现代质量管理学 第3版 教学课件 ppt 作者 韩福荣 第八章 可靠性工程基础
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8-2
研究可靠性的必要性
⑴ 设备和系统的复杂化
设备和系统越来越复杂，导致“系统相关的任一部分 失效而导致整个系统失效的机会增多”。
⑵ 使用环境的日益恶劣
产品所处的环境愈来愈恶劣，高低温、冲击、震动和 辐射等条件，使产品的可靠性受到影响。
⑶ 产品生产周期的缩短 传统的产品生产经设计—试制—生产—检验—交付用
维修保障只是综合保障工程中的一个方面。 表征保障性的指标是平均延误时间MDT。
维修延误的总时间
MDT
故障次数
DT n
显然，MDT愈小愈好。它反映了产品使用者的管 理水平，以及提供资源的能力。
8-9
测测试试性性（（tteessttaabbiilliittyy））
产品能及时并准确地确定其状态（可工作、
第八章 可靠性分析基础
7.1 产品质量与可靠性 7.2 可靠性基本概念 7.3 可靠性特征量 7.4 几种常见的失效分布 7.5 系统可靠性计算 7.6 可靠性分析 7.7 可靠性过程管理
8-1
8.1 产品质量与可靠性
产品质量
性可安适经时 用全应济间
能性性性性性
可维保 靠修障 性性性
t
ns(t)
8-15
例例子子
某电子器件110只的失效时间经分组整理后如下表，试 估计它的可靠度函数。
某电子器件失效时间分布
i 失效时间 失效数量 累计失效 未失效 可靠度
范围（小时） （个） 数量（个）数量（个） 估计值
1 0-400
6
6
104 0.945
2 400-800 28
34Biblioteka 76 0.691即可靠度是产品寿命T超过规定时间t的概率。
0 R( t ) 1 R( 0 ) 1 R( ) 0
8-14
可靠性特征量理论上的值称为真值，由产品失效 的数学模型确定。
通过对n个样本的观测，经过统计计算得到真值 的估计值。
Rˆ(t ) ns(t ) nnf (t )
n
n
n
n-nf(t)
t=0
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。
规定的条件：维修的机构和场所及相应人员与设 备、设施、工具、备件、技术资料等资源条件。
规定的程序和方法：按技术文件规定采用的维修 工作类型、步骤和方法。
8-7
一个产品不工作的时间NT包括两个部分：
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；
⑵ 任务可靠性：描述产品完成任务的能力，通常 用任务可靠度MR和致命性故障间隔任务时间 MTBCF来度量。
8-6
维维修修性性（（mmaaiinnttaaiinnaabbiilliittyy））
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，称为维修性，简写为M。
规定的能力：产品应具备的技术性能指标。
8-5
从应用的角度出发分类：
⑴ 固有可靠性：描述产品设计和制造的可靠性水 平；
⑵ 使用可靠性：描述产品在计划的环境中使用的 可靠性水平。
从设计的角度出发分类：
⑴ 基本可靠性：用于度量产品无须保障的工作能 力，包括与维修和供应有关的可靠性，通常用平 均故障间隔时间MTBF来度量；
8-10
可可用用性性（（aavvaaiillaabbiilliittyy））
可用性是产品可靠性、维修性和保障性三种 固有属性的综合反映，指产品处于良好工作状态 的能力，也称为有效性。
使用可用性A0
A0
MTBF MTBF MTTR
固有可用性At。
At
MTBF
MTBF MTTR
MDT
At反映了生产方的设计、制造和服务的综合水 平，越大越好。
8-11
可可信信性性（（ddeeppeennddaabbiilliittyy））
可信性是一个非定量的集合性术语，表述可用性 及其影响因素：可靠性（R）、维修性（M）、 保障性（S）、测试性（T），简写为R·M·S·T·。
对可信性的定量要求，就是具体的R·M·S·T·的定 量要求；
