仪器设备使用年限与故障率关系曲线

全寿命全周期故障率递减规律

全寿命全周期故障率递减规律复杂装备无耗损区规律装备全寿命故障率递减规律，认为现代电子装备的故障率在全寿命期内随时间变化曲线表现为递减型。

它的实质是将装备出厂前筛选的概念扩大到使用阶段。

装备的使用过程也是一种筛选过程，与工厂筛选具有相同的性质，都是在一定条件下运转，发现故障后加以排除。

该规律目前只是一种假说，尚未得到公认。

复杂装备无耗损区规律，承认浴盆曲线规律对于简单装备和具有支配性模式的复杂装备的适用性，它是对浴盆曲线的发展和补充，将复杂装备组成器件的失效率分为有耗损特性和无耗损特性两类。

装备的故障率曲线，往往不是单一的故障分布，可能是某种混合分布或合成分布，也可能在不同阶段符合不同的故障分布。

浴盆曲线规律浴盆曲线的理论模型，是最经典的故障宏观规律"。

该故障率(也称失效率)曲线反映产品总体在整个寿命周期故障率的情况，此曲线形象地被称为浴盆曲线，故障率随时间变化可分为3个阶段：(1)早期失效期，失效率曲线为递减型。

失效是由于设计、制造等原因，以及调试、加电、启动等人为因素所造成。

当这些不良因素造成的失效发生后，运转也逐渐正常，则失效率开始下降并趋于恒定。

在这一阶段发生故障的概率相对较高，检测的故障数据比较杂乱，不便于进行故障预测，只能在发现故障后立即采取排除措施。

(2)偶然失效期，失效率曲线为恒定型。

失效主要是由于不预期的过载、误操作、以外等一些偶然因素造成。

在此阶段发生故障的概率很低，为有效寿命，检测数据集中在正常值附近。

(3)耗损失效期，失效率曲线为递增型。

因为设备上的某些零件已经老化，寿命衰竭，因而失效率上升。

在此阶段设备发生故障的概率逐渐增大，检测数据呈现出一定规律，此时通过故障预测，及时更换老化的零件，可以控制故障率。

设备故障的发生发展规律

设备故障的发生发展规律设备故障的发生发展过程都有其客观规律，研究故障规律对制定维修对策，以至建立更加科学的维修体制都是十分有利的。

设备在使用过程中，其性能或状态随着使用时间的推移而逐步下降，呈现如图1-1所示之曲线。

很多故障发生前会有一些预兆，这就是所谓潜在故障，其可识别的物理参数表明一种功能性故障即将发生，功能性故障表明设备丧失了规定的性能标准。

图1-1中“P”点表示性能已经变化，并发展到可识别潜在故障的程度：这可能是表明金属疲劳的一个裂纹；可能是振动，说明即将会发生轴承故障；可能是一个过热点，表明炉体耐火材料的损坏；可能是一个轮胎的轮面过多的磨损等。

