可靠性基本概念、参数体系及模型建立
MINITAB使用教程
可靠性分析方法
要点二
应用实例
常用的可靠性分析方法包括故障模式与影响分析（FMEA） 、故障树分析（FTA）、事件树分析（ETA）等。
以某型导弹武器系统为例，采用FMEA方法对系统进行可 靠性分析，识别潜在的故障模式及其影响，提出相应的改 进措施，提高导弹武器系统的可靠性。
MINITAB使用教程
contents
目录
• MINITAB软件介绍 • 数据输入与基本操作 • 图形绘制与可视化分析 • 假设检验与方差分析 • 回归分析与应用 • 时间序列分析与预测 • 质量控制与可靠性分析
01
MINITAB软件介绍
软件背景及功能
背景
MINITAB是一款广泛应用于质量管 理、统计分析和数据可视化的软件， 由Minitab公司开发并持续更新。
图形编辑与美化技巧
01
调整坐标轴范围
通过MINITAB的图形编辑功能，可以调整坐标轴的范围，以便更好地
展示数据。例如，可以缩小或放大坐标轴范围，或者将坐标轴原点移动
到特定位置。
02
添加标题和标签
为了使图形更具可读性和解释性，可以在MINITAB中添加标题、轴标
签和数据标签。例如，可以为图形添加主标题和副标题，为坐标轴添加
方差分析原理及步骤
方差分析的基本原理：通过比较不同 组间的差异，判断因素对结果是否有
显著影响。
方差分析的步骤
提出假设
构建方差分析表 进行F检验
作出决策
单因素和多因素方差分析实例演示
单因素方差分析实例
演示如何使用MINITAB进行单因素方差分析，包括数据输入、操作步骤、结果解读等。通过实例说明单因素方差 分析的应用场景和注意事项。
可靠性基本概念、参数体系及模型建立
可靠性基本概念
寿命剖面与任务剖面
寿命剖面：产品从制造到寿命终结或退出使用这段时间内所经历 的全部事件和环境的时序描述
关键因素：事件、事件顺序、持续时间、环境和工作方式 包含一个或多个任务剖面，分为后勤和使用两个阶段 产品指标论证时就应提出
任务剖面：产品在规定任务这段时间内所经历的事件和环境的 时序描述
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可靠性模型建立
基本可靠性模型和任务可靠性模型
正确区分系统原理图、功能框图、功能流程图和可靠性框图 正确建立系统基本可靠性模型和任务可靠性模型
基本可靠性模型：估计产品及其组成单元可能发生的故障引起的维修及保障 要求，全串联模型 任务可靠性模型：估计产品在执行任务过程中完成规定功能的概率，描述完 成任务过程中产品各单元的预定作用并度量工作有效性
可靠性建模方法
可靠性框图、网络可靠性模型 故障树模型、事件树模型 马尔科夫模型、Petri网模型、GO图模型 19
可靠性模型建立
可靠性框图模型
定义：为预计或估算产品的可靠性而建立的可靠性方框图和数学 模型 组成：代表产品或功能的方框、逻辑关系和连线、节点组成
节点：分为输入节点、输出节点和中间节点 输入节点：系统功能流程的起点 输出节点：系统功能流程的终点 连线：有向、无向，反映系统功能流程的方向，无向意即双向
n
RS = e
−λt
(1 +
RD λ t )
28
可靠性模型建立
典型可靠性模型
桥联系统：可靠性模型逻辑描述中出现了电路中桥式结构逻辑关 系，其数学模型较为复杂，不能建立通用的表达式 网络模型：从抽象的角度看，网络就是一个图，由一些节点及连 接节点的弧组成，应用图论理论进行分析
29
可靠性模型建立
可靠性与系统可靠性讲解
五、可靠性指标的体系
一般地说，一个产品的可靠性可由多种 指标形式表示。因为可靠性是个综合特性， 它综合表现了产品的耐久性、无故障性、维 修性、可用性和经济性，可分别用各种定量 指标表示，形成一个指标体系。具体一个产 品采用什么样的指标要根据产品的复杂程度 和使用特点而定
第四节 可靠性与质量管理
可靠性是时间的质量
（3）可靠性管理。可靠性管理是对可靠性工作 的各个环节以及产品的全寿命周期的各项技术 活动进行组织、协调和控制，以实现既定的可 靠性指标的一种方法。
2．可靠性专业技术
（1）可靠性设计。 这项工作包括：建立 可靠性模型，对产品进行可靠性预计和分 配，进行故障或失效机理分析，在此基础 上进行可靠性设计。
低估其产品缺点的软体公司；就像除 了Sun以外，大家都知道Solaris 2.4是 有史以来瑕疵最多的Unix，而同样不 完善的2.2 Linux Kernel不是也曾宣 称会提供企业所需的一切吗？
2024版Minitab17教程
Minitab17教程•Minitab17软件简介•数据导入与预处理•基本统计分析功能介绍•图形绘制技巧及解读方法•实验设计与优化策略•质量控制图绘制与解读•可靠性分析与生存模型建立目录CONTENTS01Minitab17软件简介软件背景与特点背景Minitab是一款广泛应用于质量管理、统计分析和数据可视化的软件，Minitab17是其较新的版本，提供了丰富的功能和工具，帮助用户更好地理解和分析数据。
特点Minitab17具有直观易用的界面、强大的统计分析功能、灵活的数据可视化选项以及与其他软件的良好兼容性。
