可靠性的基本概念知识
质量管理基础知识-可靠性知识
第一节可靠性定义一、可靠性定义产品的可靠性是指：产品在规定的条件下、在规定的时间内完成规定的功能的能力。
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。
随着市场经济的发展，竞争日趋激烈，人们不仅要求产品物美价廉，而且十分重视产品的可靠性和安全性。
日本的汽车、家用电器等产品，虽然在性能、价格方面与我国彼此相仿，却能占领美国以及国际市场。
主要的原因就是日本的产品可靠性胜过我国一筹。
美国的康明斯、卡勃彼特柴油机，大修期为12000小时，而我国柴油机不过1000小时，有的甚至几十小时、几百小时就出现故障。
可靠性基础知识
可靠性基础知识研究可靠性的意义对于产品来说, 可靠性问题和人身安全, 经济效益密切相关 . 因此, 研究产品的可靠性问题, 显得十分重要 . 非常迫切 .1) 提高产品可靠性, 可以防止故障和事故障的发生, 尤其是避免灾难性的事故发生 .86 年1 月28 日, 美航天飞机” 挑战者号” 由于 1 个密封圈失效, 起飞76S 后爆炸, 其中7 名宇航员丧生, 造成12 亿美元的经济损失;92 年我国发射” 澳星号” 时由于一个小小零件的故障, 发射失败, 造成了巨大的经济损失和政治影响到 .2) 提高产品的可靠性, 能使产品总的费用降低 . 提高产品的可靠性, 首先要增加费用, 如选用好的元器件, 研制部分冗余功能的电路及进行可靠性设计、分析、实验，这些都需要经费。
然而，产品可靠性的提高使得维修费及停机检查损失费大大减小，使总费用降低。
3 ）提高产品的可靠性，可以减少停机时间，提高产品可用率，一台设备可顶几台用，可以发挥几倍的效益。
美国GE 公司经过分析认为，对于发电、冶金、矿山、运输等连续作业的设备，即使可靠性提高1% ，成本提高10% 也是合算的。
4 ）对于公司来讲，提高产品的可靠性，可以改善公司信誉，增强竞争力，扩大市场份额，从而提高经济效益。
一般所说的“ 可靠性” 指的是“ 可信赖的” 或“ 可信任的” 。
我们说一个人是可靠的，就是说这个人是说得到做得到的人，而一个不可靠的人是一个不一定能说得到做得到的人，是否能做到要取决于这个人的意志、才能和机会。
同样，一台仪器设备，当人们要求它工作时，它就能工作，则说它是可靠的；而当人们要求它工作时，它有时工作，有时不工作，则称它是不可靠的。
根据国家标准的规定，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的功能的能力。
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。
可靠性理论基础知识
可靠性理论基础知识可靠性理论基础知识1.可靠性定义我国军用标准GIB 451A-2005《可靠性维修性保障性术语》中，可靠性定义为：产品在规定的条件下，规定的时间内，完成规定功能的能力。
“规定条件”包括使用时的环境条件和工作条件。
“规定时间”是指产品规定了的任务时间。
“规定功能”是指产品规定了的必须具备的功能及其技术指标。
可靠性的评价可以使用概率指标或时间指标，这些指标有：可靠度、失效率、平均无故障工作时间、平均失效前时间、有效度等。
典型的失效率曲线是浴盆曲线，其分为三个阶段：早期失效期、偶然失效期、耗损失效期。
早期失效期的失效率为递减形式，即新产品失效率很高，但经过磨合期，失效率会迅速下降。
偶然失效期的失效率为一个平稳值，意味着产品进入了一个稳定的使用期。
耗损失效期的失效率为递增形式，即产品进入老年期，失效率呈递增状态，产品需要更新。
1.1可靠性参数1、失效概率密度和失效分布函数失效分布函数就是寿命的分布函数，也称为不可靠度，记为)(t F 。
它是产品或系统在规定的条件下和规定的时间内失效的概率，通常表示为)()(t T P t F ≤=失效概率密度是累积失效概率对时间t 的倒数，记为f(t)。
它是产品在包含t 的单位时间内发生失效的概率，可表示为)()()('t F dtt dF t f ==。
2、可靠度可靠度是指产品或系统在规定的条件下，规定的时间内，完成规定功能的概率。