“F” 表示潜在故障已变成功能故障，即它已质变到损坏的程度。

P-F间隔，就是从潜在故障的显露到转变为功能性故障的时间间隔，各种故障的P-F间隔差别很大，可由几秒到好几年，突发故障的P-F间隔就很短。

较长的间隔意味着有更多的时间来预防功能性故障的发生，因而要不断地花费很大的精力去寻找潜在故障的物理参数，为采取新的预防技术，避免功能性故障，争得较长的时间。

设备故障率随时间推移的变化规律称为设备的典型故障率曲线，如图1-2浴盆曲线所示。

该曲线表明设备的故障率随时间的变化大致分三个阶段：早期故障期、偶发故障期和耗损故障期。

故障的三种基本类型如图1-3所示。

（l）早期故障期是指设备安装调试过程至移交生产试用阶段。

造成早期故障的原因主要是由设计、制造上的缺陷，包装、运输中的损伤，安装不到位、使用工人操作不习惯或尚未全部熟练掌握其性能等原因所造成的。

设备处于早期故障期，故障率开始很高，通过跑合运行和故障排除，故障率逐渐降低并趋于稳定。

此段时间的长短，随产品、系统的设计与制造质量而异。

早期故障率是影响设备可靠性的一个重要因素，会使设备的平均无故障工作时间减少。

从设备的总役龄来看，这段时间不长，但必须认真对待，否则影响新设备效能的正常发挥，对资金回收不利。

对于已定型的成批生产的设备和熟练的操作人员来说，早期故障期较短。

设备故障特征曲线浴盆曲线及意义

一、设备故障特征曲线的概念在工程领域中，设备故障特征曲线是指设备在运行过程中出现故障的概率与时间的关系图形化表示。

它可以反映设备的稳定性和可靠性，对于预测设备故障具有重要的意义。

二、浴盆曲线的含义和作用1.浴盆曲线是设备故障特征曲线的一种，它是描述设备寿命期间故障率的曲线。

2.在浴盆曲线中，设备寿命的前期被称为童年期，在这个阶段内，设备故障率通常较高，但随着时间的推移，故障率逐渐下降，形成曲线的下降段。

3.童年期过后是设备的成熟期，这个阶段内故障率相对稳定，维护保养工作更加易于预测和计划。

4.浴盆曲线的末期是设备的老化期，故障率开始逐渐上升，最终导致设备的故障。

三、浴盆曲线的意义1.浴盆曲线可以帮助工程师、维护人员和管理者了解设备故障率的变化趋势，有助于制定合理的设备维护计划和预测设备寿命。

2.通过浴盆曲线的分析，可以及时发现设备故障率的异常变化，提前采取措施，避免因设备故障而造成生产中断和安全事故。

3.浴盆曲线也可以为设备的更新和更换提供依据，确定设备的报废时机，节约维护成本和确保生产安全。

四、如何绘制浴盆曲线1.收集设备运行数据，包括故障发生时间、故障类型和维修时间等信息。

2.使用统计分析软件或工程计算方法，对数据进行故障率分析和处理。

3.根据分析结果绘制浴盆曲线图，并进行趋势分析，为设备维护和管理提供依据。

五、结语浴盆曲线作为设备故障特征曲线的一种重要形式，对于设备的维护管理具有重要意义。

通过对设备故障率的趋势分析，能够及时发现设备的异常情况，预测设备的寿命和维护周期，保障设备的安全运行，提高生产效率，降低维护成本。

对于工程领域的从业人员来说，掌握浴盆曲线的绘制与分析是非常必要的。

六、浴盆曲线的实际应用1. 在工程实践中，浴盆曲线被广泛应用于设备管理和维护领域。

通过对设备的运行数据进行统计分析，可以绘制出设备的浴盆曲线，从而预测设备的寿命和故障率变化趋势。

2. 对于大型设备或关键设备来说，浴盆曲线的应用尤为重要。

设备管理必备五条曲线详解

设备管理必备五条曲线详解1、寿命周期费用曲线设备全寿命周期所消耗的费用可以用一条曲线描绘下来。

如图1所示。

这条曲线可以划分为三个阶段，在设备初期购置设备时我们需要花费一笔设置费，它包括设备购置前的调研、招投标、运输、安装、人员培训等在交付生产运行之前所有的花费。

中间阶段我们称之为维持费，包括维护保养、润滑、维修换件以及能源消耗的所有费用，时有起伏。

到最后一个阶段称为处理费。

同样功能的设备，其寿命周期费用可能差异很大。

有的设备设置费低，但设备不可靠，故障频发，修理换件较多，后续的维持费较高，整体寿命周期费用却较高。

有的设备初期设置费较高，但维持费较低，寿命周期费用偏低，我们更倾向于选择后者。

企业的招投标选型应该更立足于以寿命周期费用最小化为指针进行决策。

图1 寿命周期费用曲线2、维修投入曲线设备的维修投入与利润的关系如图2所示。

如果维修投入为零，则利润为负；随着投入增加，利润值逐渐上升，一直到达一个最高点；继续投入，利润下降，我们称之为维修过剩。

图2 维修投入曲线那么，是否只要增加维修投入就安枕无忧了？图3显示了三种情况。

右边的投入曲线代表张三的管理，其投入大，利润一般，我们称之为“投入大，水平低”。

左边的曲线代表李四的管理，其投入较小，利润和张三差不多，跟张三比较，称之为“水平高，但投入小。

”中间最高的一条投入曲线代表王五，让利润达到最高点，这时的投入也适当增加了。

我们称之为“水平高，投入恰当”。

这三条曲线告诉我们，除了适当投入，管理水平的提升也是必不可少的。

图3 不同管理水平和不同投入得到的维修投入曲线3、浴盆曲线浴盆曲线又称为故障率曲线，如图4所示。

它反映了设备故障率在设备一生中的变化，在前面的文章里我们有过描述。

一般而言，新安装的设备故障率比较高，有时半年一年都正常不起来，我们称之为初始故障期；以后就进入一个稳定的低故障率时期，称之为偶发故障期；5年至8年以后，设备故障率又开始升高，称为耗损故障期。

设备故障率分析资料

设备故障率和设备维修策略摘要：论述了设备故障率曲线及特点，分析了几种设备维修模式和优缺点，提出对重点关键设备的维修应采用标准维修或状态维修的方式，而其它设备应根据设备故障信息统计的结果，采用相应的方式。

