可靠性基础知识介绍

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其它器件故障原因的故障。 非独立故障：其它产品故障引起的故障。 注意：评价产品可靠性的统计原则是：只统计 独立故障。 ③故障模式、故障机理 故障模式：故障的表现形式，称故障模式； 故障机理：引起故障的原因，称故障机理。 例：灯泡不能正常点亮，灯泡出现了故障，此 灯泡不能正常点亮的表现形式，就称为灯泡的 故障模式；引起灯泡不能正常点亮的原因是： 灯丝断路，灯泡内部发生了物理变化，这就是
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任务剖面是指产品完成特定任务时间内，所经 历的时间和环境的时序描述。此期间并非所有 故障都发生，并非所有故障都致命，任务期间 的所有产品故障将影响着任务的可靠性。 2、维修性 维修性定义：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，保持和恢复执行 规定状态的能力，维修性的概率度量，称维修 度M。 维修性分：预防性维修、修复性维修。
灯泡不能正常点亮的故障机理。 2、浴盆曲线 大多数产品故障概率随时间变化的曲线，呈浴 盆形状，故将故障率曲线，称“浴盆曲线”。
①早期故障期 是产品刚刚投入使用的初期，此时故障率较高， 故障缺陷容易暴露，产品的早期失效一般是由 于设计缺陷、制作缺陷、材料缺陷、安装调整 不当等原因引起。 出现的早期故障可以通过加强工艺措施、质量 管理措施及环境应力筛选等设计措施加以防止。 ②偶然故障期 此时已将早期失效的故障降到最低，发生的故 障是由偶然因素引起，在此区域性能基本稳定
提下，产品在规定的条件下和规定的时刻或区 间内处于可执行规定功能状态的能力。简言之， 产品在任意时刻使用时，该产品此时表现的可 用能力 ，称产品的可用性。是可靠性、可维修 性和维修保障的综合反映。可靠性是通过延长 产品的工作时间提高产品可用性；维修性是通 缩短产品的停机时间提高产品可用性。 可用性分：固有可用性、使用可用性。可用性 的概率度量，称可用度A。 固有可用性：不受外部资源的影响； 使用可用性：受外部资源的影响。
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。
1、可靠度R 产品在规定条件下、规定时间内、完成规定功能 的概率度量，称可靠度。也就是产品功能随时间 保持预期寿命的概率大小，是时间的函数，一般 用R（t）表示。
R（t）=P（T＞t ） T:产品发生的故障时间； t:产品的规定时间。
若产品的总数为No,工作到时刻t产品发生的故 障数为r（t），产品在时刻t的可靠度观测值为：
二、可靠性的基本定义
1、可靠性 可靠性定义：产品在规定条件下、规定时间内、 完成规定功能的能力，称产品的可靠性。 产品可靠性分：固有可靠性、使用可靠性；基 本可靠性和任务可靠性。 固有可靠性：是产品在设计、制造中形成的， 是产品自身的一种固有特性，也是可控的特性， 它源于产品的设计、制作者。
使用可靠性：是产品在实际使用中，表现出的 一种性能和保持能力的一种特性。它不仅和产 品设计的固有可靠性有关，还和产品制作、操 作使用、维修保障各因素紧密相关。 基本可靠性：产品在规定条件下无故障的持续 时间或概率，称基本可靠性。在评定产品基本 可靠性时，需统计所有故障。其中所有可维修 故障，决定着对维修人员的合理安排。 任务可靠性：是产品在规定任务剖面内，完成 规定功能的能力。只考虑任务期间影响任务完 成的故障。
预防性维修：也称维护，是根据产品功能随时 间衰减的特性及可能出现的故障采取预防性措 施，以延长产品的寿命。 恢复性维修：是产品发生故障后，使其产品尽 可能恢复故障前的状态。 产品可靠性和可维修性，是产品设计的两个重 要设计特性。在产品的方案论证、评审中，就 要对此提出要求，并落实到产品的设计中。 3、可用性 可用性定义：在要求的外部资源得到保证的前
按故障的统计特性分：独立故障、从属故障。 偶然故障：由于偶然因素引起的故障。偶然故 障是随机的，无法控制，只能通过统计概率来 预测。 损耗故障：是由于产品规定的性能随时间增加 而逐渐衰退所引起。 致命故障：完全丧失完成规定功能的能力，并 可能造成人或物的重大损失。 非致命故障：不影响任务的完成，但会导致非 计划的维修。 独立故障：由产品本身引起而又不能成为引起
可靠性基础知识简介
一、可靠性的基本概念
1、故障（失效） ①故障（失效）的定义：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（可 修复），称故障。产品终止了规定功能（不可 修复），叫失效。故障通常是失效后的状态， 也有可能失效前就存在。 ②故障的分类 按故障出现的规律分：偶然故障、损耗故障； 按故障出现的结果分：致命故障、非致命故障；
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
28
34
4 800～1200
37
71
5 1200～1600 23
94
6 1600～2000 9
103
7 2000～2400 5
例：设t=0时，有10000只灯泡投入工作，当t= 365天时，有300只灯泡坏了，计算工作一年后 灯泡的可靠度？
R（t）= 10000 300 =0.97
10000
例：某电子元件110个，在同样的条件下进行 试验，试验结果见下表，计算电子元件的可靠 度R（t）、累计故障（失效）分布函数F（t） 各是多少？见下表1：
4、安全性 安全性定义：是不发生危险事件的能力。导致 以下后果发生的事件为危险事件： ①人员伤亡； ②财产损失； ③环境破坏。 5、全寿命周期费用LCC 全寿命周期费用：是指在系统的整个寿命周期 内，为获取并维持系统的运营（包括处置）所 发生的全部费用。全寿命周期费用分布见图1。
图1
三、可靠性的常用度量