010203下载Minitab17安装程序；双击安装程序，按照提示进行安装；安装步骤选择安装路径和组件；完成安装。
启动步骤01双击桌面上的Minitab17图标；02等待软件启动；03进入软件界面，开始使用。
Minitab17的用户界面简洁直观，包括菜单栏、工具栏、项目栏、数据窗口和图形窗口等部分。
用户界面用户可以根据自己的需求定制界面和功能。
自定义区域用于输入、编辑和管理数据；数据管理区域提供了多种统计方法和工具，如描述性统计、假设检验、回归分析等；统计分析区域支持多种图形类型，如直方图、散点图、箱线图等，用于数据可视化；图形展示区域0201030405用户界面及功能区域适用范围医疗领域金融领域教育领域制造业案例分析Minitab17适用于各种行业和领域的数据分析和质量管理，如制造业、医疗、金融、教育等。
它可以帮助用户进行数据处理、统计分析、质量控制、市场研究等工作。
以下是几个使用Minitab17进行数据分析的案例利用Minitab17进行过程能力分析，评估生产线的稳定性和产品质量；运用Minitab17进行临床试验数据分析，比较不同治疗方法的疗效；借助Minitab17进行风险评估和信用评分模型的开发；使用Minitab17进行学生成绩分析，探索影响学生成绩的因素。
适用范围与案例分析02数据导入与预处理数据来源及格式要求数据来源Minitab支持从多种来源导入数据，包括Excel、CSV、TXT等格式的文件，以及数据库等。
可靠性维修性保障性优秀课件
节点上不能使用。
89%
没有耗损期； 设备不需要定时维修；
归为E型。
F. 故障率后来不变
可靠性维修性保障
1.1 可靠性
2. 典型的浴盆曲线
1.11.4.1.故2可障靠寿性命模分型布的规建律立及与维分修析策略
故障率 λ(t)
*
“容许的故障率 *”界限，控制实际的故障率不超过此范
围：延长设备寿命，减少停机时间，降低故障率。
（6）平均非计划拆卸间隔时间 MTBUR （Mean Time Between Unscheduled Removals）
与支援资源有关的一种可靠性参数。其基本度量方法为：在规定的条件 下和规定的时间内，累积的总设备飞行时间除以同一时间内设备的非计划 拆卸次数。
可靠性维修性保障
1.1 可靠性
1.1.1 可靠性概念与指标
如在第一次工作时间后出现故障，经修复后第二次工作时间后出现故 障，第i次工作后出现故障，则平均故障间隔时间为：
MTBF
n
ti
i 1 n
可靠性维修性保障
1.1 可靠性
1.1.1 可靠性概念与指标
用时间计量的指标
（3）故障前工作时间 MTTF （Mean Time Between Failure ） 是指不可修复的产品，由开始工作直到发生故障前连续的工作时间，可
从可靠性角度出发为设计方案等的决策提供依据 定量地预计或评价装备的可靠性发现其薄弱环节 它是进行故障模式影响及危害性分析的基础。
可靠性维修性保障
1.1 可靠性
1.1.12.可1.3靠可性靠模性型预的计建与立分与配分析
1. 可靠性预计、分配的目的及相互关系
可靠性预计
根据组成系统的元件、组件、分系统的可靠性来推测系统的可靠性。是一 个从小到大，从下到上的综合过程。
结构可靠性设计基础教案_第1章_概述
完成预定功能的能力。包括安全性、适用性和耐久性三项要
求。 • 结构可靠度是结构可靠性的概率度量，其定义是：结构在规
定的时间（设计使用年限）内，在规定的条件下（正常设计、
正常施工、正常使用维护），完成预定功能的概率，称为结 构可靠度。 必须指出：结构可靠度与使用年限长短有关，结构可靠 性设计标准所指的结构可靠度或结构失效概率，是对结构的 设计使用年限而言的，当结构的使用年限超过设计使用年限 后，结构失效概率可能较设计预期值增大。
1. 1 引言
1. 工程结构的定义
• 工程结构在相当长的使用期内，需要安全地承受各 种使用荷载，经受气象作用，以及波浪、地震等自 然作用。它们的安全与否，不但影响工农业生产， 而且还关系到人身安危。 • 对结构的要求：结构及其构件具备在各种外加作用 下防止破坏倒塌、保护人员财产不受损失的能力。
• 特别是对一些重要的纪念性建筑物，作为一个划时 代的文化特征，将流传后世，对安全、适用、美观、 耐久等方面，还有更高的要求。
1. 1 引言
3.结构设计计算的两个方面
KS ≤R 以受弯构件为例，其一般表达式为 M≤Mp/K 式中： Mp—— 截面破坏时的抵抗弯矩 K —— 构件承载力安全系数 M —— 标准荷载作用下的截面弯矩。
1. 1 引言
3.结构设计计算的两个方面
工程实测 实践经验 可靠性 结构设计 统计数据 经济性 数学理论 实验数据 专家系统
1. 3结构可靠性的基本概念及基本术语
1.3 结构可靠的基本概念及基本术语
结构的可靠性与可靠度 设计使用年限与设计基准期 结构的功能要求 设计状况 作用和作用效应 结构抗力 极限状态 极限状态方程
1.3 结构可靠的基本概念及基本术语
可靠性分析