随着科学技术的不断进步和现代化生产的飞速发展，机器设备作为决定产品生产的产量、质量和成本的重要因素，其作用越来越明显。

设备在使用过程中，必然会产生不同程度的磨损、疲劳、变形或损伤，随着时间的延长，它们的技术状态会逐渐变差，使用性能下降。

设备维修作为设备管理的重要环节，是延长设备寿命，保证生产正常运行，防止事故发生的重要保证。

1 设备的故障率曲线1．1 设备故障率浴盆曲线及特点通过对设备故障进行研究，发现大部分机械设备故障率曲线如图1所示。

这种故障曲线常被叫做浴盆曲线。

按照这种故障曲线，设备故障率随时间的变化大致分早期故障期、偶发故障期和耗损故障期。

早期故障期对于机械产品又叫磨合期。

在此期间，开始的故障率很高，但随时间的推移，故障率迅速下降。

此期间发生的故障主要是设计、制造上的缺陷所致，或使用不当所造成的。

进入偶发故障期，设备故障率大致处于稳定状态。

在此期间，故障发生是随机的，其故障率最低，而且稳定，这是设备的正常工作期或最佳状态期。

在此间发生的故障多因为设计、使用不当及维修不力产生的，可以通过提高设计质量、改进管理和维护保养使故障率降到最低。

在设备使用后期，由于设备零部件的磨损、疲劳、老化、腐蚀等，故障率不断上升。

因此认为如果在耗损故障期开始时进行大修，可经济而有效地降低故障率。

1.2 现代化设备的故障率曲线随着科学技术的发展，大量新技术、新材料不断涌现，特别是电子技术、自动化技术的广泛应用，设备正朝着精确化、自动化方向发展。

设备的结构、各工作单元的关系和环境变得越来越复杂，这给设备维修工作带来了新问题。

人们通过研究发现一些用现代技术装备的设备，故障规律与浴盆曲线相背离。

经过近30多年的研究，设备的故障率除了浴盆曲线外，还有五种情况[1]，如图2所示。

设备管理工作中必须掌握的五条曲线

设备管理工作中必须掌握的五条曲线2019年9月10日1. 寿命周期费用曲线设备全寿命周期所消耗的费用可以用一条曲线描绘下来。

如图1所示。

这条曲线可以划分为三个阶段，在设备初期购置设备时我们需要花费一笔设置费，它包括设备购置前的调研、招投标、运输、安装、人员培训等在交付生产运行之前所有的花费。

中间阶段我们称之为维持费，包括维护保养、润滑、维修换件以及能源消耗的所有费用，时有起伏。

到最后一个阶段称为处理费。

同样功能的设备，其寿命周期费用可能差异很大。

有的设备设置费低，但设备不可靠，故障频发，修理换件较多，后续的维持费较高，整体寿命周期费用却较高。

有的设备初期设置费较高，但维持费较低，寿命周期费用偏低，我们更倾向于选择后者。

企业的招投标选型应该更立足于以寿命周期费用最小化为指针进行决策。

图1 寿命周期费用曲线2. 维修投入曲线设备的维修投入与利润的关系如图2所示。

如果维修投入为零，则利润为负；随着投入增加，利润值逐渐上升，一直到达一个最高点；继续投入，利润下降，我们称之为维修过剩。

图2 维修投入曲线那么，是否只要增加维修投入就安枕无忧了？图3显示了三种情况。

右边的投入曲线代表张三的管理，其投入大，利润一般，我们称之为“投入大，水平低”。

左边的曲线代表李四的管理，其投入较小，利润和张三差不多，跟张三比较，称之为“水平高，但投入小。

”中间最高的一条投入曲线代表王五，让利润达到最高点，这时的投入也适当增加了。

我们称之为“水平高，投入恰当。

”这三条曲线告诉我们，除了适当投入，管理水平的提升也是必不可少的。

图3 不同管理水平和不同投入得到的维修投入曲线3. 浴盆曲线浴盆曲线又称为故障率曲线，如图4所示。

它反映了设备故障率在设备一生中的变化，在前面的文章里我们有过描述。

一般而言，新安装的设备故障率比较高，有时半年一年都正常不起来，我们称之为初始故障期；以后就进入一个稳定的低故障率时期，称之为偶发故障期；5年至8年以后，设备故障率又开始升高，称为耗损故障期。

设备管理浴盆曲线

【TPM】设备管理浴盆曲线故障随时间变化规律呈不同的分布类型，依据其分布类型来估计设备可靠性参数，采取合理的监测方法和维修方针。

1典型故障曲线由许多不同零部件组成的复杂系统、设备，其在整个使用寿命周期内的故障率变化情况如图所示。

由于其图形很像一个浴盆，通常称为浴盆曲线。

该曲线是设备在运行寿命时间内，故障发展的规律，表现了故障率变化的三个阶段。

第一阶段为初始故障期，也称为早期故障期。

它是指新设备（或大修好的设备）的安装调试过程至移交生产试用阶段。

由于设计、制造中的缺陷，零部件加工质量以及操作工人尚未全部熟练掌握等原因，致使这一阶段故障较多，问题充分暴露。

随着调试、排除故障的进行，设备运转逐渐正常，故障发生率逐步下降。

第二阶段是偶发故障期。

这时设备各运动件已进入正常磨损阶段，操作工人已逐步掌握了设备的性能、原理和调整的特点，故障明显减少，设备进入正常运行阶段。

在这一阶段所发生的故障，一般是由于设备维护不当、使用不当、工作条件（负荷、温度、环境等）劣化等原因，或者由于材料缺陷、控制失灵、结构不合理等设计、制造上存在的问题所致。