可靠度是时间的函数，可靠度是可靠性的定量指标。
可靠度是时间的函数，记为)(t R 。
通常表示为?∞=-=>=t dt t f t F t T P t R )()(1)()(式中t 为规定的时间，T 表示产品寿命。
3、失效率已工作到时刻t 的产品，在时刻t 后单位时间内发生失效的概率成为该产品时刻t 的失效率函数，简称失效率，记为)(t λ。
)(1)()()()()()(''t F t F t R t F t R t f t -===λ。
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；
产品六性知识系列之三：六性的典型技术及综合应用
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相关试验
• 5 研制试验
• 5.1 概述 • 5.2 试验目的 • 5.3 元器件、材料及工
艺的研制试验与评估
• •
本标准的研制试验不作为一个标准的试验 基线要求，……
研制试验的任务是要在产品的研制初期尽 早地发现问题以便在开始正式鉴定试验前 进行必要的修改，研制试验宜于可靠性研
• 5.4 部件研制试验
•
4.11 组件热真空试验的原 则
•
环境试验一般应顺序地而不是组合地实施。然而，
• 4.12 推进装置试验
硬件设计或工作环境的特点可能要求在某些试验中
• 4.13 文件编写
施加组合的环境。例如：对设计中使用橡胶减震器
• 4.14 试验记录 • 4.15 试验评审小组
的组件应进行温度、加速度及振动的组合试验；对 充压组件进行组合的冲击、振动及压力试验。在这
种情况下，制定试验大纲时应对环境因素进行合理
的组合，以提供试验的有效性
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相关试验
• 4 一般要求 • 4.1 试验类别 • 4.2 试验原理 • 4.3 试验合格验证 • 4.4 试验计划和试验大纲 • 4.5 试验前、后检查 • 4.6 剪裁 • 4.7 再试验 • 4.8 相似性鉴定 • 4.9 正常环境 • 4.10 试验条件允许偏差 • 4.11 组件热真空试验的原
• 4.3 试验合格验证 • 4.4 试验计划和试验大纲 • 4.5 试验前、后检查
境应力筛选排除产品的早期失效。有些情况下，少 数飞行产品需要进行准鉴定试验
• 4.6 剪裁 • 4.7 再试验 • 4.8 相似性鉴定 • 4.9 正常环境 • 4.10 试验条件允许偏差
• 除了本标准中规定的环境，其它环境也可以产生相 当大的应力，从而需要进行补充的鉴定试验，甚至 还有验收试验，这些环境试验包括核、电磁辐射、 气候等
可靠性工程师考试资料
可靠性工程师考试资料（二）引言概述：可靠性工程师是现代工程领域中一个非常重要的职位，他们负责确保产品和系统的可靠性，以及减少可能出现的故障和风险。
为了成为一名合格的可靠性工程师，需要有一定的知识储备和专业技能。
本文将深入探讨可靠性工程师考试相关的资料，帮助考生更好地准备考试。
正文内容：一、可靠性基础知识1. 可靠性概念与定义：介绍可靠性的基本概念，如MTBF（平均无故障时间）、故障率、可靠度等，以及它们的定义与计算方法。
2. 可靠性工程原理：解析可靠性工程的基本原理，包括可靠性需求分析、可靠性设计、可靠性测试与评估等环节，以及它们之间的关系。
3. 可靠性统计方法：介绍可靠性工程中常用的统计方法，如生存分析、故障模式与影响分析（FMEA）、故障树分析（FTA）等，以及它们的应用场景和具体步骤。
二、可靠性设计与优化1. 可靠性要求确定：阐述如何根据产品和系统的使用环境、功能需求等因素确定可靠性要求，并建立相应的性能指标和测试标准。
2. 可靠性设计方法：介绍常用的可靠性设计方法，如设计失效模式与影响分析（DFMEA）、故障模式与影响分析（FMEA）、信号完整性分析等，以及它们的步骤和工具的应用。
3. 可靠性验证与验证测试：详细描述可靠性验证的流程和关键步骤，包括设计评审、模拟测试与实验验证等，以及常用的验证测试方法和技术。
