可靠性、可用性、失效率基础
可靠性和可用性区别简介
可靠性和可用性区别简介可用性(Availability)是关于系统可供使用时间的描述,以丢失的时间为驱动(Be Driven By Lost Time)。
可靠性(Reliability)是关于系统无失效时间间隔的描述,以发生的失效个数为驱动(Be Driven By Number of Failure)。
两者都用百分数的形式来表示。
在一般情况下,可用性不等于可靠性,只有在没有宕机和失效发生的理想状态下,两者才是一样的。
1可用性可用性最简单的表示形式是:A = Uptime / ( Uptime + Downtime )如果我们要讨论一年的可用性,公式的分母就必须至少是8760小时。
固有可用性从设计的角度来看待可用性:A i = MTBF / ( MTBF + MTTR )MTBF,mean time between failureMTTR,mean time to repair或者A i = MTTF / ( MTTF + MTTR )MTTF,mean time to failMTTR,mean time to replace从上述公式可以看出。
如果平均失效间隔时间(MTBF,mean time between failure)或平均失效前时间(MTTF,mean time to fail)远大于平均修复时间(MTTR,mean time to repair)或者平均恢复时间(MTTR,mean time to replace),那么可用性将很高。
同样的,如果平均修复时间或平均恢复时间很小,那么可用性将很高。
如果可靠性下降(比如MTTF变小),那么就需要提高可维护性(比如减小MTTR)才能达到同样的可用性。
当然对于一定的可用性,可靠性增长了,可维护性也就不是那么重要了。
所以我们可以在可靠性和可维护性之间做出平衡,来达到同样的可用性,但是这两个约束条件必须同步改进。
如果系统操作中没有人为疏忽的发生,A i是我们可以观察到的最大的可用性了。
产品可靠性与可用性分析
产品可靠性与可用性分析产品可靠性与可用性是衡量产品质量的重要指标。
可靠性关注产品运行过程中的故障率、维修时间等指标,而可用性则着眼于产品在实际使用中的效率和易用性。
本文将对产品的可靠性与可用性进行分析,以供相关领域的研究者和从业者参考。
一、可靠性分析可靠性是指产品在规定条件下,在一定时间内完成规定功能的能力。
在对产品可靠性进行分析时,可以采用故障率、失效率、平均故障间隔时间等指标来评估产品的可靠性水平。
1. 故障率分析故障率是指在单位时间内产品出现故障的概率。
一般来说,故障率越低,产品的可靠性就越高。
为了准确评估产品的故障率,可以通过大量的历史数据和实验数据进行统计分析。
通过分析故障率的变化趋势,可以预测产品在不同时间段内的可靠性变化。
2. 失效率分析失效率是指在产品正常使用期内,单位时间内产品失效的概率。
失效率与产品的可靠性密切相关,失效率越低,产品的可靠性就越高。
失效率分析可以通过对产品失效原因的统计和分析,找出影响产品可靠性的主要因素,并采取相应的措施进行改进。
3. 平均故障间隔时间分析平均故障间隔时间是指在产品正常使用情况下,连续两次故障之间的时间间隔的平均值。
通过分析平均故障间隔时间,可以评估产品的整体可靠性水平。
较长的平均故障间隔时间表明产品故障频率较低,可靠性较高。
二、可用性分析可用性是指产品在实际使用中能够方便、高效地完成用户需求的程度。
在产品的可用性分析中,可以考虑用户体验、系统响应时间、错误处理机制等因素来评估产品的可用性。
1. 用户体验分析用户体验是衡量产品可用性的重要指标之一。
产品应该能够提供简洁、直观、符合用户习惯的操作界面,使用户能够快速上手并高效地完成任务。
通过用户调研、用户测试等方法,可以了解用户对产品的满意度和改进建议,从而提升产品的可用性。
2. 系统响应时间分析系统响应时间是指用户发出请求后,系统给出反馈的时间间隔。
优秀的产品应该能够在较短的时间内响应用户的请求,以提高用户的工作效率和满意度。
可靠性基础知识
