●
中间事件是位于底事件和顶 事件之间的结果事件
(1)目的
通过系统地分析，确定元器件、零部件、设备、软件 在设计和制造过程中每一个产品层次所有可能的故障模 式，以及每一故障模式的原因及影响程度，以便找出潜 在的薄弱环节，并提出改进措施以提高产品的可靠性。
(2)组成
故障模式、影响及危害性分析（以下简称FMECA） 由故障模式及影响分析（FMEA）和危害性分析（CA） 两部分组成，只有在进行FMEA基础上，才能进行CA。
主
要
功
能
根据 故障 模式 分析 的结 果， 依次 填写 每一 产品 的所 有故 障模 式
根据 根据任务 故障 剖面依次 原因 填写发生 分析 故障的的 结果， 任务阶段 依次 与该阶段 填写 内产品的 每一 工作方式 故障 模式 的所 有故 障原 因
根据故障影响分
析的结果，依次填 写每一个故障模式 的局部、高一层次 和最终影响并分别 填入第（7）栏（9）栏
E3
或门：当输入事件中至少有 一个发生时，则输出事件发 生，这种关系称为事件并,用 逻辑“或门”描述
与门：门的输入事件同时发 生时，输出事件必然发生， 这种逻辑关系称为事件交， 用逻辑“与门”描述
e.建故障树示例＿不同顶事件１
开关 电源
电机
电机工作原理图
电路开关合上后 电动机不转
＋
电动机 故障
开关合上后 线路上无电流
(C)建造故障树
故障树的建立 故障树是一种特殊的倒立树状因果关系逻辑图。 它用事件符号、逻辑门符号和转移符号(△▽子树转
移符号)描述系统中各种事件之间的因果关系。 逻辑门的输入事件是输出事件的“因”，逻辑
门的输出事件是输入事件的“果”。
a.故障树常用事件及其符号
序号
符号
名称
说明
1
基本事件 （底事件）
（5）为确定关键、重要件清 单提供定性信息
主要从风险分
析的角度对 FMEA进行补 充、扩展
(b) FMECA实施的步骤:
系统定义
FMEA
明 确 分 析 范 围
产 品 功 能 与 任 务 分 析
明 确 产 品 的 故 障 判 据
故 障 模 式 分 析
故 障 原 因 分 析
故 障 影 响 分 析
故 障 检 测 方 法 分 析
(2)适用对象和情况
FTA适用于电子、机电、机械，或者新研产品、老 品、老品改进等各类产品。
FTA适用于系统寿命周期的任何阶段，包括从设计 阶段早期直至批生产前的各个设计阶段，以及生产和 使用阶段。
在设计阶段，FTA可帮助查找潜在的产品故障模式 和灾难性危险因素，发现可靠性和安全性薄弱环节， 改进设计；
(3) FMECA分类及适用情况
(a) FMECA分类 FMECA方法分类
设计FMECA
过程FMECA
统计FMECA
功能 FMECA
硬件 FMECA
软件 FMECA
损坏模式及影响分析
DMEA
图 FMECA方法的分类
(b)在产品寿命周期各阶段的FMECA方法的应用目的(表14)
应用 方法 应用 目的