三、可靠性评估与维护1. 可靠性评估方法：介绍可靠性评估的方法和指标，如可靠性预测、可靠性增长试验等，以及它们的原理和适用范围。
2. 故障数据分析与故障诊断：解析如何进行故障数据的分析和故障诊断，包括故障率分析、故障模式与效应分析等方法和工具的使用。
3. 可靠性维护与改进：探讨如何进行可靠性维护和改进，包括维护计划的制定、故障处理与预防措施等方面的技巧和方法。
四、可靠性测试与试验1. 可靠性试验方法：介绍可靠性试验的方法和技术，如加速寿命试验、可靠性生命周期试验等，以及它们的步骤和数据分析方法。
第五章 可靠性基础知识(1)可靠性的基本概念及常用度量
第五章可靠性基础知识第五章可靠性基础知识【考试趋势】单选3-4题，多选4-5题，综合分析1题。
考查方式以理解题和计算题为主。
总分值25-35分。
总分170分。
【大纲考点】基本脉络：可靠性概念——测量——模型——分析——试验——管理。
一、可靠性的基本概念及常用度量1．掌握可靠性、维修性与故障(失效)的概念与定义（重点）2．熟悉保障性、可用性与可信性的概念（难点）3．掌握可靠性的主要度量参数（难点）4．熟悉浴盆曲线（重点）5．了解产品质量与可靠性的关系二、基本的可靠性维修性设计与分析技术1．了解可靠性设计的基本内容和主要方法2．熟悉可靠性模型及串并联模型的计算（重点）3．熟悉可靠性预计和可靠性分配（难点）4．熟悉故障模式影响及危害性分析（重点）（难点）5．了解故障树分析（重点）6．熟悉维修性设计与分析的基本方法；三、可靠性试验三、可靠性试验1.掌握环境应力筛选（重点）2.了解可靠增长试验和加速寿命试验（重点）3.手续可靠性测定试验（难点）4.了解可靠性鉴定试验四、可信性管理1．掌握可信性管理基本原则与可信性管理方法（难点）2．了解故障报告分析及纠正措施系统（重点）3．了解可信性评审作用和方法第一节可靠性的基本概念及常用度量【考点解读】第一节可靠性的基本概念及常用度量学习目标要求：1、掌握可靠性、维修性与故障的概念与定义2、熟悉保障性、可用性及可信性的概念3、掌握可靠性的主要度量参数4、了解浴盆曲线5、了解产品质量与可靠性关系基本脉络是：可靠性——不可靠（故障）——可靠度——可靠度函数——常用指标——模型——地位意义（与质量的关系）典型考题典型考题：单选题22、下述设计方法中不属于可靠性设计的方法是（）。
a、使用合格的部件b、使用连续设计c、故障模式影响分析d、降额设计23、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、产品保修率一、故障（失效）及其分类一、故障（失效）及其分类1、故障定义：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。
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。
软件可靠性安全性分析基本知识
6
软件可靠性安全性设计分析
第一讲：基础知识
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基础知识-主要内容
一、软件可靠性安全性概念及关系
软件可靠 性安全性 设计分析
软件可靠性安全性设计分析
二、软件可靠性安全性分析概念及关系
三、软件可靠性安全性设计概念及关系
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软件可靠性安全性设计分析
一、软件可靠性安全性概念及关系
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基础知识1-软件可靠性概念
《软件可靠性、安全性与质量保证》黄锡滋 编著 电子工业出版社 2002年10月 《软件可靠性工程手册》Michael R.LYU主编， 电子工业出版社 1997年3月 软件安全性相关标准 软件可靠性安全性设计分析方面的论文及期刊 等 软件工程方面的书籍，如《软件工程》张海藩 编著 人民邮电出版社 2003年7月 软件容错方面的书籍及期刊、论文等
基础知识2-软件安全性概念
序号 1 2 来源 学者Nancy G.Leveson 定义描述 软件安全性涉及确保软件在系统环境中运行而不产生不可接 受的风险。