可靠性基础知识研究可靠性的意义对于产品来说, 可靠性问题和人身安全, 经济效益密切相关 . 因此, 研究产品的可靠性问题, 显得十分重要 . 非常迫切 .1) 提高产品可靠性, 可以防止故障和事故障的发生, 尤其是避免灾难性的事故发生 .86 年1 月28 日, 美航天飞机” 挑战者号” 由于 1 个密封圈失效, 起飞76S 后爆炸, 其中7 名宇航员丧生, 造成12 亿美元的经济损失;92 年我国发射” 澳星号” 时由于一个小小零件的故障, 发射失败, 造成了巨大的经济损失和政治影响到 .2) 提高产品的可靠性, 能使产品总的费用降低 . 提高产品的可靠性, 首先要增加费用, 如选用好的元器件, 研制部分冗余功能的电路及进行可靠性设计、分析、实验,这些都需要经费。
然而,产品可靠性的提高使得维修费及停机检查损失费大大减小,使总费用降低。
3 )提高产品的可靠性,可以减少停机时间,提高产品可用率,一台设备可顶几台用,可以发挥几倍的效益。
美国GE 公司经过分析认为,对于发电、冶金、矿山、运输等连续作业的设备,即使可靠性提高1% ,成本提高10% 也是合算的。
4 )对于公司来讲,提高产品的可靠性,可以改善公司信誉,增强竞争力,扩大市场份额,从而提高经济效益。
一般所说的“ 可靠性” 指的是“ 可信赖的” 或“ 可信任的” 。
我们说一个人是可靠的,就是说这个人是说得到做得到的人,而一个不可靠的人是一个不一定能说得到做得到的人,是否能做到要取决于这个人的意志、才能和机会。
同样,一台仪器设备,当人们要求它工作时,它就能工作,则说它是可靠的;而当人们要求它工作时,它有时工作,有时不工作,则称它是不可靠的。
根据国家标准的规定,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。
我国的可靠性工作起步较晚,20 世纪70 年代才开始在电子工业和航空工业中初步形成可靠性研究体系,并将其应用于军工产品。
可靠性理论基础知识
可靠性理论基础知识可靠性理论基础知识1.可靠性定义我国军用标准GIB 451A-2005《可靠性维修性保障性术语》中,可靠性定义为:产品在规定的条件下,规定的时间内,完成规定功能的能力。
“规定条件”包括使用时的环境条件和工作条件。
“规定时间”是指产品规定了的任务时间。
“规定功能”是指产品规定了的必须具备的功能及其技术指标。
可靠性的评价可以使用概率指标或时间指标,这些指标有:可靠度、失效率、平均无故障工作时间、平均失效前时间、有效度等。
典型的失效率曲线是浴盆曲线,其分为三个阶段:早期失效期、偶然失效期、耗损失效期。
早期失效期的失效率为递减形式,即新产品失效率很高,但经过磨合期,失效率会迅速下降。
偶然失效期的失效率为一个平稳值,意味着产品进入了一个稳定的使用期。
耗损失效期的失效率为递增形式,即产品进入老年期,失效率呈递增状态,产品需要更新。
1.1可靠性参数1、失效概率密度和失效分布函数失效分布函数就是寿命的分布函数,也称为不可靠度,记为)(t F 。
它是产品或系统在规定的条件下和规定的时间内失效的概率,通常表示为)()(t T P t F ≤=失效概率密度是累积失效概率对时间t 的倒数,记为f(t)。
它是产品在包含t 的单位时间内发生失效的概率,可表示为)()()('t F dtt dF t f ==。
2、可靠度可靠度是指产品或系统在规定的条件下,规定的时间内,完成规定功能的概率。
可靠度是时间的函数,可靠度是可靠性的定量指标。
可靠度是时间的函数,记为)(t R 。
通常表示为?∞=-=>=t dt t f t F t T P t R )()(1)()(式中t 为规定的时间,T 表示产品寿命。
3、失效率已工作到时刻t 的产品,在时刻t 后单位时间内发生失效的概率成为该产品时刻t 的失效率函数,简称失效率,记为)(t λ。
)(1)()()()()()(''t F t F t R t F t R t f t -===λ。
信息安全工程师考点—计算机设备安全
希赛网软考频道小编为大家整理了信息安全工程师考点—计算机设备安全,希望对在备考信息安全工程师的考生有所帮助。
考点1、计算机设备安全【考法分析】本考点主要是对计算机设备安全的考查。