第三阶段是劣化故障期，也称耗损故障期。

设备随着使用时间延长，各部分机件因磨损、腐蚀、疲劳、材料老化等逐渐加剧而失效，致使设备故障增多，生产效能下降，为排除故障所需时间和排除故障的难度都逐渐增加，维修费用上升。

这时应采取不同形式的检修、或进行技术改造，才能恢复生产效能。

如果继续使用，就可能造成事故。

以上三个阶段对应故障分布的三种基本类型，即初期为故障递减型，偶发期为故障恒定型，耗损期为故障递增型。

三个阶段里发生的故障，凡因磨损发生的故障，称为有规律性故障。

因此三个阶段对应的磨损量，也可分为磨合磨损期、缓慢磨损期和快速磨损期。

2复杂设备的故障模型20世纪60年代，提出了以可靠性为中心的维修理论，经过大量的研究，对于复杂设备故障，除了浴盆曲线故障模型外，还存在其他五种故障模型，见图。

五种故障曲线显示各种机电部件故障与时间的关系，其中故障概率呈稳定或缓慢上升D、E、F三种类型占了故障总概率的89%，其余的只占11%。

设备周期管理

设备寿命周期管理什麼是设备寿命周期设备寿命周期指设备从开始投入使用时起一直到因设备功能完全丧失而最终退出使用的总的时间长度。

衡量设备最终退出使用的一个重要指标是可靠性。

可靠性是指设备在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。

规定条件是指使用条件与环境条件具体条件如负荷、温度、湿度、压力、振动、冲击、噪音、电磁场等此外还包括使用、操作、维修方式以及维修水平等有关方面。

规定时间是指系统失效的经济寿命期即在考虑到陈旧老化期和经济磨损期的条件下能正常发挥功能的总时间。

在实际中规定的时间可指某一时间段或使用的次数等。

规定功能是指设备系统的预期功能即设备所应实现的使用目的。

对不同类型的设备要有相应的具体规定对於失效也应确切给定。

设备寿命的类型从不同角度可以将设备寿命划分为物资寿命、经济寿命、技术寿命和折旧寿命。

一、物资寿命物资寿命是根据设备的物资磨损而确定的使用寿命即从设备投入使用到因物资磨损使设备老化损坏直到报废拆除为止的年限。

二、经济寿命经济寿命是指设备的使用费处於合理界限之内的设备寿命。

在设备物资寿命的后期因设备故障频繁而引起的损失急剧增加。

购置设备后使用的年数越多每年分摊的投资越少设备的保养和操作费用却越多。

在使用期最适宜的年分内设备总成本最低这即经济寿命的含义。

三、技术寿命技术寿命是指由於科学技术的发展不断出现技术上更先进、经济上更合理的替代设备使现有设备在物资寿命或经济寿命尚未结束之前就提前报废。

这种从设备投入使用到因技术进步而使其丧失使用价值所经历的时间称为设备的技术寿命。

四、折旧寿命折旧寿命是指按国家有关部门规定或企业自行规定的折旧率把设备总值扣除残值后的余额折旧到接近于零时所经历的时间。

折旧寿命的长短取决於国家或企业所采取的政策和方针。

设备的寿命通常是设备进行更新和改造的重要决策依据。

设备更新改造通常是为提高产品质量促进产品升级换代节约能源而进行的。

其中设备更新也可以是从设备经济寿命来考虑设备改造有时也是从延长设备的技术寿命、经济寿命的目的出发的。

可靠度、失效率与时间关系示意图

S
L
D
KSW
3
系統可靠度成長與退化
系統發展階段相關作業: 規畫設計製造品管
系統使用階段相關作業: 保養維修更換調整監控
可靠度
系統成長
系統退化
t0
時間
中央大學
機械工程研究所
S
L
D
KБайду номын сангаасW
4
強度分布隨時間變化示意圖
強度大小應力大小
材料強度
施加應力
時間
中央大學
機械工程研究所
S
L
D
KSW
5
不同維護活動對系統特性影響
f(x)
負荷調整降低需求
保養延緩退化速度
修理、更換強度提升
stress
strength
1( x)
2( x)
x
中央大學
機械工程研究所
S
L
D
KSW
6
動態可靠度分析架構
動態可靠度目標: 在一段時間內執行特定之功能
可靠度
失效率
不可預測的失效 (White noise) e
可靠度、失效率與時間關係示意圖
中央大學
機械工程研究所
S
L
D
KSW
2
可靠度問題架構
可靠度問題設計問題 (靜態) 可靠度設計分析容差選取最優化壽命問題 (動態) 適應過程分析
磨合燒入
損傷累積過程分析
疲勞磨耗潛變腐蝕
系統設計最優化DFR
維修策及人機學習規則(訓練)
中央大學
機械工程研究所
可預測的失效 (客觀環境造成 )
主觀缺陷

