可靠性工程20143教材
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《可靠性工程基础》课件
集成化：将多个 子系统集成为一 个整体，提高系 统可靠性
模块化：将系统 划分为多个模块， 提高系统可靠性 和可维护性
标准化：制定统 一的标准和规范， 提高系统可靠性 和可移植性
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可靠性工程基础 PPT课件大纲
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目录
01
02
03
添加标题
可靠性工 程概述
可靠性 工程基 础概念040506来自可靠性工 程的基本 原理
可靠性工 程中的关 键技术
可靠性工 程的应用 案例
风险矩阵分析
风险矩阵分析的 概念：一种评估 风险等级的方法
风险矩阵分析的 步骤：确定风险 等级、评估风险 概率、计算风险 值
风险矩阵分析的 应用：在可靠性 工程中用于评估 系统或设备的可 靠性
风险矩阵分析的 优点：直观、易 于理解、便于决 策
可靠性分配与优化技术
目的：提高系统可靠性
关键技术：可靠性建模、可靠性 分析、可靠性优化
目的：验证产品 的可靠性和性能
方法：通过模拟 实际使用环境和 条件进行试验
评估指标：包括 故障率、平均无 故障时间等
应用：在产品设 计、生产、使用 和维护等阶段进 行可靠性试验与 评估
PART 5
可靠性工程中的关键技术
故障模式与影响分析
影响分析：分析故障对系 统功能和性能的影响程度
预防措施：制定预防故障 发生的措施和方案
化工产品可靠性工程案例
化工产品生产过程中的可靠性问题 化工产品可靠性工程的应用 化工产品可靠性工程的实施步骤 化工产品可靠性工程的效果评估
[工学]03可靠性工程讲义第三章
![[工学]03可靠性工程讲义第三章](https://img.taocdn.com/s3/m/71eeee7b852458fb770b566a.png)
MTBF
热贮备和温贮备系统的可靠性模型
• 温储备系统的储备单元处于轻载工作状态，不处 于完全不工作状态，例如，电子管的灯丝。
• 当设备处于比较恶劣的环境时，不工作储备单元 的故障率要比轻载的故障率大得多，这时也必须 使储备单元处于轻载工作状态。例如，处于潮湿 环境中的电子设备，通电工作的故障率要比长期 储存（不工作）的失效率低。
A
˦ A
B
˦ B¡¢ ºÍ
˦
' B
若转换装置不是完全可靠，则当开关故障
率λK不为零或不能忽略时
RS (t)
e At
K
A A B
B'
e e Bt
(K A 'B )t
MTBF
1
A
1
B
(
A
A B'
K
)
两单元相同时
• 当λA＝λB=λ、λ‘B＝λ’，即，工作时A、B 两单元工作故障率相同时，可求得：
从设计角度，提高并联系统可靠性措施：
（1）提高单元可靠性，即减少失效率； （2）尽量增加并联数目； （3）等效地缩短任务时间t。
并联单元数与系统可靠度关系
例3-2 已知并联系统由两个服从指数分布的单元
组成，两个单元的故障率分别为1 0.0005h1 2 0.0001h1 ，工作时间t=1000h,试求系
对于单调系统任一元件的失效只会使系统失效概率增加每个元件有两种状态正常状态和失效状态且二者必居其一满足全概率公式的条件因此系统的可靠度其中表示在x正常情况下系统正常的事件相当于把x的两端短接起来表示在x失效情况下系统正常的事件相当于把x的两端断开
第三章 系统可靠性模型
可靠性工程
随机变量：设试验的样本空间为Ω，在Ω上定义一个单值 实函数X=X(e),e∈Ω,对试验的每个结果e,Ｘ＝Ｘ(e)有确定 的值与之对应。由于实验结果是随机的，那Ｘ＝Ｘ（e） 的取值也是随机的，我们便称此定义在样本空间 上的单值 实函数Ｘ＝Ｘ（e）为一个随机变量。
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；
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；
可靠性工程基础PPT课件
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。