【要点分析】1.一般认为,计算机安全的定义,要包括计算机试题及其信息的完整性,机密性,抗否认性,可用性,可审计性,可靠性等几个关键因数;机密性:保证信息部被非授权访问;完整性:维护信息和试题的人为或非人为的非授权篡改;抗否认性:指保障用户无法再时候否认曾经对信息进行的生成,签发,接受等行为;可用性:授权用户根据需要可以随时访问所需信息;可审计性:保证计算机信息系统所处理的信息的完整性,准确性和可靠性,防止有意或无意地出现错误,乃至防止和发现计算机犯罪案件,除了采用其他安全措施之外,利用对计算机信息系统的审计的方法。
利用审计跟踪的工具,可以记录用户的活动;审计跟踪可以监控和扑捉各种安全事件;审计跟踪的另一个主要功能是保存,维护和管理审计日志。
可靠性:指计算机在规定的条件下和给定的时间内完成预定功能的概率;所谓“失效率”是指计算机在某一瞬间失效元件数与元件总数的比率。
影响计算机可靠性的因数有内因和外因两个方面:内因:机器本身的因数外因:指环境条件对系统可靠性,稳定性和维护水平的影响一般认为,在系统的可靠性工程中,元器件是基础,设计是关键,环境是保证。
除了保证系统的正常工作条件及正确使用和维护外,还要采取容错技术和故障诊断技术。
容错技术:指用增加冗余资源的方法来掩盖故障造成的影响;故障诊断技术:通过检测和排除系统元器件或线路故障。
2.由于计算机系统本身的脆弱性以及硬件和软件的开放性,加之缺乏完善的安全措施,容易给犯罪分子以可乘之机。
3.计算机系统安全涉及到许多学科,因此它是一个综合性很强的问题。
要想解决和计算机系统的安全,就必须首先从计算机的系统结构和基础出发,从计算机硬件环境出发,找到一条合理地解决问题的道路。
4.计算机系统安全是指:为了保证计算机信息系统安全可靠运行,确保计算机信息系统在对信息进行采集,处理,传输,存储过程中,不致收到人为(包括未授权使用计算机资源的人)或自然因数的危害,而使信息丢失,泄露或破坏,对计算机设备,设施(包括机房建筑,供电,空调等),环境人员等采取适当的安全措施。
1.7系统可靠性基础
1.7系统可靠性基础考什么?一、基本概念(1)系统的可靠性:从它开始运行(t=0)到某时刻t这段时间内能正常运行的概率,用R(t)表示。
(2)失效率:单位时间内失效的元件数与元件总数的比例,通常用λ表示。
当λ为常数时,可靠性与失效率的关系为:R(t)=e-λt。
(3)平均无故障时间(MTBF):两次故障之间系统能正常工作的时间的平均值。
它与失效率的关系为:MTBF=1/λ。
(4)平均失效前时间(MTTF):从故障发生到机器修复平均所需要的时间。
而通常用平均修复时间(MTTR)来表示计算机的可维修性,即计算机的维修效率。
(5)可用性:计算机的使用效率,它以系统在执行任务的任意时刻能正常工作的概率A来表示:A=MTBF/(MTBF+MTTF)。
二、系统可靠性模型(1)串联系统:假设一个系统由N个子系统组成,当且仅当所有的子系统都能正常工作时,系统才能正常工作,如图1-6(a)所示。
(2)并联系统:假如一个系统由N个子系统组成,只要有一个子系统正常工作,系统就能正常工作,如图1-6(b)所示。
(3)N模冗余系统:由N个(N=2n+1)相同的逻辑线路和一个表决器组成,只要有n+1个或n+1个以上能正常工作,系统就能正常工作,输出正确的结果,如图1-6(c)所示。
各系统的可靠性和失效率的计算公式如表1-3所示。
表1-3 系统的可靠性和失效率的计算公式注:是从N个元素中选i个元素的组合数,值为当N=3时,怎么考【试题1-30】 2007年11月真题1若某计算机系统由两个部件串联构成,其中一个部件的失效率为7×10-6/小时。
若不考虑其他因素的影响,并要求计算机系统的平均故障间隔时间为105小时,则另一个部件的失效率应为(1) /小时。
解析:平均无故障时间与失效率的关系为:MTBF=1/λ,则计算机系统的总失效率为系统平均故障间隔时间的倒数,即小时。
对于串联系统,计算机系统的总失效率为各部件失效率的和。
第五章 可靠性基础知识(1)可靠性的基本概念及常用度量
第五章可靠性基础知识第五章可靠性基础知识【考试趋势】单选3-4题,多选4-5题,综合分析1题。
考查方式以理解题和计算题为主。
总分值25-35分。
总分170分。
【大纲考点】基本脉络:可靠性概念——测量——模型——分析——试验——管理。
