平均故障间隔时间MTBF.pptx
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R(5000h)=(1000-100)/1000=0.9
可靠度 的计算例2
已知：2电池供应商声称其电池寿命 供应商1: MTBF = 10 hours 供应商2: MTBF = 20 hours
计算每种电池随时间变化的可靠性
Failure Rates(l)平均故障率
供应商1: l = 1/10 = 0.10
随着使用时间的增加，累积故障次数不断增加，可靠度相应减少。所有产品在使用中 最后总是要出现故障的，因此
R(t)的取值范围：
r() N
R() 0
可靠度 的计算例1
一批电脑硬盘1000个，开始工作5000h,内有100个出现故障， 5000h的可靠度
N(0)=1000个
到t=5000h 时故障数目： r(5000h)=100个 R(t) N 0 r(t) N0
当可靠度为 ：
时
R(t) elt
MTTF
=
0
e-l
t
dt
=
1
l
也就是说，当产品寿命服从指数分布时，其MTTF为故障率l的倒数
什么是MTBF？
平均故障间隔时间MTBF (Mean Time Between Failure) 则 其一为M个tT1可,Bt2F维,.为.修...t：产N0品在使用期中，发生了N0次故障，每次故障修复后，该产品继续投入工作，其工作时间分别
平均故障间隔时间 MTBF
什么系统可靠性(Reliability)？
系统可靠性是指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
可靠性设计目的： 找出设计产品潜在的失效模式和薄弱环节，通过设计进行预 防和改进，从而消除失效模式和薄弱环节
可靠性设计和分析的任务： 通过设计确定系统可靠性
故障率l=100/(1000x5000h)=0.00002/h
什么是可靠度 ?
可靠度及可靠度函数 产品在规定的条件下和规定的时间内，可能出现故障，也可能不出现故障，
现假定规定的工作时间为t0, ，产品故障前的时间为 如果t0 > ：则称产品在规定的工作时间内没有发生故障，产品在规定时间内能
够完成规定功能 如果t0 < ：则称产品在规定的工作时间出现故障 可靠度： 产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的概率，定义为产品的可靠
度
R(t0) P(x > t)
例如：一新款手机购买之日2年内，不出故障的概率为85%，我们说在2年内其可 靠度为： R(2年)=P(x>2年)=85%
是指采用余度减少任务故障，提供任务可靠性 缺点是采用余度技术往往会使产品结构复杂化，这样就降低了基本可靠性 应用场合：改进产品设计所花费资源比用余度技术更多时，才采用余度技术
耐环境设计：
是指降低温度，湿度，振动，腐蚀，辐射对产品带来的影响
系统可靠性定量衡量的几个参数 ?
系统可靠性常用参数 平均故障率 (l) 可靠度 R(t) 平均故障前时间 MTTF (Mean Time To Failure) 平均故障间隔时间 MTBF (Mean Time Between Failure)
供应商2 : l = 1/20 = 0.05
Sample Reliability Calculations (3 hour)可靠度计算(3小时)
供应商1: R = e lt = e 0.1x3 = 0.74
供应商2 : R = e lt =e 0.05x3 =0.86
Reliability(可靠度)
保证产品可靠性的几种设计方法?
降额设计：
是指使元件或设备工作时承受的工作应力适当低于元器件或设备规定的额定值， 从而达到降低基本故障率，提高使用可靠性的目的
简化设计：
是指在达到产品性能要求的前提下，把产品尽可能设计得简单，这样可减少故 障的发生
冗余设计(redundancy Design)
所以时间 t 不同，可靠度不同，因此 R(t)亦成为可靠度函数
可靠度 的计算公式?
可靠度公式：
R(t) N 0 r(t) N0
N0---t=0,开始时的产品总数 r(t)---在0到t时刻的工作时间内，产品的累积故障数
所有产品，开始使用时(t=0)时，所有产品都是好的，故障数r(0)=0，此时R(t)=1
系统可靠性定量和定性要求
对产品可靠性提出要求不同：
产品可靠性定量(quantitative)要求： MTBF (Mean Time Between Critical Failure) MTBF指标是通过建立数学模型，预计，分析产品的可靠性
产品可靠性定性(qualitative)要求： FMEA (Failure Mode and Effect Analysis) 故障模式及影响分析
对产品可靠性的要求是定量和定性相结合
系统可靠性定量衡量的几个参数 ?
系统可靠性常用参数 平均故障率 (l)-Failure Rate 可靠度 R(t)-Reliability 平均故障前时间 MTTF (Mean Time To Failure) 平均故障间隔时间 MTBF (Mean Time Between Failure)
Time (hours)
1234
5 6 78
Supplier1
0.90 0.82 0.74 0.67 0.61 0.55
Supplier2
百度文库
0.95 0.90 0.86 0.82 0.78 0.74
9 10
什么是MTTF？
平均故障前时间MTTF (Mean Time To Failure) 设t1,Nt20,个t3,不....可...t修N0复, ,产则品其在M同T样TF条(用件下符进合行试表验示，)测为定：全部寿命数据为
什么是平均故障率l ?