定义：产品在任务开始时可用的条件下，在规定 的任务剖面中，能完成规定功能的能力称为产品 的“（狭义）可信性”，简写为D。
不可工作或性能下降），并隔离其内部的一种设
计特性，称为测试性，简写为T。
测试性与维修性及可靠性密切相关，具有良好测 试性的设备将减少故障检测及隔离时间，进而减 少维修时间，改善维修性。通过采用测试性好的 设备可及时检测出故障，排除故障，进而提高产 品的使用可靠性。
测试性通常用故障检测率FDR、故障隔离率FIR 和虚警率FAR度量。
户使用—反馈—提高质量可靠性—…。 科技进步，竞争加剧，使一些设计和工艺技术更加成
熟，生产周期缩短，不允许有更多的阶段试验，要求 产品本身有高可靠性。
8-3
8.2 可靠性基本概念
可靠性 维修性 保障性 测试性 可用性 可信性
8-4
可可靠靠性性（（rreelliiaabbiilliittyy））
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。
平均维修时间MTTR是直接维修时间MT的平均值。
直接维修时间 MTTR 维修次数
MT n
8-8
保保障障性性（（ssuuppppoorrttaabbiilliittyy））
保障性系指产品设计特性和计划的保障资源 能满足使用要求的能力，称为保障性，简写为S。
产品在执行任务中的状态及可信性取决于与任务 有关的产品可靠性及维修性的综合影响。
8-12
8.3 可靠性特征量
可靠度 失效分布 失效率 寿命特性
8-13
可可靠靠度度
产品在规定条件下和规定时间内完成规
定功能的概率，记为R(t)。
设T为产品寿命的随机变量，则
R( t ) P( T t )
产品在规定条件下和规定时间内，完成规 定功能的能力，简写为R。
规定的条件：使用时的环境条件、应力条件， 维护方法，储存时的储存条件，以及使用时对 操作人员技术等级的要求等。
规定的时间：在应用中，时间是一个广义的概 念，可以用周期、次数、里程或其它单位代 替，也可建立这些单位与时间之间的隶属函数 加以描述。
3 800-1200 37
71
39 0.355
4 1200-1600 23
研究可靠性的必要性
⑴ 设备和系统的复杂化
设备和系统越来越复杂，导致“系统相关的任一部分 失效而导致整个系统失效的机会增多”。
⑵ 使用环境的日益恶劣
产品所处的环境愈来愈恶劣，高低温、冲击、震动和 辐射等条件，使产品的可靠性受到影响。
⑶ 产品生产周期的缩短 传统的产品生产经设计—试制—生产—检验—交付用
维修保障只是综合保障工程中的一个方面。 表征保障性的指标是平均延误时间MDT。
维修延误的总时间
MDT
故障次数
DT n
显然，MDT愈小愈好。它反映了产品使用者的管 理水平，以及提供资源的能力。
8-9
测测试试性性（（tteessttaabbiilliittyy））
产品能及时并准确地确定其状态（可工作、
第八章 可靠性分析基础
7.1 产品质量与可靠性 7.2 可靠性基本概念 7.3 可靠性特征量 7.4 几种常见的失效分布 7.5 系统可靠性计算 7.6 可靠性分析 7.7 可靠性过程管理
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8.1 产品质量与可靠性
产品质量
性可安适经时 用全应济间
能性性性性性
可维保 靠修障 性性性
t
ns(t)
8-15
例例子子
某电子器件110只的失效时间经分组整理后如下表，试 估计它的可靠度函数。
某电子器件失效时间分布
i 失效时间 失效数量 累计失效 未失效 可靠度
范围（小时） （个） 数量（个）数量（个） 估计值
1 0-400
6
6
104 0.945
2 400-800 28
34Biblioteka 76 0.691即可靠度是产品寿命T超过规定时间t的概率。
0 R( t ) 1 R( 0 ) 1 R( ) 0
8-14
可靠性特征量理论上的值称为真值，由产品失效 的数学模型确定。
通过对n个样本的观测，经过统计计算得到真值 的估计值。
Rˆ(t ) ns(t ) nnf (t )
n
n
n
n-nf(t)
t=0