一、可靠性的基本概念及常用度量1.掌握可靠性、维修性与故障(失效)的概念与定义(重点)2.熟悉保障性、可用性与可信性的概念(难点)3.掌握可靠性的主要度量参数(难点)4.熟悉浴盆曲线(重点)5.了解产品质量与可靠性的关系二、基本的可靠性维修性设计与分析技术1.了解可靠性设计的基本内容和主要方法2.熟悉可靠性模型及串并联模型的计算(重点)3.熟悉可靠性预计和可靠性分配(难点)4.熟悉故障模式影响及危害性分析(重点)(难点)5.了解故障树分析(重点)6.熟悉维修性设计与分析的基本方法;三、可靠性试验三、可靠性试验1.掌握环境应力筛选(重点)2.了解可靠增长试验和加速寿命试验(重点)3.手续可靠性测定试验(难点)4.了解可靠性鉴定试验四、可信性管理1.掌握可信性管理基本原则与可信性管理方法(难点)2.了解故障报告分析及纠正措施系统(重点)3.了解可信性评审作用和方法第一节可靠性的基本概念及常用度量【考点解读】第一节可靠性的基本概念及常用度量学习目标要求:1、掌握可靠性、维修性与故障的概念与定义2、熟悉保障性、可用性及可信性的概念3、掌握可靠性的主要度量参数4、了解浴盆曲线5、了解产品质量与可靠性关系基本脉络是:可靠性——不可靠(故障)——可靠度——可靠度函数——常用指标——模型——地位意义(与质量的关系)典型考题典型考题:单选题22、下述设计方法中不属于可靠性设计的方法是()。
a、使用合格的部件b、使用连续设计c、故障模式影响分析d、降额设计23、产品使用寿命与()有关。
a、早期故障率b、规定故障率c、耗损故障率d、产品保修率一、故障(失效)及其分类一、故障(失效)及其分类1、故障定义: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称为故障。
可靠性计算公式大全
2. 故障率(Fault rate):故障率是指系统发生故障的频率,与失效率类似。故障率的计算公式如下:
R=(累计故障数)/(总的运行时间)
3.平均无故障时间(MTBF):平均无故障时间是指在正常使用条件下系统或者组件连续运行的平均时间,MTBF越大表示系统越可靠。MTBF的计算公式如下:
可靠性计算公式大全
可靠性是指系统、产品或者服务在一定时间范围内能够正常工作,不发生故障或者故障发生的概率较低的能力。在工程领域,可靠性是非常重要的指标之一,可以通过可靠性计算公式来评估和预测系统的可靠性。下面是一些常用的可靠性计算公式:
1. 失效率(Failure Rate):失效率是指在单位时间内系统或者组件发生故障的概率,通常用λ表示。失效率的计算公式如下:
F=(故障次数)/(总的运行时间或者使用次数)
7. 出故期望数(Expected Number of Failures):出故期望数是指在系统的寿命中预期会发生的故障数。
E=λ*T
其中,λ为失效率,T为系统的寿命。
8. 生存概率(Survival Probability):生存概率是指在一定时间内系统或者组件正常工作的概率。生存概率的计算公式如下:
P=e^(-λt)
其中,e为自然对数的底数,λ为失效率,t为时间。
以上是一些常用的可靠性计算公式,不同的系统和产品可能会有不同的计算公式适用,根据具体情况选择适合的公式进行计算,以评估和预测系统的可靠性。
5.故障间隔时间(MTTF):故障间隔时间是指系统连续工作的平均时间,即从一次故障修复完毕到下一次故障发生之间的时间间隔。MTTF的计算公式如下:
MTTF=(总的运行时间)/(故障次数)
可靠性基础理论
有效性 availability-可以维修的产品在某时刻 具有或维持规定功能的能力。
耐久性 durability-产品在规定的使用和维修条 件下,达到某种技术或经济指标极限时,完 成规定功能的能力。
失效(故障) failure-产品丧失规定的功能。 对可修复产品通常也称故障。
失效模式 failure mode-失效的表现形式。
品寿命单位总数与该产品计划和非计划维修时间总 数之比)。
任务可靠性的定义:“产品在规定的任务剖面内完 成规定功能的能力”。它反映了产品的执行任务成 功的概率,它只统计危及任务成功的致命故障。常 见的任务可靠性参数有任务可靠性,MCSP (Mission Completion Success Probability,完成任 务的成功概率,其度量方法为:在规定的条件下和 规定的时间内系统完成规定任务的概率),MTBCF (Mission Time Between Critical Failure,致命故障 间的任务时间,其度量方法为:在规定的一系列任 务剖面中,产品任务总时间与致命性故障数之比) 等。