可靠性分析为了深入探讨可靠性分析的概念、方法、工具及其在不同领域中的应用，本篇文章将涵盖以下内容：1. 可靠性分析的概念与定义2. 可靠性分析方法与技术3. 可靠性工具介绍4. 可靠性在不同领域中的应用一、可靠性分析的概念与定义可靠性是指产品或系统在特定时间和环境中保持正常运行的能力，也就是它所需的期望寿命。
可靠性在各个行业都非常重要，尤其是在工程领域。
可靠性评估可以帮助我们预测产品或系统的寿命、显示设备或机器的失效率、并提供解决方案以预测或减少可能的错误事件发生的可能性。
可靠性分析包括对产品或系统进行完整的风险管理、锅炉检查、测试等任务的详细过程。
其目的主要有两个：一是确定系统或产品的性能是否满足设计要求；二是识别问题并为解决问题提供路径。
二、可靠性分析方法与技术可靠性分析方法和技术主要可分为三种：故障树分析（FTA）、失效模式和效应分析（FMEA）以及可靠性基准测试（RBT）。
1.故障树分析( FTA)故障树分析是一种定量方法，它被广泛应用于评估高风险系统中的错误。
FTA是一种通过绘制故障树来描述命令或事件的发生原因的过程，由顶部称为“灾难”或“失效”开始，并且受到多个事件或机会事件的影响，被列为动态自然树的底部。
在这个过程中，较小的果子都会被大的因素切成各种各样的因素，并用逐步分解的方式进行描述与统计，最终对某些尾注勾销正确的集合开启相应的调查。
2.失效模式和效应分析(FMEA)失效模式和效应分析(FMEA)是一种分析各个部分出现潜在问题的技术。
作为一种非常受欢迎的工具，FMEA确保了可靠性分析中固有的资源并使得从当时管理失误的标准措施中搜寻、排除和共同做出困难决策成为可能。
FMEA经常用于确定可能导致产品或系统失效的关键性能，以及为优化设计和生产过程提供有用的信息。
在进行FMEA之前，必须将故障类型找出来，建立一个失败模式循环并推理其可能的结果。
所有危险或不良后果都被描绘成已知的无法避免的东西，并被分配到AIAG手册？快速解决方案文件中的风险值中。
军工产品的可靠性等六性的策划与设计
可靠性大纲
方案设计审查意见
可靠性设计报告
可靠性设计报告评审（与初样机设计审查同时进行）（204）
环境应力筛选试验（401） 正样机研制
初样机设计审查意见
环境应力筛选试验大纲
环境应力筛选试验报告
可靠性鉴定试验大纲
可靠性鉴定试验（404）
设计定型 可靠性分析评价（406） 可靠性设计定型评审（与设计定型审查同时进行）（204）
确定“六性”要求
• “六性”要求包括定量要求和定性要求。 • 依据研制总要求、研制合同或相关文件。 • 依据GJB 1909A-2009《装备可靠性维修性保障性要求论证》 等对项目“六性”的定量与定性要求进行补充。
可靠性要求
• 定量要求：通常包括基本可靠性要求和任务可靠性要求。
– 基本可靠性：产品在规定的条件下，规定的时间内，无故障工作 的能力。常见参数如平均故障前时间（MTTF）（不可修复产品）、 平均故障间隔时间（MTBF）（可修复产品）等。 – 任务可靠性：产品在规定的任务剖面内完成规定功能的能力。常 见参数如平均严重故障间隔时间（MTBCF）、任务可靠度（R(t)） 等。
“六性”工作框图
项目策划 项目 策划 阶段 输出 质量保证大纲 技术设计 输出 技术设计报告 设计定型 输出 设计定型文件 六性策划 输出 六性大纲 六性设计 输出 六性设计报告 六性评估 输出 六性评估报告 19个附件之一
项目 设计 阶段
设计 定型 阶段
依据GJB 1362A-2007《军工产品定型程序和要求》
2 “六性”策划
“六性”策划
• 依据GJB 9001B-2009《质量管理体系要求》 • 7.1“产品实现的策划”：“组织应确定产品可靠性、维 修性、保障性、测试性、安全性和环境适应性等要求。”
人工智能在可靠性应用
▪ 模型建立与优化
1.选择合适的算法和模型，根据具体应用场景进行定制化开发。 2.模型优化包括参数调整、模型融合和模型压缩等技巧，以提高预测准确率。 3.利用深度学习技术和神经网络模型，可以更加精准地预测故障。
人工智能在可靠性应用
AI在维护与修理中的优化
AI在维护与修理中的优化
▪ AI在维护与修理中的优化
1.故障预测：通过AI技术，可以分析设备的历史数据和使用情况，预测设备可能出现的故障， 从而提前进行维护，减少意外停机时间，提高设备可靠性。 2.智能诊断：AI技术可以通过对设备运行数据的监测和分析，快速准确地诊断出设备故障的原 因和位置，缩短维修时间，提高维修效率。 3.优化维修计划：AI技术可以根据设备的实际使用情况和维护历史数据，制定更加合理的维修 计划，避免过度维修或不足维修的情况，提高设备的可用率和可靠性。
▪ AI在维护与修理中的优化-未来趋势
1.随着AI技术的不断发展，未来将会实现更加精准的设备故障预测和智能诊断。 2.AI技术将与物联网、大数据等技术相结合，实现更加全面和高效的设备维护与管 理。 3.人工智能将会在维护与修理领域发挥越来越重要的作用，进一步提高设备的可靠 性和运行效率。 以上内容仅供参考，具体内容可以根据实际需求进行调整和优化。
▪ 可靠性工程发展趋势
1.智能化：借助人工智能和机器学习等技术，提高可靠性工程的效率和准确性。 2.标准化：制定统一的可靠性工程标准，促进不同行业和领域之间的交流与合作。 3.环保性：强调可持续发展，关注产品全生命周期的可靠性，降低对环境的影响。 以上内容仅供参考，具体内容可以根据实际需求进行调整和补充。