2004年美国航天 软件工程和软件保证的方面，提供了一个系统的方法来标识、 航空局的软件安 分析和跟踪危险和危险功能（例如，数据和指令）的软件缓 全性标准 解和控制，以确保软件在系统中更加安全地运行”。 美国国防部的三 军联合提出的软 件系统安全手册 将系统安全性工程（包括软件系统安全性）定义为“在系统 寿命周期各阶段运用工程和管理原理、准则和技术，以便在 使用效能、时间和费用的约束范围内使安全性最优并且风险 降低”。
②有些状态可能引起软件失效的状态，
导致不能实现功能。
③有些状态上述二者都涉及。
在规定的时间内，如果软件运行的真实 环境与运行前规定的环境相关，则软件 是可靠的就可判断软件是安全的
可靠性基础知识
可靠性基础知识
——产品的失效
1、功能性失效
致命失效、漂移性失效、间歇失效 ➢ 致命失效：是指产品完全失去规定功能能力的一类失效。 ➢ 漂移性失效：是指产品的一个或几个参数超过规定值所引起的
一类失效，漂移性失效在产品使用中有时是允许的 ➢ 间歇失效：是指产品在使用或试验过程中呈现时好时坏一类的
失效。
e x
f
(x)
x0
0
x0
当故障率f(t)服从指数分布时：
f(t) λ
0
t
指数分布的概率密度函数
F(t)
t e xdx
t (e x )dx
t
e x
1 e t
0
0
0
R(t)
e xdx
e x e t
展。
概述
——可靠性定义
产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的 能力（概率），就叫做电子产品的可靠性。
可靠性试验是对产品可靠性进行调查、分析和评价 的一类试验。
主要内容
一．概述 二．可靠性基础知识 三．环境试验
可靠性基础知识
——基本知识和术语
可靠性试验与环境试验
可靠性试验是对产品进行评价的各种试验如增长、筛选、验证 、验收、统计等。
可靠性基础知识
主要内容
一．概述 二．可靠性基础知识 三．环境试验
主要内容
一．概述 二．可靠性基础知识 三．环境试验
概述
——可靠性的重要性
1. 关系到企业的生存和壮大。 2. 关系到使用者的安全。 3. 提升形象，减少维护费用。 4. 是军事产品中重要的技术指标。
概述
——可靠性的发展历史
可靠性工程每章基本概念及复习要点知识讲解
可靠性工程每章基本概念及复习要点知识讲解复习要点：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。
平均修复时间MTTR：可修复的产品的平均修理时间，其估计值为修复时间总和和修复次数之比。
可靠性基础知识
第一章 可靠性基础知识●可靠性的概念。
●可靠性参数体系、常用可靠性参数及可靠性常用分布。
当你准备购买一件电子产品时，你关注的是它的哪些方面？其中最关注的是什么？我们除关注产品的功能和性能外，在谈论某品牌的产品“好”的时候，所隐含的意思就是该品牌产品的质量与可靠性高。
质量与可靠性是我们最为关注的产品质量特性。
随着新材料、新技术的发展与应用使得产品性能得到迅速提高，但随着产品性能的提高，其复杂程度也增加，故障频繁。
出厂检验合格的产品，在使用寿命期内保持其产品质量指标的数值而不致失效，这就是可靠性问题。
本章将在介绍可靠性的基本概念、可靠性术语、可靠性参数体系及常用可靠性参数、可靠性常用分布等知识的基础上，讲解造成产品故障的主要原因，以及可靠性的重要意义。
第一节 可靠性基本概念1．可靠性的概念可靠性的概念，可以说，自从人类开始使用工具起就已经存在。
然而可靠性理论作为一门独立的学科出现却是近几十年的事情。
可靠性归根结底研究的还是产品的可靠性，而通常所说的“可靠性”指的是“可信赖的”或“可信任的”。
一台仪器设备，当人们要求它工作时，它就能工作，则说它是可靠的；而当人们要求它工作时，它有时工作，有时不工作，则称它是不可靠的。
最早的可靠性定义由美国AGREE在1957年的报告中提出，1966年美国又较正规地给出了传统的或经典的可靠性定义：“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”。
它为世界各国的标准所引用，我国的可靠性定义也与此相同。