任何产品只要有可靠性要求就必须有故障判 据。故障判据需要根据下面的依据进行确定。 1)研制任务书;2)技术要求说明书;3)由 可靠性人员制定。
(2)可靠度
可靠度就是在规定的时间内和规定的条件下 系统完成规定功能的成功概率。一般记为R。 它是时间的函数,故也记为 R(t),称为可靠性 函数。
如果用随机变量 t 表示产品从开始工作到发生 失效或故障的时间,其概率密度为 f(t) 如下图 所示:
② 偶然失效期,也称随机失效期 (Random Failures) 。失效率曲线为恒定型,即t0到t1间 的失效率近似为常数。失效主要由非预期的
过载、误操作、意外的天灾以及一些尚不清
2.可靠性的基本概念及数量特征
可靠性特征量
10
Industry leader in carbownwnwa.nnoatnuboecsy-l.0c1o|0m7
可靠性特征量
• 变化规律:
Industry leader in carbownwnwa.nnoatnuboecsy-l.0c1o|0m7
可靠性特征量
• 按定义:观测值t内(平 均失效率):
(t) 1 • n(t t) n(t)
N n(t)
t
瞬时失效率(或简称失
效率):
(t
)
lim
t 0
(t)
lim
t 0
n(t t) n(t)
N n(t)t
Industry leader in carbownwnwa.nnoatnuboecsy-l.0c1o|0m7
可靠性特征量
•
故:F (t)
t
f (t)dt
0
t
R(t) 1 F (t) 1 0 f (t)dt t f (t)dt
f(t)
F(t )
R(t)
t
t’
Industry leader in carbownwnwa.nnoatnuboecsy-l.0c1o|0m7
Time
Between
Failures)
t 1 N ni
MTBF
N
ij
n i1 j1 i
i 1
Industry leader in carbownwnwa.nnoatnuboecsy-l.0c1o|0m7
可靠性特征量
• ni:第i个测试产品的故障次数 tij:第i个产品的第j-1次到第j次故障的时间 上述MTTF与MTBF本质上是一样的,因此 统称为平均寿命,用θ 表示
可靠性分析与可靠性设计方法
可靠性分析与可靠性设计方法可靠性是指一个系统或者产品在规定条件下正常使用时能够保持期望的性能和效果的能力。
在实际的生产和使用中,可靠性是非常重要的,一旦可靠性没有得到保证,就会带来重大的经济损失和安全风险。
因此,可靠性分析和可靠性设计是非常重要的。
本文将展开讨论这两个方面的相关内容,希望能够对大家有所启发。
一、可靠性分析1.1 可靠性指标可靠性指标一般包括故障率、失效率、可用性等。
其中,故障率指的是单位时间内发生故障次数的频率,失效率是指已经运行的设备在接下来一段时间内发生故障的可能性,而可用性指的是设备在规定时间内工作正常的百分比。
这些指标的计算可以帮助我们了解一个系统的可靠性情况,根据结果指导是否需要进行维修或替换。
1.2 可靠性分析方法可靠性分析方法一般分为定性分析和定量分析。
其中,定性分析主要是使用经验分析和专家经验的方法来分析故障原因和可能性,其优点在于实施简单、投入少,但是一般只适用于简单的情况。
定量分析则是使用数学模型来进行可靠性计算,以便更精确地分析和预测设备或系统的可靠性。
定量分析方法包括故障树分析、失效模式及影响分析、可靠性块图法等。
这些方法都有特定的适用范围和优缺点,需要根据具体的情况选择适当的方法。
1.3 可靠性分析应用可靠性分析的应用范围非常广泛。
例如,在飞机、火车、汽车等交通工具的设计中,可靠性分析可以保证其安全性和可靠性。
在医疗设备的设计中,可靠性分析可以确保其能够安全可靠地为病人服务。
在核电站、石油化工等高危行业的实践中,可靠性分析可以保证设备或系统的安全性和可靠性,避免发生意外。
二、可靠性设计2.1 可靠性设计理念可靠性设计是指在产品或系统设计过程中考虑到可靠性因素,通过一系列的设计方法和技术来确保其可靠性。