可用性（availability）
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，指产品处于可工作状态或 可使用状态的能力，也称为有效性。
使用可用性A0
工作时间
工作时间
A 工作时间 不能工作时间 工作时间 维修时间 延误时间
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。
维修性是产品的重要性能，对系统效能和使用维 修费用由直接的影响。
保障性（supportability）
保障性指产品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。
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。
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。
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。
可信性（dependability）
产品在规定的条件下，满足给定定量特 性要求的自身能力，称为产品的固有能 力C，一般就是产品的性能。
维修性（maintainability）
产品在规定条件下和维修时间内，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。
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。 包括修复性维修、预防性维修等内容。
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。
2010.1.1
二、研究内1容2.、4创可新靠点性分析与设计
v三、产品可靠性工作流程与特性
2024版可靠性工程师全部课程
04
结果解释
根据数据处理结果，对产品的 可靠性进行评估和解释，为产
品设计和改进提供依据。
2024/1/26
14
可靠性评估指标及计算方法
2024/1/26
可靠度
产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的概率，通过寿命试验 或耐久性试验获得的数据进行计算。
失效率
产品在规定条件下和规定时间内失效的概率，通过寿命试验或现场使 用数据进行计算。
可靠性工程师全部课程
2024/1/26
1
目录
2024/1/26
• 可靠性工程基础 • 可靠性分析与设计 • 可靠性试验与评估 • 维修性与保障性技术 • 故障模式、影响及危害性分析
（FMECA）
2
目录
• 可靠性增长与寿命周期管理
2024/1/26
3
01
可靠性工程基础
2024/1/26
4
可靠性定义与重要性
数据分析与优化
收集并分析产品在使用过程中产 生的数据，找出影响产品可靠性 的关键因素并进行优化改进。
2024/1/26
26
实现可靠性增长和寿命周期管理最佳实践
制定详细的可靠性增长计划
明确可靠性增长目标、实施步骤和时间表，确保计 划的可行性和有效性。
引入先进技术和方法
积极引进先进的可靠性设计、分析、试验和评估技 术，提高产品可靠性设计水平和评估能力。
维修性参数 介绍常用的维修性参数，如平均修复时间、维修 度等，以及这些参数在评估产品维修性时的意义。
3
维修性对产品的影响 分析维修性对产品全寿命周期费用的影响，以及 提高维修性对产品可用性和战备完好性的影响。
2024/1/26
17
可靠性工程(第2版)
２ ． ４ ． １ 修订 完善 质量监 督检 验标 准 ，通过 完善 质量 监督 考 核激 励约 束机 制 ，努 力提 升质量 管理 基 础管 理水 平 。 ２ ． ４ ． ２ 修订 完善 卷烟 成 品质量 监督 考核 管理 办法 ， 是将 质量 管理 的 管理 性 、协 调性 、监控 性 职能 实 现有 机 结 合 ，将 产 品 质量缺 陷进行 了合理 划 分 、准 确定 性 和科 学
管理 技 术
达到产品技术要求进行验证，对符合产品技术标准要求的 检 测项 目判 定合 格 放行 ，反之 ，则重 新分 析 原 因 ，制 定措