设备一生的故障率状况——浴盆曲线

设备一生的故障率状况——浴盆曲线2011-12-14□ 李葆文设备一生的故障率是变化的，存在着初始故障期，偶发故障期和耗损故障期三个阶段，其形状如浴盆曲线。

也就是说，新安装设备的故障率比较高，常常出现故障。

对于机械类的故障，我们称这段期间为磨合期，在此期间，由于机械的配合、啮合、间隙或者渐开线存在误差，常常会出现运行故障。

对于电子、电气类结构而言，这段时期又称为老化阶段。

因为新加工成的电子电气系统电参数的不稳定，故障率也比较多。

记得早年的计算机组装完成之后，要求客户先插上电源运行72小时，如果这段期间一切正常，就基本可以正常使用了，如果出现故障可以送回到厂家退货。

这说明，电子电气类设备也存在着初始高故障率现象。

为什么现在很少有电子、电气类设备供应商要求客户要事先插电运行设备呢？笔者到过一些计算机整机厂以及交换机生产厂考察发现，这个过程已经转移到生产企业内部了。

在计算机或者交换机出厂之前，都对组装并检验合格的产品进行人工强制老化，如放在高温老化箱或者相似环境进行插电老化处理，完成这一阶段之后才装箱发货。

这样，就不会在客户手里出现初始故障状况了。

设备在使用几天，几个月乃至半年之后，逐渐趋于稳定，故障率明显降低或者呈现出周期性故障现象，这就进入了偶发故障期。

处于偶发故障期的设备，故障率较低。

其故障以两种形式表现，一是规律性、周期性故障，表现在设备某部件或者零件的周期性损坏，如轴承的磨损，密封圈的变形或者腐蚀，法兰的腐蚀泄漏等；另外一种情况是随机故障，其规律性并不明显，发生的部位也不确定，这与设备的设计、制造、原材料或者热处理缺陷有关，也与使用条件、维护保养水平有关。

设备在服役5年至8年之后，开始出现明显老化、劣化倾向。

这就意味着进入了耗损故障期。

对于机械类设备，包括其总成、部件乃至零件，其磨损、变形、应力微裂纹显现，最后导致设备配合间隙过大，松动、振动、精度劣化、机体开裂等，也就是导致设备功能的丧失——机械故障的发生。

设备的寿命特性曲线

设备的寿命特性曲线目录一、什么是设备寿命特性曲线二、“P”和“F”的具体意义：三、P-F曲线的用途：一、什么是设备寿命特性曲线：在拙作《说说RCM那些事》的时候，曾经说过采用大修模式对设备有潜在益处的只占 8%~23%，而对剩下的部分是没有帮助的。