可靠性设计理念包括“不出错设计”、“设计容错能力”、“设计多元备选”等。
不出错设计是指从源头上预防问题的发生,通过加强设计前的验证和测试等方式,杜绝设计缺陷。
系统工程之系统可靠性理论与工程实践讲义
系统工程之系统可靠性理论与工程实践讲义系统可靠性是系统工程中的重要概念,它是指系统在特定条件下保持正常运行的能力。
在实际工程中,系统可靠性的理论和工程实践是不可或缺的。
本讲义将介绍系统可靠性的基本理论和实践方法,并结合实例介绍如何应用于实际工程中。
一、系统可靠性的基本理论1. 可靠性概念可靠性是指系统在规定时间和规定使用条件下能够完成规定功能的概率。
可靠性可以用失效概率(failure probability)来度量,即系统在规定时间内失效的概率。
2. 失效模式与失效率失效模式是指系统失效的原因和方式,常见的失效模式有硬件失效、软件失效和人为失误等。
失效率是系统失效的频率,可以用失效率函数(failure rate function)表示,常用的失效率函数有指数分布、伽马分布和韦伯分布等。
3. 可靠性评估指标评估系统可靠性常用的指标有可用性和维护性。
可用性是指系统在规定时间内处于正常工作状态的时间比例。
维护性是指系统出现故障后恢复正常工作所需的时间。
4. 可靠性增长和可靠性增长率可靠性增长是指系统在运行一段时间后逐渐提高其可靠性。
可靠性增长可以通过故障数据进行可靠性增长率的计算,可靠性增长率是指单位时间内系统可靠性增加的速率。
二、系统可靠性的工程实践方法1. 可靠性要求的确定在系统设计初期,需要明确系统的可靠性要求。
可靠性要求的确定需要考虑系统的功能、使用条件和用户要求等因素,并依据相关标准和规范进行确定。
2. 可靠性设计的考虑在系统设计过程中,需要考虑如何增强系统的可靠性。
可靠性设计的主要方法有冗余设计、容错设计和检测与诊断设计。
冗余设计是指在系统中增加冗余部件来增加系统的可靠性。
容错设计是指设计系统能够自动检测和纠正错误的能力。
检测与诊断设计是指设计系统能够及时检测故障并对故障进行诊断。
3. 可靠性测试与验证在系统开发过程中,需要进行可靠性测试与验证。
可靠性测试是指通过实际测试来验证系统的可靠性,并对系统进行改进。
可靠性基础专题培训
③软件错误旳传染性。任一软件缺陷,只要未被 排除,一直存在于该软件中,一旦暴露,处理 过程就将产生错误,而这种错误往往是变化旳。
例如,因为某一处错误处理,使某个处理变量 C 旳值与要求不合,当变量C 继续参加运营时 会引起处理过程中旳其他错误。故此类错误是 具有“传染性”旳。假如错误不被纠正,可能 这种错误就一直存在以至继续“传染”,直到
常用旳软件可靠性参数有下列某些。 ①系统平均不工作间隔时间(MTBSD) 设V T 为软件正常工作总时间,d 为软件系统因
为软件故障而停止工作旳次数,则定义
式中: T BSD ——系统平均不工作间隔时间(MTBSD)。
②系统不工作次数(一定时期内) 因为软件故障停止工作,必须由操作者 介入再起动才干继续工作旳次数。
第一种可靠性模型所做旳假设是:
①在两次错误出现之间旳调试时间随错误 出现率呈现指数分布,而错误出现率和 剩余错误数成正比;
②每个错误一经发觉,立即排除,并使错 误总数减1;
③产生错误旳速率是个常数。
对软件来说,上面假设旳合理性可能还 有问题,例如,纠正一种错误旳同步可 能不小心而引入另某些错误,这么第② 个假设将不成立。
储存条件:运送,保管等
要求旳时间
指产品旳生命周期(如互换机寿命23年,手 机寿命5年,手机划盖工作寿命6万次,汽车 寿命30万公里等)
要求旳功能
指产品原则或产品技术条件中所要求旳各项 技 术性能(技术指标)。
对产品而言,可靠性越高就越好。可靠 性高旳产品,能够长时间正常工作(这 正是全部消费者需要得到旳);从专业 术语上来说,就是产品旳可靠性越高, 产品能够无故障工作旳时间就越长。
件缺陷一般有下列特征:
①软件缺陷旳固有性。软件一旦有缺陷,它将潜 伏在软件中,直到它被发觉和改正。
可靠性概述
可靠性概述一、质量:能及结构、工艺、外观等)(用寿命特征衡量)(用失效率衡量)(用有效度衡量)能力(用可靠度衡量)、使用费用、维修费用来衡量)指标二、可靠性:1. 定义: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。