可靠性建模
可靠性建模可靠性分配可靠性预计刘保中二零零九年八月八日目录1. 何谓可靠性模型 (3)2.建立可靠性模型的目的 (3)⒊可靠性建模的约定 (4)3.1可靠性建模限定为任务可靠性模型 (4)3.2 可靠性建模暂不可考虑维修问题 (5)4. 建立可靠性模型的步骤 (5)4.1 定义产品 (5)4.2 绘制产品的可靠性框图 (9)4.3 确定计算系统可靠性的数学公式 (12)5. 可靠性分配与预计 (12)5.1 可靠性分配 (12)5.1.1 可靠性分配概述 (12)5.1.2 初次分配时的假设 (13)5.1.3 按复杂程度进行分配 (14)5.1.4 参考相似产品进行分配 (15)5.2可靠性预计 (16)5.2.1 可靠性预计概述 (16)5.2.2 可靠性预计的程序 (17)6. 常用的可靠性模型 (19)6.1 串联模型 (20)6.2 并联模型 (21)6.3 混联模型 (244)6.4 表决模型 (266)6.5 旁联（非工作贮备）模型 (299)6.6 网络模型 (311)6.7 典型模型的应用 (322)1. 何谓可靠性模型在着手建立可靠性模型之前，首先要明白什么是可靠性模型。
可靠性模型由两部分组成：一个可靠性框图和一个计算可靠性数值的数学公式。
例如，本文第20页的图3及其对应的计算公式（8），二者共同构成串联系统的可靠性模型。
可靠性框图用来描述系统与其组成单元之间的可靠性逻辑关系；而计算公式则是用来描述系统与单元之间的可靠性定量关系。
这里所说的“系统”和“单元”是一个相对的概念。
例如，对于组成惯性导航系统的平台和计算机而言，惯性导航系统是“系统”，而平台和计算机则是“单元”。
但对于惯性导航系统的装载对象（例如飞机和导弹）而言，惯性导航系统就只能算做单元了。
一般来说，总是把复杂的产品叫做系统，而把它的组成部分叫做单元。
有时候，为了表述上的方便起见，也把系统及其组成单元统称为“产品”。
软件质量保证与测试PPT课件第4章 软件可靠性度量和测试-文档资料
故障。在一个计算机程序中出现的不正确的步骤、过程或数据 定义常称为故障。上述“差错”中的第二项属于故障。
失效。一个程序运行的外部结果与软件产品的要求出现不一致 时称为失效。软件失效证明了软件中存在着故障。上述“差错” 中的第三项属于失效。
件错误。
9
4.1.5 影响软件可靠性的因素
软件差错是软件开发各阶段潜入的人为错误：
需求分析定义错误。如用户提出的需求不完整，用户 需求的变更未及时消化，软件开发者和用户对需求的 理解不同等等。
设计错误。如处理的结构和算法错误，缺乏对特殊情 况和错误处理的考虑等。
编码错误。如语法错误，变量初始化错误等。 测试错误。如数据准备错误，测试用例错误等。 文档错误。如文档不齐全，文档相关内容不一致，文
因此，根据模型使用的这两种数据我们将模型分 成如下两类：
给定时间间隔内的失效数模型。 两相临失效间的时间间隔模型。
15
好模型的一般标准
建立软件可靠性模型的目的是估计软件可靠性，提供开发状态、 测试状态以及计划日程状态的参考定量数据，监视可靠性性能 及其变化。
一个好的模型必须有适合具体项目开发过程的正确的假设。如 果不知道哪个模型最适合当前项目，那么，一个聪明的办法就 是在一个项目上执行一个以上的模型并且综合分析所得到的结 果。
在规定的时间周期内，在所述条件下程序执行 所要求的功能的能力。
6
输入空间示意图/离散型运行剖面 图/连续型运行剖面图
7
4.1.3 软件可靠性的基本数学关系
8
4.1.4 软件可靠性与硬件可靠性的 区别
软件和硬件在可靠性特征上的差异，主要有以下几点:
[自然科学]轨道交通RAMS基本概念和参数体系
![[自然科学]轨道交通RAMS基本概念和参数体系](https://img.taocdn.com/s3/m/8f4cda89866fb84ae45c8ddd.png)
RAMS/LCC 培训教材：二〇一一年二月内容安排1 2参数及指标影响RAMS的因素3铁路产品可靠性参数体系4铁路产品维修性参数体系5 6铁路产品可用性参数体系铁路产品安全性参数体系RAMS参数体系—①参数及指标¾对于铁路产品的“系统要求”阶段，需要提出并确定系统RAMS技术要求，并形成文档，随后将系统要求分配到分系统和设备中去。
¾铁路产品各级产品的RAMS 活动都是围绕RAMS要求进行的，包括定义、分配、实现、评估和验证等活动。
¾RAMS要求分类：¾定性要求－提出了应当开展的RAMS 工作项目和工作要求，通常采用评审的方法进行确认；¾定量要求－是基于RAMS的技术参数提出的，一般通过评估和验证的方法进行确认。
RAMS参数体系—①参数及指标¾RAMS 参数是产品RAMS定量化描述的数学属性，RAMS 参数体系是某种产品RAMS 的参数的集合；¾RAMS指标是产品某一RAMS 参数的要求值，RAMS指标体系是所有RAMS 参数的要求值。