这里面说的这些数字，其实是在说设备的寿命特性曲线的问题。

今天我们来展开的说一下这个话题。

其实“寿命特性曲线”这个名词，我是遵照百度的叫法，这个曲线其实就是设备在全生命周期内的故障率变化曲线。

这种特性曲线其实有很多种，但最经典的就是澡盆曲线，搞设备的基本或多或少都该听过这个曲线。

下面给大家详解一下这个曲线。

二、澡盆曲线详解：先上个图，这样大家说起来更直观一些。

望图生意，一个设备的全生命周期分为三个部分，故障率降低期，稳定期，和上升期。

当然也有人把这三个期间叫做早期故障期，偶发故障期和损耗故障期。

其实这个和我们人类的幼年，壮年和老年的说法是如出一辙。

幼年和老年时体弱多病，故障率高，壮年时身强力壮，没病没灾，就是有点毛病也能挺住。

其实这个澡盆曲线是包含三种类型的故障曲线。

一种叫做早期故障曲线（图中深棕色的曲线），主要是指设备早期由于质量，安装不当等各种原因，导致设备故障的一类故障，有人也把这类故障归类为磨合期故障。

这类故障随着时间的推移，会逐渐被发现和消除，最终发生的几率越来越小。

第二类故障类型是随机故障曲线（图中绿色的曲线），是指故障发生几率没有明显规律，整体来看故障率是稳定的一类故障。

最后一类故障叫做磨损故障类型（图中深黄色的曲线），这类故障是随着时间和使用次数的增加而正比增加的故障。

轮胎的磨损和金属的腐蚀故障，都有这种特性的典型代表。

由于很多设备会同时拥有这三类故障类型，所以把三种曲线叠加在一起，就形成了一个类似澡盆的曲线，就是文中的蓝色曲线。

三、澡盆曲线的困惑：澡盆曲线的概念被非常广的人群所接受，并且按照这个理念去制定设备的维修计划。

但是，实际真的是这样吗？套局俗话，叫做理论很丰满，现实很骨感。

(完整版)故障率曲线分析

故障率曲线分析
在机械维修中研究故障的目的是为了查明故障模式，寻找故障
机理，探求减少故障发生的方法，提高机械设备的可靠性程度和有效利用。

故障率曲线，即浴盆曲线，就是一个将机械故常发生概率与时间的关系用一条曲线表示出来，方便日常使用时和维修时注意。

图示为常见故障率曲线，分为早期故障期、随机故障期、磨损故障期。

1. 早期故障期：又称为磨合期，是指船机投入使用初期。

特点是故障率较高，但随使用时间增加而快速下
降。

主要是由于设计、制造的缺陷及操作不当和使
用条件不正确等造成的。

通过调试、磨合、修理和
更换有缺陷的零件等使故障率下降，运转趋于稳
定。

2. 随机故障期：是指早期故障晚期之后和磨损故障期早
期之前的这段时间，也是船机正常工作的有效寿
命。

特点是：(1)运转稳定，故障率低，与使用时间
无关。

(2) 出现的故障为偶然因素导致的随机
故障，不能通过调试消除，也不能通
过更换零件来预防。

(3) 随机故障期较长，是船机主要的使用
期，也是进行可靠性评估的时期。

3. 磨损故障期：也称晚期故障期，在船舶使用的后期出现。

特点是故障率随时间增加迅速的增长，是由于磨
损、腐蚀、疲劳和老化造成的。

同时，并非所有的机械都呈浴盆曲线，有的机械根据实际情况没有早期故障期或者磨损故障期等。

设备的寿命特性曲线

设备的寿命特性曲线目录一、什么是设备寿命特性曲线二、“P”和“F”的具体意义：三、P-F曲线的用途：一、什么是设备寿命特性曲线：在拙作《说说RCM那些事》的时候，曾经说过采用大修模式对设备有潜在益处的只占 8%~23%，而对剩下的部分是没有帮助的。