施 ，整 改后 再验 证 ，直 至 消除 该 质量 问题 为止 ，突 出强化 数 据分 析 、即 时指导 、服务 一线 的工 作宗 旨。 ２ ． ４建 立 多维 度的监 督 考核 机制 ， 增强生 产 操作 人 员 质量管 控积 极性
结果的客观性、真实性和公正性 ，也为更好地服务于生产 线 、对加 强各 车 间的 协调 提 供 了有 效 的指导 ，成 功地 降
一
低 了 常 见质 量缺 陷 的再 现率 ，同时 ，对 各类 质量 缺 陷也 起 到 了较 好 的预防 管控 作 用 。
３ 实施后 取得的效果
３ ． １ 卷烟 产 品质量 监督 省 际交 叉抽 查检验 中 ，我 厂Ａ
牌 号 规 格 在被 抽 查 的 ｌ ５ ７ 个 卷 烟 样 品 中 ，质 量 稳 定 ，分 别
《 可 靠 性 工程 （ 第２ 版 ）》 是 美 国Ｒ ｕ ｔ ｇ ｅ ｒ ｓ 大 学Ｅ Ｌ Ｓ Ａ Ｙ Ｅ Ｄ Ａ．
取 得 了１ ０ ０ 分及９ ９ 分 的好 成 绩 。公 司技 术 中心 组织 的 市 场 抽 查 产 品检 测 会议 工 作 中 ，我 厂 Ａ 牌 号规 格 在 被 抽查 的 １ ９ 个 卷烟 样 品 中 ，质量 稳 定 ，取得 了 １ ０ ０ 分 的好 成绩 。 ３ ． ２ 以服 务监 督为 核心 成 品质量 预防 控制 新模 式 以点 带 面 ，使 全 员 质量 意识 得 到 了很好 的 提升 ，各个 监 督环 节 效 果 明显 ，成 品卷烟 市 场 质量 缺 陷数 返 回率 逐步 降 低 ，成 品卷烟 质量缺 陷数在 有 序减 少 。 经过 与去 年 相 比 ，万箱 质 量 缺 陷单位 由去 年 同期 （ 一 、二 、三季 度相 比 ）的 ０ ． ８ ７个 降低至 今年 的０ ． ５ ０个 。 ３ ． ３ 通过 运用 成 品质量 预防 控制 新模 式 ，使 质量分 析 数 理统 计 分 析依 据 更加 有 力 ，卷烟 物 理指 标 及烟 支 外观 质 量 明显 提 升 。尤 其 是 在 对 ＣＯ量 测 量 结 果 进 行 筛选 之 后 ， 所 选 结 果 更加 具 有 代 表 性 ，使我 厂卷 烟 产 品ＣＯ量 更 加 稳 定 。经过 与 去年 同 期相 比 ，我 厂在 产 卷烟 牌 号包 装 与卷 制 质量 波 动幅 度 日趋平 稳 ，产 品质量 明显 呈上 升趋 势 。
可靠性书籍单
我院自己出版的教材和工程参考书主要有以下部分：
1. 可靠性维修性保障性工程基础，康锐，国防工业出版社
2. 可靠性维修性保障性要求论证，王自力，国防工业出版社
3. 可靠性设计与分析，曾声奎，国防工业出版社
4. 可靠性与寿命试验，姜同敏，国防工业出版社
5. 可靠性数据分析，赵宇，国防工业出版社
6. 软件可靠性工程，陆民燕，国防工业出版社
7. 维修性设计分析与验证，吕川，国防工业出版社
8. 测试性测试分析与验证，石君友，国防工业出版社
9. 保障性设计分析与评价，马麟，国防工业出版社
10.安全型设计分析与验证，赵廷弟，国防工业出版社
11.电子元器件使用可靠性保证，付桂翠，国防工业出版社
12.软件验证与确定，刘斌，国防工业出版社
13.型号可靠性工程手册，龚庆祥，赵宇等，国防工业出版社
14.型号可靠性维修性保障性技术规范，康锐，石荣德，肖波平，国防工业出版社
15.结构可靠性设计手册，刘文廷，国防工业出版社
16.型号可靠性工作实践范例，王自力，王维等，北京航空航天大学出版社
17.系统测试性设计分析与验证，田仲，北京航空航天大学出版社
18.系统可靠性与维修的分析与设计，章国栋等，北京航空航天大学出版社
19.系统可靠性设计分析教程，曾声奎，赵廷弟等，北京航空航天大学出版社
20.机械产品可靠性分析与优化，张建国等，电子工业出版社
21.现代质量工程，扈延光，北京航空航天大学出版社
以上仅是部分教材，请根据你们的需要适当选择，大部分书在网上都可以买到，如果有困难，我可以帮助联系。
可靠性工程2014.2
4.2.2 评分预计法
方法说明 在可靠性数据非常缺乏的情况下（可以得到 个别产品可靠性数据），通过有经验的设计人 员或专家对影响可靠性的几种因素评分，对评 分进行综合分析而获得各单元产品之间的可靠 性相对比值，再以某一个已知可靠性数据的产
品为基准，预计其他产品的可靠性。