这里的产品是泛指的，它可以是一个复杂的系统，也可以是一个零件。
出厂检验合格的产品，在使用寿命期内保持其产品质量指标的数值而不致失效，这就是可靠性问题。
因此，可靠性也是产品的一个质量指标，而且是与时间有关的参量。
只有在引进了可靠性指标后，才能和其他质量指标一起，对产品质量做全面的评定。
所谓产品是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。
产品设计五性：可靠性、维修性、安全性、测试性及保障性知识讲解
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。
可靠性基础知识介绍
表1：电子元件累计失效统计
序号 失效时间范围h 失效数 累计数r(t) 仍在工作数Ns R(t) F(t)
10
0
0
110
1
0
2 0～400
6
6
104
0.945 0.055
3 400～800
28344 800～来自2003771
5 1200～1600 23
94
6 1600～2000 9
103
7 2000～2400 5
382
=
=4.33/h
3
平均修复时间MTTR，是度量产品维修性的重 要指标。
8、贮存寿命 产品在规定条件下存储时，仍能满足规定质量 要求的时间长度，称为贮存寿命。产品出厂后 即使不工作，在规定的条件下存贮，产品也有 一个非工作状态的偶然故障率，非工作的偶然 故障率比工作故障率小的多，但贮存产品的可 靠性也在不断下降，因此，储存寿命是度量产 品存储可靠性的一个不可忽视的度量参数。
=1000+1500+2000+2200+2300 5
=1800h
λ(t)= 1 = 1 =0.00056/h
MTTF 1800
R(t)
e= 0.000561800 = e1
例：有100个不可修复的电子产品进行试验， 在500小时内，3个坏掉了，到600小时时，又 有2个坏掉了，求λ(t)在500小时这个时刻的故 障率？ 已知：t=500h, △t=600-500=100，△r(t)=2，
故障率趋于常数，A、B区是耗损期到来之前产 品的主要使用期。 出现的偶然故障，只能通过统计方法来预测。 ③耗损故障期 产品使用很长一段时间后，故障迅速上升，直 至极度。此时的故障主要由产品的老化、疲劳、 磨损、腐蚀等原因引起。 对耗损故障可通过实验数据分析耗损期到来的 起始拐点，并通过预防维修来延长产品的寿命。
可靠性基础知识
Yuntong Forever
4
规定条件
规定条件
环境条件
工作条件
温度
工作应力
振动
工作负荷
湿度
循环周期
盐雾
….
Yuntong Forever
5
环境应力对产品可靠性的影响
环境越恶劣可靠性越差 • 温度应力会提高产品的故障率 • 振动应力会加速产品的疲劳 • 湿度和化学应力会缩短产品的寿命
环境应力和可靠性一般是指数关系： • 温度－ Arrhenius • 振动－ Coffin-Manson • 湿度和其他－ Eyring
Yuntong Forever
16
（续前）
1960s，可靠性工程的系统化
• 阿波罗项目全面采用的可靠性工程技术，极大地推动了可靠性技术
在全世界的推广
• 可靠性工程已经成为系统工程的一部分，日益系统化 • 可靠性统计试验逐步完善
1970s，进入可靠性保证阶段
• 可靠性管理的作用突出显现，美国将可靠性管理作为质量管理的核
世界可靠性工程发展： 1940s年，起源于美国
• 重点在于电子管和真空管的可靠性研究 • 成立AGREE，电子设备可靠性顾问委员会
1950s年，推广发展
• 美国制定了一系列军用可靠性标准 • AGREE在1957年发表的《军用电子设备的可靠性》报告成为后来全世
界可靠性工作的指南
• 前苏联、日本、英国等国家开始介入可靠性研究 • 可靠性由电子设备拓展到电力、机械、动力等方面
易修
» 修得快 － 定位快、维修快、确认快 » 修得好 － 修如旧、修如新
Yuntong Forever
12
1.3 可用性
可用性（Availability）
质量管理学--可靠性基础知识讲义PPT(45张)
第12章 可靠性基础知识