内容安排1 2参数及指标影响RAMS的因素3铁路产品可靠性参数体系4铁路产品维修性参数体系5 6铁路产品可用性参数体系铁路产品安全性参数体系RAMS参数体系—②影响RAMS的因素¾系统状态－System Conditions在系统寿命的任何阶段在系统内部引入的故障源；¾工作条件－Operating Condition在运用中施加到系统上的故障源；¾维修条件－Maintenance Condition在维护活动中施加到系统上的故障源。
RAMS 参数体系—②影响RAMS 的因素系统内故障的影响铁路应用环境干扰威胁反作用影响可靠性反作用影响安全性铁路系统功能性状态故障状态安全相关的故障模式RAMS参数体系—②影响RAMS的因素环境越恶劣可靠性越差！¾温度应力会提高产品的故障率¾振动应力会加速产品的疲劳¾湿度和化学应力会缩短产品的寿命¾环境应力和可靠性一般是指数关系：¾温度－Arrhenius¾振动－Coffin-Manson¾湿度和其他－Eyring¾因此可以根据此特性有意施加恶劣的环境应力进行试验，用以高效地暴露产品缺陷。
华为可靠性基础
31
④初期故障率
一般以软件交付使用方后的三个月内为初期故 障期。初期故障率以每100h 的故障数为单位。 用它来评价交付使用的软件的质量并预测软件 可靠性何时基本稳定。
⑤偶然故障率
一般以软件交付给使用方后的四个月后为偶然 故障期。偶然故障率一般以每千小时的故障数 为单位，它反映了软件处于稳定状态的质量。
精选完整ppt课件
13
可以用以下理想测试来精确测试一批产 品的MTBF；即将该批产品投入使用，当 该批产品全部出现故障以后（假如第1个 产品的故障时间为t1，第2个产品的故障 时间为t2，第n个产品的故障时间为tn）， 计算发生故障的平均时间，则
有公式如下：
精选完整ppt课件
14
n
MTBFtn /n
精选完整ppt课件
32
⑥使用方误用率
使用方不按照软件规范及说明等文件来 使用而造成的错误叫“使用方误用”。 在总使用
次数中，使用方误用次数占的百分率叫
“使用方误用率”。造成使用方误用的
原因之一是使用方对说明理解不深，操
作不熟练，但也可能是说明没有讲得非
常清楚引起误解精等选完。整ppt课件
33
软件可靠性模型
可靠性基础
精选完整ppt课件
1
第一节 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；
规定的条件
工作条件：电压，负载，使用方法，维修方法， 输出功率等。
环境条件：温度，湿度，压力，振动，冲击， 电场，磁场，电 磁场等。
储存条件：运输，保管等
精选完整ppt课件
2
软件可靠性——精选推荐
软件可靠性软件的可靠性是用以衡量一个软件(指计算机程序)好坏很重要的一个评价指标。
软件的可靠性与硬件的可靠性有许多相似之处，更有许多差别。
这种差异是由于软、硬件故障机理的差异造成的，因而使软件可靠性在术语内涵、指标选择、设计分析手段以及提高软件可靠性的方法与途径等方面具有其自身的特点。
然而，软件可靠性作为一个新的研究领域正在发展和应用。
1 基本概念(1) 软件故障及其特征对于软件的不正常，常用三个术语来描述：①缺陷(fault)：指的是软件的内在缺陷。
②错误(error)：缺陷在一定环境条件下暴露，导致系统运行中出现可感知的不正常、不正确和不按规范执行的状态。
③故障(failure)：由于对错误未作任何纠正而导致系统的输出不满足预定的要求。
缺陷可能导致错误并造成系统的故障，因此，缺陷是一切错误的根源，故存在下面的传递关系：缺陷→错误→故障。
但是发生过故障的软件通常仍然是可用的。
只有当软件频繁发生故障，或公认已经“陈旧”时，软件才被废弃，这一版本软件的寿命也就终结。
有缺陷的软件只有在特定条件下才能导致出错，而在一般情况下是能够正常工作的。
软件缺陷一般有以下特征：①软件缺陷的固有性。
软件一旦有缺陷，它将潜伏在软件中，直到它被发现和改正。
反之，在一定的环境下，软件一旦运行是正确的，它将继续保持这种正确性，除非使用环境发生了变化。
此外，它不像硬件，随时间推移会因使用而不断“耗损”，或产生新的缺陷。
因此，软件缺陷是“牢靠地”、“无耗损地”潜伏于软件之中。
②缺陷对环境的敏感性。
对于一个软件来说，它的各部分之间有着密切的联系。
软件的运行过程实际上是各部分间的一个逻辑组合过程，不同的逻辑组合就可得到不同的程序路径，而每一次软件运行或完成某功能都是选择了某一条程序路径。
选什么样的程序路径是由软件自身确定的输入环境决定的。
对于不同的输入环境，软件的运行路径可能有不同。
如果软件在某些程序路径上含有缺陷，那么在执行这些程序路径时就有可能发生错误。
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1 2
统计分析与数据可视化工具
Minitab是一款强大的统计分析软件，提供丰富 的数据分析工具和可视化图表，帮助用户更好地 理解数据。
广泛的应用领域
Minitab被广泛应用于质量管理、六西格玛、学 术研究、市场调研等领域，支持多种数据类型和 分析方法。
易于学习和使用
3
Minitab具有直观的用户界面和丰富的在线资源 ，使得用户可以快速上手并高效地进行数据分析 。