规定条件:使用条件、维护条件、环境条件、贮存条件、工作方式等。
规定的时间:产品可靠性的核心(可以以周期、动作次数、里程等单位代替)规定的功能:一般指产品的性能指标可靠性可针对产品全部功能的综合,也可针对某一具体性能,必须合理地、科学地给出失效判据或故障判据。
2. 可靠性是产品长期试验和统计推断的结果,其数值系指一批产品的总体而言,而不是针对单个产品。
3. 可靠性的数量指标:为特征量,其真值是理论上的数据,实际上难知,可靠性理论研究和具体估算时,可靠性特征量数值与所能利用的数据,数据处理方法以及某些假定有关。
4. 可靠性是一个与许多因素有关的综合性质是指标,它与设计、生产、使用维修等各阶段的是皆有密切的关系。
三、可靠性任务1. 根据可靠性定义内容,对产品可靠性提出明确的量化要求1) 明确“完成规定功能”的含义,准确地制订“完成规定功能”的标准,同时对产品故障(失效)判据作出说明。
2) 时间研究:时间t 与寿命的统计分析(从元件到系统)。
3) 规定的条件:环境条件和工作条件,通过可靠性试验并对试验结果进行统计分析而确定的。
2. 寻求提高可靠性的途径1) 通过筛选排除不合格的元器件和工艺材料等缺陷2) 通过改进设计而达到功能的增长3) 降低系统的复杂程度。
4) 提高元器件、零部件的可靠性。
5) 加强管理,尽可能减少人为差错,6) 可用储备系统,一个或多个储备部件并联工作,一个部件失效,仍能正常工作。
7)减额使用。
a)及时定期地替换快到耗损期的元器件或部件。
3.在满足规定可靠性的前提下,尽量降低产品的重量、体积和费用。
四、与经济性的关系可靠性的提高,必然会影响产品的重量、体积、研制周期和经费二、理论基础(主要数量特征)一、主要数量特征作用:1)对各种产品的可靠性提出明确的统一要求2)设计、制造产品时,利用数学方法,计算和预计它们的可靠性3)在产品制造出来后,可以按一定的试验方法,通过这些数量特征,来定量地评定它们的可靠性4)可以准确地对产品的可靠性水平进行定量的比较二、数量特征I.可靠度函数R(t)1)表示一批产品在规定的时间内完成规定动能的产品数占产品总数的比例。
可靠性基础知识介绍
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
28344 800~来自2003771
5 1200~1600 23
94
6 1600~2000 9
103
7 2000~2400 5
382
=
=4.33/h
3
平均修复时间MTTR,是度量产品维修性的重 要指标。
8、贮存寿命 产品在规定条件下存储时,仍能满足规定质量 要求的时间长度,称为贮存寿命。产品出厂后 即使不工作,在规定的条件下存贮,产品也有 一个非工作状态的偶然故障率,非工作的偶然 故障率比工作故障率小的多,但贮存产品的可 靠性也在不断下降,因此,储存寿命是度量产 品存储可靠性的一个不可忽视的度量参数。
=1000+1500+2000+2200+2300 5
=1800h
λ(t)= 1 = 1 =0.00056/h
MTTF 1800
R(t)
e= 0.000561800 = e1
例:有100个不可修复的电子产品进行试验, 在500小时内,3个坏掉了,到600小时时,又 有2个坏掉了,求λ(t)在500小时这个时刻的故 障率? 已知:t=500h, △t=600-500=100,△r(t)=2,
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。
名词解释
1.失效率:失效率是指工作到某一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
2.加速系数:增加一单位产量所需要增加的资本量
3.最小路集:如果在一条路集的弧序列中,任意除去其中一条弧后,它就不再是一条路集,
则称该路集为最小路集
4.冷储备系统:
5.可用性:可用性是用来衡量产品质量的重要指标,从用户角度来判断产品的有效性、学习性、
记忆性、使用效率、容错程度和令人满意的程度
6.维修保障性:
7.区间估计:参数估计的一种形式。