评分因素、评分原则
以产品故障率为预计参数，各种因素评分值范围 为1~10，评分越高说明可靠性越差。
种类 数量Ni 通用失效率10-6 /h 通用质量系数 A 1 100 1 B 16 5 1 C 200 20 1 D 300 1.5 1 E 50 1 1
Qi
解：
设备 Ni (G Q )i
N 1 G Q 1 N5 G Q 5
i 1
5
1100 106 1 16 5 106 1 200 20 106 1
300 1.5 106 1 50 1106 1
(100 16 5 200 20 300 1.5 50) 10 6
=4.680×10-3/h
3 10 MTBF
4.68
213.7h
4.3.2任务可靠性预计
任务可靠性预计概念 任务可靠性预计即对系统完成某项规定任务成功概 率的估计。 任务可靠性预计是针对某一任务剖面进行的。 在进行任务可靠性预计时，单元的可靠性数据应当 是对影响系统安全和任务完成的故障统计而得出的 数据。 但当缺乏单元任务可靠性数据时，也可用基本可靠 性的预计值代替，但系统预计结果偏保守。
环境类别为GM1，查表5.2.2-2环境系数πE=6.3
查 GJB/Z 299C 5.2.2-4得成熟系数πL=1.0 查 GJB/Z 299C 5.2.2-5 a)和5.2.2-5b)及 Tj=TC+PRth(j-c) 计算得Tj=93从而查表5.2.2-10 得 温度系数πT=5.32 查表5.2.2-14得电压应力系数πV=1.0 查表5.2.2-21得电路复杂度失效率C1=3.7228， C2=0.1841 查5.2.2-31,得封装复杂度C3=0.4251 λP =πQ[C1πTπV+(C2+C3)πE]πL =11.822(10-6/h)
《可靠性工程基础》教学大纲.doc
《可靠性工程基础》教学大纲课程编号：S5080530课程名称：可靠性工程基础课程英文名称：FUNDAMENTALS OF RELIABILITY ENGINEERING总学时：16 讲课学时：16 实验学时：0 上机学时：0学分：1开课单位：机电工程学院机械制造及自动化系授课对象：机电工程学院机械设计制造及其自动化专业、其它相关专业先修课程：概率论与数理统计机械设计测试技术与仪器开课时间：第八学期教材与主要参考书：刘品主编.《可靠性工程基础》修订版.中国计量出版社2002年6月钟毓宁等编.《机电产品可靠性应用》.中国计量出版社1999年5月一、课程的教学目的随着科学技术的发展，产品的结构和功能日趋复杂化和多样化，致使对产品质量的要求逐渐从与时间无关的性能参数发展到与时间有关的可靠性指标，即要求产品在规定的条件下和规定的时间内，具有完成规定功能的能力。
人们愈来愈认识到可靠性是保证产品质量的关键。
尤其是我国加入WT0以后，机电产品将面临严峻的挑战，推行可靠性技术迫在眉睫。
可靠性工程基础课程是为机械设计制造及其自动化专业本科生开设的一门专业选修课，通过先修课程中所学知识的综合运用和新知识的获取，使学生拓宽和加深对产品质量的全面认识，开阔视野，提高能力，以适应科学技术发展的要求。
通过本课程的教学，使学生掌握可靠性的基本概念、原理和计算方法等方面的基本知识，同时结合工程实际，使学生体会和掌握可靠性基本理论和分析解决工程实际问题的基本方法，并让学生初步了解可靠性试验的类型、试验方案设计的基本方法以及可靠性管理的基本知识，为可靠性工程理论的进一步研究和实际应用打下基础。
二、教学内容及基本要求本课程主要讲授可靠性的基本概念、原理、计算方法及实际应用等内容。
（一）本课程的主要章节第一章可靠性概论（1学时）可靠性基本概念，可靠性主要特征量及常用失效分布类型。
第二章系统可靠性模型（2学时）可靠性框图的建立，串联系统，并联系统，混联系统，〃中取*表决系统，贮备系统的可靠性模型，一般网络的可靠性模型。
第9章-可靠性工程基础
dN f (t)
f (t)
N0 N f (t) dt
N0[1 N f (t) / N0 ]dt R(t)
率 同
其
➢根据R(t)，F(t)，f(t),λ(t)定义，还可推导出：
它 指
t
标
R(t) exp[ 0 (t)dt]
的 关
系
t
F (t) 1 exp[ 0 (t)dt]
质量管理学
二一、、研可究内靠容性、指创标新点