假设检验基本概念
介绍假设检验的定义、原理和步 骤，包括原假设和备择假设的设
立、检验统计量的选择等。
2024/1/30
常见假设检验方法
讲解单样本t检验、双样本t检验、 配对样本t检验、卡方检验等常见 假设检验方法的原理和应用场景。
实例演示与操作
通过实例演示，讲解如何在Minitab 中进行假设检验操作，包括数据导 入、检验方法选择、结果解读等。
宏命令执行错误
分析宏命令执行错误的原因，并提供相应的 修正建议。
2024/1/30
数据丢失或损坏
介绍如何预防数据丢失或损坏，并给出相应 的恢复方法。
自定义函数或过程调用失败
针对自定义函数或过程调用失败的情况，给 出排查和解决方案。
32
THANKS
感谢观看
2024/1/30
33
Minitab最全面 培训教程
2024/1/30
1
目 录
2024/1/30
• 入门与基础操作 • 统计分析与数据处理 • 实验设计与优化方法 • 质量控制工具应用实践 • 可靠性分析与生存模型构建 • 高级功能拓展与自定义设置
2
2024/1/30
01
CATALOGUE
入门与基础操作
可靠性试验体系
统计试验-寿命试验-1
目的：发现产品中可能过早发生损耗的零部件，以确定影响产品寿
命的根本原因和可能采取的纠正措施；验证产品在规定条件下的使用 寿命、储存寿命是否达到规定的要求。
试验分类：根据不同的试验目的和方法，寿命试验分类情况如图。
统计试验-寿命试验-2
试验分类： 正常应力寿命试验：是在争产环境条件下施加符合，模拟工作
B.可修复产品在使用过程中平均故障的间隔时间 C. 不可修复产品在使用过程中平均故障时间 D.产品在使用过程中致命故障的间隔时间
谢谢！
工程试验-环境应力筛选-4
高加速应力筛选：
高加速应力筛选(highly accelerated stress,HASS)在国外已经得到了广泛的 应用，是环境应力筛选技术的又一个发展方向。主要利用较高的机械 应力和热应力，如快速温变率的温度循环和高强度三轴六自由度的随 机振动，它能比一般环境应力筛选更加快速、经济、有效地激发出产 品中的潜在缺陷。
6、可靠性验证试验中高于实际使用应力条件的试验有 （ ）。
A.可靠性增长摸底试验 B.可靠性摸底试验
C. 可靠性强化试验
D.高加速寿命试验
练习-3
7、（ ）不属于产品故障率的浴盆曲线中划分的三个阶段。
A.早期故障期 C. 偶然故障期 B.贮存故障期 D.耗损故障期
8、MTBF表示的是（
）。
A.产品在使用过程中首次发生故障的平均时间
统计试验-寿命试验-3
阿伦尼斯(arrhenius)应用的例子（我公司SP6010风扇选 型）
风扇高温加速寿命试验的活化能为0.67，风扇寿命的计算公式为：
测试电压 理想值＝测试值 额定电压
参数预测模型建立与验证
参数预测模型建立与验证参数预测模型建立与验证在现代科学和工程领域中，建立和验证预测模型是一项重要的任务。
参数预测模型的建立与验证是指通过对已有数据进行分析和处理，得到模型的参数，并验证该模型的准确性和可靠性。
本文将介绍参数预测模型的建立与验证的基本流程和方法。
首先，参数预测模型的建立需要有足够的数据支持。
通常情况下，我们需要收集一定数量的数据样本，这些样本包含了我们感兴趣的变量和因素。
例如，如果我们想预测某个产品的销售量，我们可以收集该产品的历史销售数据以及与销售量相关的其他因素，如价格、促销活动等。
其次，建立参数预测模型的过程可以借助统计学的方法。
统计学是一门研究收集、分析、解释和表示数据的学科。
在参数预测模型中，我们可以利用统计学的理论和方法，对数据进行分析和处理，得到模型的参数。
常用的统计学方法包括回归分析、时间序列分析等。
回归分析是一种常用的参数预测模型建立方法。
回归分析通过建立一个数学模型，描述因变量和自变量之间的关系。
在回归分析中，我们首先选择适当的自变量，并将其与因变量进行线性组合。
然后，采用最小二乘法等方法，对模型的参数进行估计。
最后，通过对模型进行验证，评估模型的准确性和可靠性。
时间序列分析是另一种常用的参数预测模型建立方法。
时间序列分析是对时间序列数据进行建模和预测的一种方法。
在时间序列分析中，我们首先对数据进行平稳性检验，确保数据中没有趋势和季节性等因素的影响。
然后，通过选择适当的时间序列模型，如ARMA模型、ARIMA模型等，对数据进行建模和预测。
最后，通过对模型进行验证，评估模型的准确性和可靠性。
在参数预测模型的验证过程中，我们通常采用交叉验证的方法。
交叉验证是一种将数据集分割为训练集和测试集的方法。
在建立预测模型时，我们使用训练集对模型进行参数估计和训练。
然后，使用测试集对模型进行验证和评估。
通过比较模型预测结果和实际观测值，我们可以评估模型的准确性和可靠性。
总之，参数预测模型的建立与验证是一项重要的任务。
可靠性基础知识
Yuntong Forever
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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
….