Failure Rate-平均故障率(l)
平均故障率：在规定的条件下和规定的时间内，产品的故障总数与寿命 单位总数之比，
一批电脑硬盘1000个，开始工作5000h,内有100个出现故障，5000h的可靠度 N(0)=1000个
到t=5000h 时故障数目： r(5000h)=100个
1
N0
ti
N 0 i1
如果子样的数据比较大，即N0 值比较大，则可将数据分成m组，每组中的中值
为 ti ,,每组的故障频数Dri 则：
1
m
m
tiDri ti pi
N 0 i1
i 1
设:
pi Dri
N0
什么是MTTF？
平均故障前时间MTTF (Mean Time To Failure)
可靠度 的计算例2
已知：2电池供应商声称其电池寿命 供应商1: MTBF = 10 hours 供应商2: MTBF = 20 hours
计算每种电池随时间变化的可靠性
Failure Rates(l)平均故障率
供应商1: l = 1/10 = 0.10
随着使用时间的增加，累积故障次数不断增加，可靠度相应减少。所有产品在使用中 最后总是要出现故障的，因此
R(t)的取值范围：
r() N
R() 0
可靠度 的计算例1
一批电脑硬盘1000个，开始工作5000h,内有100个出现故障， 5000h的可靠度
N(0)=1000个
到t=5000h 时故障数目： r(5000h)=100个 R(t) N 0 r(t) N0
当可靠度为 ：
时
R(t) elt
MTTF
=
0
e-l
t
dt
=
1
l
也就是说，当产品寿命服从指数分布时，其MTTF为故障率l的倒数
什么是MTBF？
平均故障间隔时间MTBF (Mean Time Between Failure) 则 其一为M个tT1可,Bt2F维,.为.修...t：产N0品在使用期中，发生了N0次故障，每次故障修复后，该产品继续投入工作，其工作时间分别
平均故障间隔时间 MTBF
什么系统可靠性(Reliability)？
系统可靠性是指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
可靠性设计目的： 找出设计产品潜在的失效模式和薄弱环节，通过设计进行预 防和改进，从而消除失效模式和薄弱环节
可靠性设计和分析的任务： 通过设计确定系统可靠性
故障率l=100/(1000x5000h)=0.00002/h
什么是可靠度 ?
可靠度及可靠度函数 产品在规定的条件下和规定的时间内，可能出现故障，也可能不出现故障，
现假定规定的工作时间为t0, ，产品故障前的时间为 如果t0 > ：则称产品在规定的工作时间内没有发生故障，产品在规定时间内能
够完成规定功能 如果t0 < ：则称产品在规定的工作时间出现故障 可靠度： 产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的概率，定义为产品的可靠
度
R(t0) P(x > t)
例如：一新款手机购买之日2年内，不出故障的概率为85%，我们说在2年内其可 靠度为： R(2年)=P(x>2年)=85%
是指采用余度减少任务故障，提供任务可靠性 缺点是采用余度技术往往会使产品结构复杂化，这样就降低了基本可靠性 应用场合：改进产品设计所花费资源比用余度技术更多时，才采用余度技术
耐环境设计：
是指降低温度，湿度，振动，腐蚀，辐射对产品带来的影响
系统可靠性定量衡量的几个参数 ?
系统可靠性常用参数 平均故障率 (l) 可靠度 R(t) 平均故障前时间 MTTF (Mean Time To Failure) 平均故障间隔时间 MTBF (Mean Time Between Failure)
供应商2 : l = 1/20 = 0.05
Sample Reliability Calculations (3 hour)可靠度计算(3小时)
供应商1: R = e lt = e 0.1x3 = 0.74
供应商2 : R = e lt =e 0.05x3 =0.86
Reliability(可靠度)
保证产品可靠性的几种设计方法?
降额设计：
是指使元件或设备工作时承受的工作应力适当低于元器件或设备规定的额定值， 从而达到降低基本故障率，提高使用可靠性的目的
简化设计：
是指在达到产品性能要求的前提下，把产品尽可能设计得简单，这样可减少故 障的发生
冗余设计(redundancy Design)
所以时间 t 不同，可靠度不同，因此 R(t)亦成为可靠度函数
可靠度 的计算公式?
可靠度公式：
R(t) N 0 r(t) N0
N0---t=0,开始时的产品总数 r(t)---在0到t时刻的工作时间内，产品的累积故障数
所有产品，开始使用时(t=0)时，所有产品都是好的，故障数r(0)=0，此时R(t)=1
系统可靠性定量和定性要求
对产品可靠性提出要求不同：
产品可靠性定量(quantitative)要求： MTBF (Mean Time Between Critical Failure) MTBF指标是通过建立数学模型，预计，分析产品的可靠性
产品可靠性定性(qualitative)要求： FMEA (Failure Mode and Effect Analysis) 故障模式及影响分析
对产品可靠性的要求是定量和定性相结合
系统可靠性定量衡量的几个参数 ?
系统可靠性常用参数 平均故障率 (l)-Failure Rate 可靠度 R(t)-Reliability 平均故障前时间 MTTF (Mean Time To Failure) 平均故障间隔时间 MTBF (Mean Time Between Failure)
Time (hours)
1234
5 6 78
Supplier1
0.90 0.82 0.74 0.67 0.61 0.55
Supplier2
百度文库
0.95 0.90 0.86 0.82 0.78 0.74
9 10
什么是MTTF？
平均故障前时间MTTF (Mean Time To Failure) 设t1,Nt20,个t3,不....可...t修N0复, ,产则品其在M同T样TF条(用件下符进合行试表验示，)测为定：全部寿命数据为
什么是平均故障率l ?
Failure Rate-平均故障率(l)
平均故障率：在规定的条件下和规定的时间内，产品的故障总数与寿命 单位总数之比，
一批电脑硬盘1000个，开始工作5000h,内有100个出现故障，5000h的可靠度 N(0)=1000个
到t=5000h 时故障数目： r(5000h)=100个
1
N0
ti
N 0 i1
如果子样的数据比较大，即N0 值比较大，则可将数据分成m组，每组中的中值
为 ti ,,每组的故障频数Dri 则：
1
m
m
tiDri ti pi
N 0 i1
i 1
设:
pi Dri
N0
什么是MTTF？
平均故障前时间MTTF (Mean Time To Failure)