解释，失效率为产品工作t时刻后，在单位时间内发
的
生故障的产品数与在t时刻仍在正常工作的产品数之
定 义
比，即 ：
(t) 1 dN f (t)
t时刻尚未发生
Ns (t) dt
故障的产品数
为dt时间内发生 故障的产品数
质量管理学
二一、、研可究内靠容性、指创标新点
➢当 N0 时，
失
效
(t)
1
dN f (t)
质量管理学
二一、、研可究内靠容性、创新点
可靠性是指产品在规定的条件和规定 的时间内，完成规定的功能的能力。
可靠性定义三要素： 规定条件、规定时间、规定功能。
质量管理学
二二、、研固究内有容可、靠创性新点和使用可靠性
1、固有可靠性 固有可靠性是通过设计、制造赋予产
品的，即在生产过程中已经确立了的可靠 性。它与产品的材料、设计与制造工艺及 检验精度等有关。
质量管理学
二一、、研可究内靠容性、指创标新点
➢可靠度性质：
可
性质1：为时间的递减函数；
靠 度
性质2：0 R(t) 1 。
的 性
质
➢可靠度特点：
和
特
可靠性工程03
或写成：
可靠性工程03
3.3 n步转移后系统各状态概率
p 展开后得： (j=1,2,…n)
（n个方程只有n-1个是独立的，因此必须再加另一个独立 方程。） 由此即可求出n个平稳状态概率。
可靠性工程03
3.3 n步转移后系统各状态概率
p 例：求如图所示系统的平稳状态概率。
可靠性工程03
3.3 n步转移后系统各状态概率
可靠性工程03
马尔可夫链的概念及转移概率
p33:系统内有三位顾客, 或者一人将离去另一人将进入系统; 或者无人离开的概率, p33=pq+(1-p). 于是得该马氏链的一步转移概率矩阵:
0
1
2
3
0 (1-q)
q
0
0
1 p(1-q) pq+(1-p)(1-q) q(1-p)
0
P= 2 0
30
p(1-q) pq+(1-p)(1.-q) q(1-p)
F(x2 ; t2 | x1 ; t1)= F(x2 | x1 ; t2 -t1) f(x2 ; t2 | x1 ; t1)= f(x2 | x1 ; t2 -t1)
称具有这种特性的马尔可夫过程为齐次马尔可夫过程。
可靠性工程03
3.1 马尔可夫过程
齐次马氏过程的性质
可以证明，对系统寿命以及故障后的修复时间均服 从指数分布时，则系统状态变化的随机过程{x(t),t≥0}是 一个齐次马尔可夫过程。 (2)式中对j求和,是对状态空间I的所有可能状态进行的
p 解：一步转移矩阵为: 设P(n)=[ P0 P1]，则
可靠性工程03
3.4 单部件可修系统
p 单部件系统是指一个单元组成的系统(或把整个系统当作 一个单元来研究)，部件故障，则系统故障；部件正常， 则系统正常。
可靠性工程03
3.3 n步转移后系统各状态概率
p 展开后得： (j=1,2,…n)
（n个方程只有n-1个是独立的，因此必须再加另一个独立 方程。） 由此即可求出n个平稳状态概率。
可靠性工程03
3.3 n步转移后系统各状态概率
p 例：求如图所示系统的平稳状态概率。
可靠性工程03
3.3 n步转移后系统各状态概率
可靠性工程03
马尔可夫链的概念及转移概率
p33:系统内有三位顾客, 或者一人将离去另一人将进入系统; 或者无人离开的概率, p33=pq+(1-p). 于是得该马氏链的一步转移概率矩阵:
0
1
2
3
0 (1-q)
q
0
0
1 p(1-q) pq+(1-p)(1-q) q(1-p)
0
P= 2 0
30
p(1-q) pq+(1-p)(1.-q) q(1-p)
F(x2 ; t2 | x1 ; t1)= F(x2 | x1 ; t2 -t1) f(x2 ; t2 | x1 ; t1)= f(x2 | x1 ; t2 -t1)
称具有这种特性的马尔可夫过程为齐次马尔可夫过程。
可靠性工程03
3.1 马尔可夫过程
齐次马氏过程的性质
可以证明，对系统寿命以及故障后的修复时间均服 从指数分布时，则系统状态变化的随机过程{x(t),t≥0}是 一个齐次马尔可夫过程。 (2)式中对j求和,是对状态空间I的所有可能状态进行的
p 解：一步转移矩阵为: 设P(n)=[ P0 P1]，则
可靠性工程03
3.4 单部件可修系统
p 单部件系统是指一个单元组成的系统(或把整个系统当作 一个单元来研究)，部件故障，则系统故障；部件正常， 则系统正常。