这里面说的这些数字，其实是在说设备的寿命特性曲线的问题。

今天我们来展开的说一下这个话题。

其实“寿命特性曲线”这个名词，我是遵照百度的叫法，这个曲线其实就是设备在全生命周期内的故障率变化曲线。

这种特性曲线其实有很多种，但最经典的就是澡盆曲线，搞设备的基本或多或少都该听过这个曲线。

下面给大家详解一下这个曲线。

二、澡盆曲线详解：先上个图，这样大家说起来更直观一些。

望图生意，一个设备的全生命周期分为三个部分，故障率降低期，稳定期，和上升期。

当然也有人把这三个期间叫做早期故障期，偶发故障期和损耗故障期。

其实这个和我们人类的幼年，壮年和老年的说法是如出一辙。

幼年和老年时体弱多病，故障率高，壮年时身强力壮，没病没灾，就是有点毛病也能挺住。

其实这个澡盆曲线是包含三种类型的故障曲线。

一种叫做早期故障曲线（图中深棕色的曲线），主要是指设备早期由于质量，安装不当等各种原因，导致设备故障的一类故障，有人也把这类故障归类为磨合期故障。

这类故障随着时间的推移，会逐渐被发现和消除，最终发生的几率越来越小。

第二类故障类型是随机故障曲线（图中绿色的曲线），是指故障发生几率没有明显规律，整体来看故障率是稳定的一类故障。

最后一类故障叫做磨损故障类型（图中深黄色的曲线），这类故障是随着时间和使用次数的增加而正比增加的故障。

轮胎的磨损和金属的腐蚀故障，都有这种特性的典型代表。

由于很多设备会同时拥有这三类故障类型，所以把三种曲线叠加在一起，就形成了一个类似澡盆的曲线，就是文中的蓝色曲线。

三、澡盆曲线的困惑：澡盆曲线的概念被非常广的人群所接受，并且按照这个理念去制定设备的维修计划。

但是，实际真的是这样吗？套局俗话，叫做理论很丰满，现实很骨感。

设备故障率曲线的特点分析

设备故障率曲线的特点分析随着科学技术的不断进步和现代化生产的飞速发展，机器设备作为决定产品生产的产量、质量和成本的重要因素，其作用越来越明显。

设备在使用过程中，必然会产生不同程度的磨损、疲劳、变形或损伤，随着时间的延长，它们的技术状态会逐渐变差，使用性能下降。

1.设备故障率浴盆曲线及特点通过对设备故障进行研究，发现大部分机械设备故障率曲线如图1所示。

这种故障曲线常被叫做浴盆曲线。

按照这种故障曲线，设备故障率随时间的变化大致分早期故障期、偶发故障期和耗损故障期。

期对于机械产品又叫磨合期。

在此期间，开始的故障率很高，但随时间的推移，故障率迅速下降。

此期间发生的故障主要是设计、制造上的缺陷所致，或使用不当所造成的。

进入偶发故障期，设备故障率大致处于稳定状态。

在此期间，故障发生是随机的，其故障率最低，而且稳定，这是设备的正常工作期或最佳状态期。

在此间发生的故障多因为设计、使用不当及维修不力产生的，可以通过提高设计质量、改进管理和维护保养使故障率降到最低。

在设备使用后期，由于设备零部件的磨损、疲劳、老化、腐蚀等，故障率不断上升。

因此认为如果在耗损故障期开始时进行大修，可经济而有效地降低故障率。

2. 现代化设备的故障率曲线随着科学技术的发展，大量新技术、新材料不断涌现，特别是电子技术、自动化技术的广泛应用，设备正朝着精确化、自动化方向发展。

设备的结构、各工作单元的关系和环境变得越来越复杂，这给设备维修工作带来了新问题。

人们通过研究发现一些用现代技术装备的设备，故障规律与浴盆曲线相背离。

经过近30多年的研究，设备的故障率除了浴盆曲线外，还有五种情况，如图2所示。

曲线A显示了恒定的或者略增的故障率，有明显的磨损期。

曲线B显示了缓慢增长的故障率，但没有明显的磨损期。

曲线C显示了新设备从刚出厂的低故障率，急剧地增长到一个恒定的故障率。

曲线D 显示设备的故障为恒定值，出现的故障常常是偶然因素造成的。

而曲线E显示设备开始有高的初期故障率，然后急剧下降到一个恒定的或者是增长极为缓慢的故障率。

设备寿命周期理论中的三个主要方面的理论意义

设备寿命周期理论中的三个主要方面的理论意义随着社会的的高速发展，高新技术突飞猛进，高新技术先进生产设备更是层出不穷，有力地促进了社会产力的迅速发展。

如何正确认识在高新技术条件下，设备寿命周期理论与现代设备管理相关的理论问题，对指导和加强现代企的设备管理有着十分重要的现实意义。

设备的寿命通常是设备进行更新和改造的重要决策依据。

设备更新改造通常是为提高产品质量，促进产品升级换代，节约能源而进行的。

其中，设备更新也可以是从设备经济寿命来考虑，设备改造有时也是从延长设备的技术寿命、经济寿命的目的出发的。

设备寿命周期的技术、经济和管理这三方面理论是现代设备管理的重点研究内容，对企业的设备管理起着十分重要的作用。

通过对这三方面理论的学习我对这三方面的理论有了较为深刻的理解。

这三方面的理论是相互了联系相互影响的，其中设备寿命的管理理论渗透于设备寿命周期管理的各个方面，所有的这些理论都要建立在一个正确的科学的管理机制上。

正确的运用设备寿命周期的这三方面理论，对增强企业的设备管理能力，延长企业的设备使用寿命，实现企业最大的经济利益有着十分重要的意义。

设备寿命周期的故障率曲线长期的统计表明，任何设备从出厂之日起，其故障发生率并不是一成不变的。

由多种零部构的设备寿命周期的故障率曲线设备系统，其故障率曲线所示。

图中坐标纵轴表示故障率，横轴表示经历的时间，从时间变化看，曲线明显呈现3个不同的区段。

初期故障期在设备开始使用的A 阶段，一般故障率较高，但随着设备使用时间的延续，故障率将明显降低，此阶段称初期故障期，又称磨合期。

这个期间的长短随设备系统的设计与制造质量而异。

偶发故障期设备使用进入B阶段，故障率大致趋于稳定状态，趋于一个较低的定值，表明设备进入稳定的使用阶段。

在此期间，故障发生一般是随机突发的，并无一定规律，故称此阶段为偶发故障期。

损耗故障期设备使用进入后期C 阶段，经过长期使用，故障率再一次上升，且故障带有普遍性和规模性，设备设备寿命周期的故障率曲线的使用寿命接近终了，此阶段称损耗故障期。