12.1.5 可靠性与产品质量的关系 质量： 性能特性——容易评价 专门特性——可用性、难于直观判断 安全性——难于直观判断 经济性——容易判别、比较 时间性——容易判别、比较 适用性——容易判别、比较
第12章 可靠性基础知识
12.1.6 可靠性发展历史 二战：雷达 军事→电子→机械→其它、民用 可靠性—维修性—维修保障性—安全性 宏观→微观. 定性→定量. 手工→计算机 统计试验→工程试验、筛选、强化. 以可靠性为中心的全面质量管理 可靠性与性能最大区别：看不见、测不到。 但可以统各个阶段对可靠性的影响大小： 设计 40～50% 制造 20～30% 固有可靠性 使用 20～30% 使用可靠性 实际过程中表现出的能力 —— 使用可靠性， 与安装、操作使用、维修保障有关。 还可分为：基本可靠性、任务可靠性。 在规定任务剖面内完成规定的功能的能力。
第12章 可靠性基础知识
产品的特征寿命 产品寿命：可靠寿命、使用寿命、总寿命、 贮存期限 可靠寿命：t R 一定可靠度下的寿命 使用寿命：t r 一定故障率下的寿命 总寿命：投入使用到报废的总工作时间 贮存期限：在规定条件下，产品能贮存的 日历持续时间→启封使用能满足规定要求。
第12章 可靠性基础知识
第12章 可靠性基础知识
浴盆曲线
第12章 可靠性基础知识
①早期故障阶段
机械：跑合期（磨合期）、设计缺陷、 加工缺陷、安装缺陷 ②偶然：偶然因素，操作、负荷
③耗损：老化、疲劳、磨损、腐蚀。可 通过维修、更换
第12章 可靠性基础知识
故障率与可靠度及故障密度函数的关系 四个函数之间的关系： R(t) F(t) λ (t) f(t)
产品可靠性基础知识
产品可靠性基础知识什么是产品可靠性？产品可靠性是指产品在特定的操作条件下，在一定的时间内能够正常工作的能力。
它是一个评估产品质量的重要指标，能够帮助生产商预测和评估产品在使用过程中可能出现的问题，从而采取相应的措施来改进产品的可靠性。
产品可靠性与产品的寿命、故障率和维修时间等指标密切相关。
在产品设计阶段，通过合理的设计和工艺选择，可以提高产品的可靠性。
同时，在产品生产过程中，严格的质量控制和测试也可以确保产品的可靠性。
产品可靠性评估方法1. 故障模式和效果分析（FMEA）故障模式和效果分析（FMEA）是一种常用的产品可靠性评估方法。
它通过分析产品可能出现的故障模式及其对产品性能和使用效果的影响，来评估产品的可靠性。
FMEA的基本步骤包括：确定故障模式、评估故障后果、确定故障频率和风险等级。
通过这一过程，可以帮助设计人员和工程师识别潜在的故障点，找出可能导致故障的原因，从而采取相应的措施来提高产品的可靠性。
2. 可靠性测试可靠性测试是评估产品可靠性的常用方法之一。
通过对大量的样本进行试验和测试，收集产品在不同工作条件下的故障数据，来估计产品的故障率和可靠性。
可靠性测试的主要目标是确定产品的寿命、故障率和可靠度等参数。
根据产品的特性和使用环境的不同，可靠性测试可以采用不同的方法，如加速寿命试验、可靠性增长试验等。
3. 统计分析统计分析方法可以帮助我们从大量的数据中分析产品的可靠性。
常用的统计分析方法包括故障随机过程分析、故障树分析、可靠度增长分析等。
这些方法可以通过对故障数据的处理和分析，来确定产品的故障模式和故障率，并预测产品在未来的使用过程中可能出现的问题。
提高产品可靠性的方法1. 合理的设计合理的产品设计是提高产品可靠性的基础。
在设计阶段，应充分考虑产品的使用环境和工作条件，合理选择材料、工艺和结构，以减少产品的故障点和故障模式。
同时，还应考虑容错设计和可维修性，以降低故障的影响和维修的难度。
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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。
产品可靠性还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无故障的持续时间或概率，它反映产品对维修人力的要求。
因此在评定产品基本可靠性时应统计产品的所有寿命单位和所有故障，而不局限于发生在任务期间的故障，也不局限于是否危及任务成功的故障。