可靠性工程技术手册
可靠性工程技术手册可靠性工程技术手册是用来指导工程师设计、制造、测试和维护可靠产品的工具。
本手册集成了可靠性工程的方法和工具，以提高产品设计、制造和运营的可靠性，使得产品在整个生命周期内都能够满足客户的期望。
第一章：概述本章节将介绍可靠性工程技术手册的背景以及其在现代工程实践中的重要性。
可靠性工程的定义和可靠性工程技术手册的概念也将在本章中讨论。
可靠性工程是指在产品设计的早期就考虑它们的可靠性，以确保它们在使用寿命内保持足够的运行质量和效率。
可靠性工程是一种跨学科的工程领域，它的关注点包括了工程设计、质量管理以及物理学、统计学、管理学等领域。
可靠性工程技术手册是一种用于工程设计的指南，其中记录了可靠性工程的方法和工具。
它可以帮助工程师在产品的设计、制造、测试和维护期间培养可靠性思维，以确保产品质量和可用性。
第二章：可靠性工程的基本原理本章节将讨论可靠性工程的基本原理，其中包括可靠性和保障度的定义，稳定性的概念，以及可靠性分析的工具和技术。
可靠性是指产品在一段指定时间内正常工作的概率。
习惯上，产品在其设计寿命期内的可靠性都以其失效率来标识。
失效率是指单位时间内产品出现故障的概率。
保障度是指在给定的一段时间内，产品能够正常工作的概率。
保障度概念是在可靠性的基础上发展而来的。
它考虑了在产品失效后所需的维修时间，以及所需的备件数量。
稳定性是指产品在一段时间内保持一致的性能和可靠性。
为了确保稳定性，需考虑对产品的环境、质量控制、性能测试和维护等因素。
可靠性工程技术手册中常用的可靠性分析工具包括失效模式和影响分析（FMEA）、失效树（FT）以及可靠性数据分析。
第三章：可靠性设计本章节将探讨可靠性在产品设计中的重要性，并介绍可靠性设计的目标和策略，包括在设计早期考虑可靠性、选择可靠的材料和部件、设计并建立可靠的测试计划、以及使用可靠性分析工具等。
可靠性设计是指将可靠性作为产品设计的重要考量因素，并采取措施来确保产品在使用寿命期间具有足够的可靠性。
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当把可靠度作为分配参数时，对于需要长期工作的产品， 分配较低的可靠性指标，因为产品的可靠性随着工作时 间的增加而降低。 对于重要度高的产品，应分配较高的可靠性指标，因为 重要度高的产品的故障会影响人身安全或任务的完成。
分配时还应结合维修性、保障性，如可达性差的产品， 分配较高的可靠性指标，以实现较好的综合效能等。
RS Ri R n
i 1
n
即
Ri RS
* i * s
1 n
n RS
/n
等分配法适用设计初期，方案论证阶段， 当产品没有继承性，产品定义并不十分清 晰时所采用的最简单的分配方法。 可用于基本可靠性和任务可靠性的分配。
例5-1 某型抗荷服是由衣面、胶囊、拉链三个 部分串联组成，若要求该抗荷服的可靠度指标 为0.9987，试用等分配法确定衣面、胶囊、拉 链的可靠度指标。
•确定该系统中“货架”产品或已单独给定可靠性指标的产品。 •聘请评分专家，专家人数不宜过少（至少5人）。 •产品设计人员向评分专家介绍产品及其组成部分的构成、工 作原理、功能流程、任务时间、工作环境条件、研制生产水平 等情况或专家通过查阅相关技术文件获得相关信息。 •评分。首先由专家按照评分原则给各单元打分，填写评分表 格再由负责可靠性分配的人员，将各专家对产品的各项评分综 合，即每个单元的4个因素评分为各专家评分的平均值，填写 表格。 •按公式分配各单元可靠性指标。
•在可靠性分配时，要两者之间的权衡，或采取其他不 相互影响的措施。
6、可靠性分配程序
明确系统可靠性参数指标要求 分析系统特点 选取分配方法（同一系统可选多种方法） 准备输入数据 进行可靠性分配 验算可靠性指标要求
5.2 可靠性分配的原理和准则
1、可靠性分配的原理
•系统可靠性分配是求解下面的基本不等式
对于已有可靠性指标、货架产品或使用成熟的系统或产 品，不再进行可靠性分配，同时，在进行可靠性分配时， 要从总指标中剔除这些单元的可靠性值。
5.3 典型系统常用的可靠性分配方法
5.3 .1串联系统的可靠性分配 1.等分配法（平均分配法）