设备故障发生的规律

设备故障发生的规律
与设备磨损三个阶段相对应，设备故障发生过程也分三个阶段，下图为设备故障发生的变化曲线，因此曲线形状似“澡盆”，故称浴盆曲线。

（1）初期故障阶段从设备安装调试至生产使用阶段，其特点是故障率高，但随时间的推移故障迅速下降。

产生故障的原因：设计和制造工艺上的缺陷所致。

采取的维修对策：加强原材料的检查，加强调试中的检查。

（2）偶发故障阶段故障率明显降低，设备处于稳定运行阶段，设备处于正常工作时期。

产生故障的原因：一般是由于设备的使用和维护不当，工作条件变化等原因。

采取的维修对策：改进使用管理，加强日常的维护保养。

（3）耗损故障阶段：故障急剧上升，设备性能下降
产生故障的原因：设备零部件因使用时间过长而磨损、老化、腐蚀加剧，逐步丧失机能所致。

采取的维修对策：采取预防性维修。

基于RBI风险评估的检验技术

五、基于RBI的风险评估的压力容器设备检验技术简介
（一）对在用压力容器基于RBI的风险评估的检验技术分析简介
引入RBI技术对现有监察体系下压力容器开展定期检验工作首先充分了解设备的设计安装资料、历年的检修记录、早期检验结果和经验、服役时间、设备损伤水平和风险等级据此制定合理的检验方案和分配检验力量精力,据此确定合理的检验周期在考虑降低检验成本的同时，注意提高设备使用的安全性和可靠性
假设油过滤器堵塞故障在动设备系统内所有故障中故障率最高,并且从上文的分析中可以获知该故障的后果严重度为340，因此油过滤器堵塞故障在系统中造成的风险也最大.
图3 风险矩阵
四、基于RCM和RBI的设备寿命周期管理与应用简介
④针对性检修对策根据对构成RCM程序的7个基本问题的决断（ 7个基本问
②故障后果严重度
计算故障后果严重度R的公式为：
R＝V×T
（3）
式中,V为设备的重要度，分；T为故障影响后果分值.对于
a、b、c、d 4种类型故障影响后果，RCM评审小组根据其严
重程度进行量化，取值分别为自然数10、5、3、1。
V∈8，36，根据式（3），故障后果严重度R∈[8，360]
（ ∈——集合中的属于，如V∈[8，36] 表示V 属于[8，36] ）
式中，λ为故障率，d-1；MTBF为平均故障间隔时间，d.
四、基于RCM和RBI的设备寿命周期管理与应用简介
事实上,设备在其寿命周期内，故障率是变化的特别是在运行初期，设备处于浴盆曲线的前端，平均故障间隔时间变化较大（通常的趋势是间隔时间逐步延长，直至相对稳定）此时，运用加权滑动平均法预测故障平均间隔时间是比较合适的.
越高或故障风险等级增高，说明设备已进入耗损失效期，决策者应衡量维修成本，及时做出正确决策，如更换新设备，最终实现设备寿命周期内的周期管理与应用简介

故障率的计算方法

故障率的计算方法系统发生故障的频率和时间的关系可以用浴盆曲线来表达，如图1-1所示。

1浴盆曲线原理图 1-1浴盆曲线从该曲线可以看出，系统故障率在系统早期投用和晚期老化后的故障率较高，而在使用中间段时随机故障率相对恒定。

2故障率计算公式C=在考虑的时间范围Δt 内，发生故障的部件数N=整个使用的部件数Δt=考虑的时间范围3平均无故障时间MTBFMTBF=1/λ4可靠性计算公式A S =MTBF/(MTBF+MDT)MDT=平均故障时间（或MTTR=平均修复时间）举例：● MTBF=100h ，MDT=0.5h-→A=99.5%!● MTBF=1year ，MDT=24h-→A=99.7%λ ≈ c N .∆ t故障频率λ因此，考虑系统的可靠性需同时考虑MTBF和MDT。

5如何增加系统的可靠性从可靠性公式中可以看出，增加系统的可靠性可以从提高MTBF和MDT降低两个方面进行。

5.1增加系统的稳定性增加稳定性，可从如下环节考虑：●设备生产商●使用高质量部件●使用具有更高标准的部件●预烧●抗过载保护●质量控制●冗余●工厂设计人员●网络结构●冗余安装●符合安装条件需要●在合适的环境条件下使用●工厂操作人员●维护●快速故障诊断●自动故障诊断和定位（自测试）●具有诊断功能●诊断工具的稳定性●训练有素的维护人员●快速修复●系统不停机情况下修复（在线修复）●修复工程容易●快速备件发送●训练有素的专业人员5.2整个系统的MTBF对于串行系统而言，系统故障发生率是各部件故障发生率之和，如图1-2所示。

举例：MTBF1 MTBF2 MTBF3图1-2串行系统的MTBF可见部件越多MTBF 时间越小。

SIMATIC H 系统的平均无故障时间：CPU: 15年IO 模件： 50年平均修复时间:大约4小时，对于工厂设计通常10年进行一次大修，更换部件。

注：MTBF 的计算方法没有一个确定的标准，各个产品生产商的计算方法不同。