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。
评定产品任务可靠性时仅考虑在任务期间发生的影响完成任务的故障。
因此要明确任务故障的判据。
提高任务可靠性可采用冗余或代替工作模式，不过这将增加产品的复杂性，从而降低基本可靠性。
因此设计时要在两者之间进行权衡。
二、可靠度函数、累积故障(失效)分布函数如前所述，产品可靠度是产品在规定条件下规定时间完成规定功能的概率，描述的是产品功能随时间保持的概率，即产品可靠度是时间的函数，一般用R(t)表示，产品的可靠度函数定义为:R(t)=P(T>t)式中:T——产品发生故障(失效)的时间，有时也称为寿命；t——规定的时间。
因此，产品在规定条件下规定的时间内，不能完成规定功能的概率，也是时间的函数，一般用F(t)表示，F(t)称为累积故障分布函数，即F(t)=P(T≤t)关于产品所处的状态，为了研究的方便一般假定为要么处于正常工作状态，要么处于故障状态产品发生故障和不发生故障是两个对立的事件，因此R(t)+F(t)=1累积故障分布函数和可靠度函数可以通过大量产品的试验进行估计。
设有100个产品作寿命试验，试验发生的故障数随时间的变化统计见表5.1-1。
将试验数据作成直方图，可得图5.1-1。
假设将测试产品数逐渐增加，时间间隔逐渐缩短并趋于0，即可得到一条光滑的曲线，这条曲线即为累积故障分布函数F(t)。
故障密度函数f(t)是累积故障分布函数的导数。
它表示在t时刻后的一个单位时间内产品故障的概率，即因此，累积故障分布函数F(t)，可靠度函数R(t)和故障密度函数f(t)三者之间的关系如图5.1-2。
产品的累积故障分布完全可以通过大量的样品的试验获得。
一旦知道了分布规律就可以应用概率统计理论来研究产品可靠性。
产品的累积故障分布可以是指数分布、威布尔分布或对数正态分布等，但最简单的分布是指数分布。
理论上可以证明:一个由若干组成部分构成的产品，不论组成部分故障是什么分布，只要出故障后即予维修，修后如新，则较长时间后，产品的故障分布就渐近于指数分布。
三、故障(失效)及其分类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如电子元器件和弹药等也称失效。
故障的正式定义为终止即丧失完成规定的功能。
在本章中，在多数场合，故障一词也可用失效代替。
不过实际上，故障与失效除了使用产品的对象有所区别外，还有一个小的区别。
严格地说，故障是指产品不能执行规定功能的状态，故障通常是产品本身失效后的状态，但也可能在失效前就存在。
故障的表现形式，如三极管的短路或开路、灯丝的烧断等称为故障(失效)模式。
引起产品故障的物理、化学或生物等变化的内在原因称为故障(失效)机理。
产品的故障分类有多种。
按故障的规律可分为偶然故障和耗损故障。
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。
耗损故障是通过事前检测或监测可预测到的故障，是由于产品的规定性能随时间增加而逐渐衰退引起的。
耗损故障可以通过预防维修，防止故障的发生，延长产品的使用寿命。
按故障引起的后果可分为致命性故障和非致命性故障。
前者会使产品不能完成规定任务或可能导致人或物的重大损失、最终使任务失败，后者不影响任务完成，但会导致非计划的维修。
按故障的统计特性又可分为独立故障和从属故障。
前者是指不是由于另一个产品故障引起的故障，后者是由另一产品故障引起的故障。
在评价产品可靠性时只统计独立故障。
四、维修性产品在规定的条件下和规定的时间内，按规定的程序和方法进行维修时，保持或恢复执行规定状态的能力称为维修性。
规定条件指维修的机构和场所及相应的人员、技能与设备、设施、工具、备件、技术资料等。
规定的程序和方法指的是按技术文件规定采用的维修工作类型、步骤、方法等。
能否完成维修工作当然还与规定时间有关。
维修性是产品质量的一种特性，即由产品设计赋予的使其维修简便、迅速和经济的固有特性。
产品不可能无限期地可靠工作，随着使用时间的延长，总会出现故障。
此时，如果能通过迅速而经济地维修恢复产品的性能，产品又能继续工作。