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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
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（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
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1.3 可用性
可用性（Availability）
第7-1软件可靠性分析
其中，f(t)为F(t)的函数密度，即：
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λ(t)Δt是在时间[0，t]内软件正常运行，在[t,t+Δt]内发生故障的条件概率， 可得：
f (t ) d d (t ) [ ln(1 f (t )] [ ln R(t )] 1 F (t ) dt dt
指数分布
Weibull分布
C1分布
帕雷多分布 Gamma分布 Y-O-O
Schick-wolverton
Littlewood 无限故障数模型 族
型
T1 Moranda Littlewood-Verrall Littlewood-Verrall Crow T2 T3 泊松分布 Mussa-Okumoto
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7.2.2 软件可靠性度量参数
软件可靠性R(t)可定义为：在给定条件下，在时间[0,t]内，软件无故障 运行的概率 若用T表示软件无故障运行的时间间隔，F(t)为T的累积分布函数，则 软件可靠性可表示为： R(t)=1-F(t) t≥0 故障率函数λ(t)为：
R(t ) R(t t ) f (t ) (t ) lim t 0 tR(t ) R(t )
第7章
软件可靠性分析与设计
第一部分 软件可靠性度量与测试
1
§7.1 引言
7.1.1
软件可靠性工程及软件可靠性
软件可靠性工程
应用统计技术，处理在软件开发过程中或 （和）运行期间所采集的失效数据，以便详细说 明并预计、估计和评价软件的可靠性 研究内容包括软件可靠性的基本概念和定义、 软件可靠性指标体系、可靠性建模、可靠性设计 技术、测试技术和管理技术等
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可靠性建模方法
可靠性框图、网络可靠性模型 故障树模型、事件树模型 马尔科夫模型、Petri网模型、GO图模型 19
可靠性模型建立
可靠性框图模型
定义：为预计或估算产品的可靠性而建立的可靠性方框图和数学 模型 组成：代表产品或功能的方框、逻辑关系和连线、节点组成
节点：分为输入节点、输出节点和中间节点 输入节点：系统功能流程的起点 输出节点：系统功能流程的终点 连线：有向、无向，反映系统功能流程的方向，无向意即双向
一般根据产品规定性能参数和允许极限来来确定结构随时间变化 与使用环境、任务要求密切相关
任务
建立基本可靠性模型时，系统在运行过程中不产生非计划的维修及保障要求 多任务、多功能系统：明确分析的任务是什么，对任务完成来说涉及系统哪 些功能，哪些功能是必要的
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可靠性模型建立
典型可靠性模型
可靠性模型分类
非贮备模型：串联模型 工作贮备模型：并联模型、表决模型、桥联模型 非工作贮备模型：旁联模型
串联系统可靠度表达式
RS = ∏ Ri
i =1 m
并联系统可靠度表达式
R P = 1 − ∏ (1 − Ri )
i =1
m
串并联系统可靠度表达式 R PS
= 1 − ∏ (1 − ∏ Rij )
j =1 i =1
n m
m
n
并串联系统可靠度表达式
RSP = ∏ [1 − ∏ (1 − Rij )]
j =1 i =1
规定条件：环境条件，工作条件 规定时间：规定的产品任务时间 规定功能：必须具备的功能及其技术指标
故障及其分类
故障：产品或者产品的一部分不能或将不能完成预定功能的事件或状态 故障分类：偶然故障，渐变故障；致命故障，非致命故障；独立故障，从属 故障；间歇故障，永久故障 比较：故障-失效；渐变故障-漂移故障 4
TBF TBF +TTR
定义：使用可靠性参数和合同可靠性参数之间可以相互转换 eg：如上篇 阶段性 含义：可靠性指标随着产品研制阶段的推进而增加 eg.：目标值转换为规定值，是产品的设计目标和可靠性设计依据，明确了可 靠性目标；门限值转换为最低可接受值，是研制阶段必须达到的考核验证目标， 17 是转阶段判据之一，是必须满足的可靠性门槛条件
虚单元：把一些相互独立的单元组合在一起，构成一个虚拟单元， 达到简化可靠性框图模型的目的。
充要条件：虚单元内外相互统计独立，虚单元内所有单元之间的关系不能仅 用串联、并联及桥联模型描述；仅能有一个逻辑入口和出口
不含桥联系统任务可靠性模型：划分虚单元之后是一个简单的串、 并联组合模型 含桥联系统任务可靠性模型：划分虚单元之后是一个串、并联和 桥联的组合模型，即网络模型
( 1 故障密度函数 F ( t ) = rNt ) = ∫ N 1 dr ( t ) f (t ) = 令
t 0 0 0
dr ( t ) dt dt
N 0 t dt 则有 F ( t ) = ∫ f ( t )dt
0
可靠度函数与累积故障分布函数的性质
R (t )
取值范围 单调性 对偶性 [0,1] 非增函数
n
RS = e
−λt
(1 +
RD λ t )
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可靠性模型建立
典型可靠性模型
桥联系统：可靠性模型逻辑描述中出现了电路中桥式结构逻辑关 系，其数学模型较为复杂，不能建立通用的表达式 网络模型：从抽象的角度看，网络就是一个图，由一些节点及连 接节点的弧组成，应用图论理论进行分析
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可靠性模型建立
不可修系统可靠性模型
f (t ) = − dR ( t ) dt
由于
所以
λ ( t ) dt = −
t
−dR ( t ) R (t )
t o
∫ λ ( t )dt = − ln R ( t )
0
t
R (t ) = e
− λ ( t )d ( t )
∫
0
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可靠性基本概念