将系统的可靠度平均分配给各单元的方法。 对于n个子系统组成的串联系统，设子系统的可 靠度为Ri，则系统的可靠度为：
5. 可靠性分配
5.1 概述 5.2 可靠性分配的准则 5.3 典型系统常用的可靠性分配方法
5.3.1 串联系统的可靠性分配 5.3.2 并联系统的可靠性分配 5.3.3 有约束条件的产品任务可靠性分配方法
5.4 可靠性分配注意事项
5.1 概述 1、可靠性分配的概念
系统可靠性分配就是将使用方提出的，在系 统设计任务书(或合同)中规定的可靠性指标， 从上而下，由大到小，以整体到局部，逐步 分解，分配到各分系统，设和元器件。
评分因素和评分原则
复杂度——根据组成单元的元部件数量，以及它们 组装的难易程度来评定，最复杂的评10分，最简单 的评1分。 技术水平——根据目前的技术水平和成熟程度来评 定，水平最低的评10分，水平最高的评1分。 工作时间——单元工作时间最长的评10分，最短的 评1分。 环境条件——单元工作过程中会经受极其恶劣而严 酷的环境条件的评10分，环境条件最好的评1分。
根据系统设计任务书中规定的可靠性指标，按一 定的方法分配给组成系统的分系统、设备和元器 件，并写入与之相对应的设计任务书。如同性能 指标一样，可靠性指标是设计人员在可靠性方面 的一个设计目标。
基本可靠性分配
4、可靠性分配的分类
任务可靠性分配
5、可靠性分配的特点 •这两者有时是相互矛盾的，提高产品的任务可靠性， 可能会降低其基本可靠性，反之亦然。
•如果对分配没有任何约束条件，则上两式可以有无数个解； •有约束条件，也可能有多个解。因此，可靠性分配的关键在于 要确定一个方法，通过它能得到合理的可靠性分配值的唯一解 或有限数量解。
2、可靠性分配的准则
对于复杂度高的分系统、设备等，应分配较 低的可靠性指标，因为产品越复杂，其组成单 元就越多，要达到高可靠性就越困难并且更为 费钱。 对于技术上不成熟的产品，分配较低的可靠 性指标，对于这种产品提出高可靠性要求会延 长研制时间，增加研制费用。 对于处于恶劣环境条件下工作的产品，应分配 较低的可靠性指标，因为恶劣的环境会增加产 品的故障率。
评分分配法原理
i rij
j 1
4
i
i
n
Ci i /
Ci
* i * s
为第i个单元的评分数； 为系统的评分总数；
为第i个单元，第j个因素的评分数；
为第i个单元的评分系数；
分配给每个单元的故障率； 为系统的可靠性指标
分配步骤
•确定系统的基本可靠性指标，对系统进行分析，确定评分因 素。
* RS ( R1 , R2 , Ri , Rn ) RS （系统的可靠性指标） * g S ( R1 , R2 , Ri , Rn ) g S （对系统设计的综合约束条件）
•对于简单串联系统而言，上式就转换为
* R1 (t ) R2 (t ) Ri (t ) Rn (t ) RS (t )
可靠性目标 调研
确 定 可 靠 性 指 标 和 设 计 准 则
可靠性 维修性 评 安全性 估 保障性
系统可靠性指标 分配给分系统
比 较
系统可靠性预计
分系统可靠性预计
更 改
分配给设备
设备可靠性预计 单元可靠性预计
技术条件
设 计
可靠性、维修性、安 全性和保障性分析
3、系统可靠性分配的目的和用途
目的是使各级设计人员明确其可靠性设计要求， 根据要求估计所需的人力、时间和资源，并研究 实现这个要求的可能性及办法。
2、可靠性预计和分配的关系
预计是根据系统的 元件、部件和分系统 的可靠性来推测系统 的可靠性。 是一个局部到整体、 由小到大、由下到上 的过程，是一种综合 的过程。 分配是把系统规定 的可靠性指标分给分 系统、部件及元件， 使整体和部分协调一 致。 是一个由整体到局 部、由大到小、由上 到下的过程，是一种 分解过程。
R 0.9987 解：由题意知该系统为串联系统， 应用等分配法确定可靠度指标：
* s
* R衣面
* R胶囊
* R拉链
3
* RS
3 0.9987 0.99957
2.评分分配法
适用于方案论证阶段和初步设计阶段，缺乏可 靠性数据情况下，通过有经验的设计人员或专 家对影响可靠性的几种因素进行评分，进行综 合分析而获得各单元产品之间的可靠性相对比 值，根据评分情况给每个分系统或设备分配可 靠性指标。 主要用于分配系统的基本可靠性和分配串联系 统的任务可靠性，一般假设产品服从指数分布