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。
规定的条件：维修的机构和场所及相应人员与设 备、设施、工具、备件、技术资料等资源条件。
规定的程序和方法：按技术文件规定采用的维修 工作类型、步骤和方法。
8-7
一个产品不工作的时间NT包括两个部分：
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；
⑵ 任务可靠性：描述产品完成任务的能力，通常 用任务可靠度MR和致命性故障间隔任务时间 MTBCF来度量。
8-6
维维修修性性（（mmaaiinnttaaiinnaabbiilliittyy））
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，称为维修性，简写为M。
规定的能力：产品应具备的技术性能指标。
8-5
从应用的角度出发分类：
⑴ 固有可靠性：描述产品设计和制造的可靠性水 平；
⑵ 使用可靠性：描述产品在计划的环境中使用的 可靠性水平。
从设计的角度出发分类：
⑴ 基本可靠性：用于度量产品无须保障的工作能 力，包括与维修和供应有关的可靠性，通常用平 均故障间隔时间MTBF来度量；
8-10
可可用用性性（（aavvaaiillaabbiilliittyy））
可用性是产品可靠性、维修性和保障性三种 固有属性的综合反映，指产品处于良好工作状态 的能力，也称为有效性。
使用可用性A0
A0
MTBF MTBF MTTR
固有可用性At。
At
MTBF
MTBF MTTR
MDT
At反映了生产方的设计、制造和服务的综合水 平，越大越好。
8-11
可可信信性性（（ddeeppeennddaabbiilliittyy））
可信性是一个非定量的集合性术语，表述可用性 及其影响因素：可靠性（R）、维修性（M）、 保障性（S）、测试性（T），简写为R·M·S·T·。
对可信性的定量要求，就是具体的R·M·S·T·的定 量要求；
定义：产品在任务开始时可用的条件下，在规定 的任务剖面中，能完成规定功能的能力称为产品 的“（狭义）可信性”，简写为D。
不可工作或性能下降），并隔离其内部的一种设
计特性，称为测试性，简写为T。
测试性与维修性及可靠性密切相关，具有良好测 试性的设备将减少故障检测及隔离时间，进而减 少维修时间，改善维修性。通过采用测试性好的 设备可及时检测出故障，排除故障，进而提高产 品的使用可靠性。
测试性通常用故障检测率FDR、故障隔离率FIR 和虚警率FAR度量。
户使用—反馈—提高质量可靠性—…。 科技进步，竞争加剧，使一些设计和工艺技术更加成
熟，生产周期缩短，不允许有更多的阶段试验，要求 产品本身有高可靠性。
8-3
8.2 可靠性基本概念
可靠性 维修性 保障性 测试性 可用性 可信性
8-4
可可靠靠性性（（rreelliiaabbiilliittyy））
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。
平均维修时间MTTR是直接维修时间MT的平均值。
直接维修时间 MTTR 维修次数
MT n
8-8
保保障障性性（（ssuuppppoorrttaabbiilliittyy））
保障性系指产品设计特性和计划的保障资源 能满足使用要求的能力，称为保障性，简写为S。
产品在执行任务中的状态及可信性取决于与任务 有关的产品可靠性及维修性的综合影响。
8-12
8.3 可靠性特征量
可靠度 失效分布 失效率 寿命特性
8-13
可可靠靠度度
产品在规定条件下和规定时间内完成规
定功能的概率，记为R(t)。
设T为产品寿命的随机变量，则
R( t ) P( T t )
产品在规定条件下和规定时间内，完成规 定功能的能力，简写为R。
规定的条件：使用时的环境条件、应力条件， 维护方法，储存时的储存条件，以及使用时对 操作人员技术等级的要求等。
规定的时间：在应用中，时间是一个广义的概 念，可以用周期、次数、里程或其它单位代 替，也可建立这些单位与时间之间的隶属函数 加以描述。
3 800-1200 37
71
39 0.355
4 1200-1600 23