由于产品的可靠性与维修性密切相关，都是产品的重要设计特性，因此产品可靠性与维修性工作应从产品论证时开始，提出可靠性与维修性的要求，并在开发中开展可靠性与维修性设计、分析、试验、评定等活动，把可靠性与维修性要求落实到产品的设计中。
五、保障性系统(装备)的设计特性和计划的保障资源满足平时和战时使用要求的能力称为保障性。
保障性是装备系统的固有属性，它包括两方面含义，即与装备保障有关的设计特性和保障资源的充足和适用程度。
设计特性是指与保障有关的设计特性，如与可靠性和维修性等有关的，以及保障资源要求装备所具有的设计特性。
这些设计特性可以通过设计直接影响装备的硬件和软件。
如使设计的装备便于操作、检测、维修、装卸、运输、消耗品(油、水、气、弹)补给等设计特性。
从保障性角度看，良好的保障设计特性是使装备具有可保障的特性或者说所设计的装备是可保障的。
保障资源并非设计特性，它是保证装备完成平时和战时使用的人力和物力。
从保障性的角度看，充足的并与装备匹配完善的保障资源说明装备是能得到保障的。
装备是有可保障的特性和能保障的特性才是具有完整保障性的装备。
上面介绍的保障性虽是指的武器装备，但对于民用产品而言保障性同样也是一个重要的质量特性。
在民用产品的开发过程中同样也应使所设计开发的产品具有可保障的特性和能保障的特性，使产品在顾客的使用中操作简便.装卸方便、出现故障有显示、故障产品能及时修复、维修有备件、消耗品有供应等，产品只有具备这种良好的保障性才能使产品的各种功能和性能得到充分的发挥，顾客才会满意。
东莞德信诚精品培训课程(部分)内审员系列培训课程查看详情TS16949五大工具与QC/QA/QE品质管理类查看详情 JIT东莞德信诚公开课培训计划>>> 培训报名表下载>>>/download/dgSignUp.doc六、可用性和可信性可用性是在要求的外部资源得到保证的前提下，产品在规定的条件下和规定的时刻或时间区间内处于可执行规定功能状态的能力。
它是产品可靠性、维修性和维修保障的综合反映，这里的可用性定义是固有可用性的定义，外部资源(不包括维修资源)不影响产品的可用性。
反之，使用可用性则受外部资源的影响。
可用性的概率度量称为可用度。
可用性通俗地说是“要用时就可用”。
实际上，可靠性和维修性都是为了使顾客手中的产品随时可用。
可靠性是从延长其正常工作时间来提高产品可用性，而维修性则是从缩短因维修的停机时间来提高可用性。
可用性是顾客对产品质量的又一重要的需求。
可信性是一个集合性术语，用来表示可用性及其影响因素:可靠性、维修性、维修保障。
可信性仅用于非定量条款中的一般描述，可信性的定性和定量具体要求是通过可用性、可靠性、维修性、维修保障的定性和定量要求表达的。
七、可靠性与产品质量的关系产品质量是产品的一组固有特性满足顾客和其他相关方要求的能力。
顾客购买产品时对产品一组固有特性的要求是多方面的，其中包括性能特性、专门特性、及时性、适应性等。
性能特性用性能指标表示，如发动机的输出功率，电视机的屏幕尺寸等，它可以通过各种测量仪器及设备对性能的每一个参数逐一进行直接测试，顾客很容易就能对产品是否合格做出评价，也能对不同品牌的同类产品进行性能对比，从而判断出不同品牌产品的优劣。
及时性指的是产品的开发和供应者能否及时提供给顾客需要的产品，也就是产品的交货期，这也是顾客能直观地做出决策的。
同样，产品适应性也是顾客可以直观得出结论的。
在质量特性中惟独专门特性是顾客最关心，但也是顾客难于直观判断的。
所谓专门特性包括可靠性、维修性和保障性等。
可靠性与性能的最大区别是:性能是确定性的概念，“看得见，测得到”，而产品可靠性是不确定性概念，事先“看不见”，“测不到”，产品出不出故障是偶然或随机的，无法通过仪器设备测一下就能知道。
对某一具体产品在没有使用到寿命终了或出故障之前，它的真实寿命或可靠性是不知道的，只有通过同品牌产品进行大量试验和使用，经统计分析和评估才能获得该品牌产品的可靠性。
总之，产品可靠性是产品性能随时间的保持能力，换句话说，要长时间的保持性能就是不要出故障，不出故障或出了故障能很快维修好是产品很重要的质量特性。
要使产品高可靠、好维修就要在产品开发中开展可靠性、维修性设计、试验与管理工作。