产品的寿命特征
可靠寿命 使用寿命 首次翻修期限（首翻期） 翻修间隔期限 总寿命 贮存期限
T 常见：任务可靠度、BCF 、 PMC
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可靠性参数体系
可靠性参数分类：从反映目标角度
战备完好性参数 定义：军事单位接到命令时，实施作战计划的能力 常见： TBF
TBM TMFHBF
任务成功性参数 定义：在给定初始可用性下，在规定任务面内任意时刻工作和完成规定功能 的能力
P 常见： MC TBCF
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可靠性模型建立
基本可靠性模型和任务可靠性模型
正确区分系统原理图、功能框图、功能流程图和可靠性框图 正确建立系统基本可靠性模型和任务可靠性模型
基本可靠性模型：估计产品及其组成单元可能发生的故障引起的维修及保障 要求，全串联模型 任务可靠性模型：估计产品在执行任务过程中完成规定功能的概率，描述完 成任务过程中产品各单元的预定作用并度量工作有效性
包含：工作状态、维修方案、工作时间与顺序、环境时间与顺序、任务成功 或致命故障定义 产品指标论证时就应提出 5
可靠性基本概念
可靠度函数、累积故障分布函数及故障密度函数
可靠度：产品在规定时间内和规定的条件下，完成规定功能概率 可靠度函数
时间函数： R ( t ) = P (ξ > t ) 定义：R ( t ) =
平均故障间隔时间与故障率
平均维修间隔时间与平均故障间隔时间
使用参数=K × (TBF ) TBF / TBR = K
α
K 环境系数，α 复杂性系数
平均拆卸间隔时间与平均故障间隔时间 16
可靠性参数体系
可靠性参数指标特点
综合性 含义：某些可靠性参数是其他可靠性、维修性参数的综合表示 eg.： Ai = 相关性
维修人力费用参数 定义：需要维修人力的频度和多少 常见： TBF
TBM TMFHBF TTR
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可靠性参数体系
可靠性参数分类：从反映目标角度
保障资源费用参数 定义：对备件、维修工具、维修设备的要求 常见： TBR
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可靠性参数体系
可靠性参数分类：使用参数、合同参数
使用参数 含义：系统及其保障因素在计划的使用和保障环境中的可靠性要求，从最终 用户的角度评价产品可靠性水平，采用使用可靠性值 常见： MFHBF MCSP 合同参数 定义：合同中使用的易于考核度量的可靠性要求，从产品制造方的角度评价 产品可靠性水平,采用固有可靠性值 常见： MTBF MTBCF
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可靠性模型建立
系统功能分析
功能分解与分类
得到系统功能层次结构，分析功能接口是建立可靠性模型的重要一步；对系 统功能进行整理，理清基本功能和必要功能，为后工作奠定基础
功能框图与功能流程图
描述较低层次功能间接口与关联关系 功能框图：在对系统各层次功能进行静态分组的基础上，描述系统功能和子 功能之间的相互关系，以及系统的数据流程和系统内部接口 功能流程图：表明所有功能间的顺序关系，动态时序相关性
F (t )
[0,1] 非减函数
1 − F (t )
1 − R (t )
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可靠性基本概念
故障率与浴盆曲线
故障率：工作到某时刻尚未发生故障的产品，在该时刻后单位时 间内发生故障的概率
λ 表示： ( t ) = N ( t ) dt S ∆r ( t ) λ (t ) = 工程计算： N ( t ) ∆t
主要内容
第一部分：可靠性基本概念 第二部分：可靠性参数体系 第三部分：可靠性模型建立
1
主要内容
第一部分：可靠性基本概念
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可靠性基本概念
现代质量观念与设计思想转变
现代质量观念：质量包含性能特性、专门特性、经济性、时间性、 适应性
专门特性：可靠性、安全性、维修性、保障性、测试性
设计思想转变：从追求性能特性，到兼顾专门特性，在有限资 源约束下进行性能特性与专门特性的优化平衡
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可靠性模型建立
典型可靠性模型
表决系统：n 个单元及一个表决器组成的表决系统，当表决器 正常时，正常的单元数不小于 r ，系统就不会故障，这样的系统 称为表决系统，是工作贮备模型的一种形式。
Rs ( t ) = Rm ∑ C R ( t ) (1 − R ( t ) )
i=r i n i
1 2 3
可靠性基本概念
寿命剖面与任务剖面
寿命剖面：产品从制造到寿命终结或退出使用这段时间内所经历 的全部事件和环境的时序描述
关键因素：事件、事件顺序、持续时间、环境和工作方式 包含一个或多个任务剖面，分为后勤和使用两个阶段 产品指标论证时就应提出
任务剖面：产品在规定任务这段时间内所经历的事件和环境的 时序描述
主要内容
第三部分：可靠性模型建立
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可靠性模型建立
概述
系统是由相互作用和相互依赖的若干单元结合成的具有特定功能 的有机整体 系统的各种特性可以采用多种模型加以描述
原理图：反映系统及其组成单元之间物理上的连接与组成关系 功能框图及功能流程图：反映系统及其组成单元之间功能关系 可靠性模型：反映系统及其组成单元之间故障逻辑关系
优化平衡核心：效能、寿命周期费用两个概念权衡 E = A • D • C 效能：可用性、可信性、固有能力的综合反应 寿命周期费用：获取并维持系统运营所花费的总费用 三个延伸：性能向效能延伸，采购费用向寿命周期费用延伸，权衡对象延伸 3
可靠性基本概念
可靠性及故障
可靠性：产品在规定条件下规定时间内，完成规定功能的能力
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主要内容
第二部分：可靠性参数体系
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可靠性参数体系
可靠性参数分类：从完成规定功能和减少用户费用角度
基本可靠性参数 定义：产品在规定条件下，无故障的持续时间或概率 含义：反映产品对维修人力费用和后勤保障资源的要求 要点：统计所有寿命单位和所有故障