通过从总体中抽取的样本,根据一定的正确度与精确
度的要求,构造出适当的区间,以作为总体的分布参数(或参数的函数)的真值所在范围的估计
8.割集:也叫做截集或截止集,它是导致顶上事件发生的基本事件的集合
9.可靠性:元件、产品、系统在一定时间内、在一定条件下无故障地执行指定功能的能
力或可能性。
可通过可靠度、失效率、平均无故障间隔产品可靠性
10.平均寿命:某种粒子在接近光速的状态下相对论性的效应下产生的寿命的平均值,也是
某种粒子产生后到衰变时为止平均存在的时间。
11.EMC设计:系统或设备在所处的电磁环境中能正常工作,同时不对其他系统和设备造
成干扰。
12.FTA:自由贸易协定(FreeTradeAgreement)的英文简称,它是独立关税主体之间以自愿
结合方式,就贸易自由化及其相关问题达成的协定
13.FMECA:故障模式、影响和危害性分析(Failure Mode, Effects and Criticality Analysis,
简称FMECA) 是在工程实践中总结出来的,以故障模式为基础,以故障影响或后果为目标的分析技术。
可靠性基本概念与参数体系
可靠性参数的评估方法分类
基于概率的方法:如概率密度函数、 概率分布函数等
基于实验的方法:如可靠性实验、 加速寿命试验等
添加标题
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基于统计的方法:如统计分析、统 计推断等
基于仿真的方法:如计算机仿真、 数学模型仿真等
可靠性参数的评估步骤
确定评估目 标:明确需 要评估的可 靠性参数如 MTBF、 MTTR等。
维护阶段:通过可靠性参数制 定维护计划延长产品使用寿命
可靠性参数在产品维修中的应用
预测维修周期:通过可靠性参数预测产品的维修周期合理安排维修计划 评估维修成本:根据可靠性参数评估维修成本优化维修方案 确定维修策略:根据可靠性参数确定维修策略如预防性维修、预测性维修等 提高维修效率:通过可靠性参数提高维修效率减少停机时间提高生产效率
可靠性基本概念
可靠性的定义
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
包括产品的可靠性、 可用性、可维护性 和安全性等方面
衡量产品可靠性的 指标有MTBF(平 均无故障时间)、 MTTR(平均修复 时间)等
提高产品可靠性是 提高产品质量和竞 争力的重要手段
可靠性的重要性
确保产品或系统 的安全性和稳定 性
安全参数:如数据安全、网络安全、系统 安全等
经济参数:如成本、收益、投资回报率等
社会参数:如用户满意度、社会影响等
可靠性参数的选取原则
相关性:参数应与产品的可靠性密切相关 独立性:参数之间应相互独立避免重复计算 可测量性:参数应易于测量和量化 稳定性:参数应具有稳定性不易受外界因素影响 实用性:参数应具有实际应用价值能够指导产品设计和改进 综合性:参数应能够综合反映产品的整体可靠性水平
第2章 可靠性的理论基础
第2章 可靠性的理论基础
例2-6:有100个零件,其中正品为96个,次品为4个, 现从 中任取5个,求取到次品的概率? 解:取到次品和全取到正品是互补事件,全取到正品 的事件 的概率:
取到次品的概率:
第2章 可靠性的理论基础
2) 条件概率 事件A的发生不仅与其自身条件有关,还须在另 一事件 B发生的前提条件下,则事件A的发生概率 是在事件B发生 概率的前提下的条件概率,记作 P(A|B)。
若产品的失效概率密度为f(t),则产品的平均寿命为:
第2章 可靠性的理论基础
说明: ①不可修复产品的平均寿命,是指从开始使用到发生 失效 的平均时间,用MTTF(Mean Time To Failure)表 示。 ②可修复产品的平均寿命,是指相邻两次故障之间工 作时 间的平均值,用MTBF(Mean Time Between Failure)表示。 ③若只考虑首次故障,平均寿命是指从开始使用到第 一次 发生故障的平均时间,用MTTFF(Mean Time To First Failure)表示。
(有用寿命期)
耗损失效期 —老化、耗损后期 电子产品: λ(t) =常数,指数寿命
R( t ) e t
机械产品、工程结构: λ(t) ≠常数,寿命较复杂
Rt 、F t 、f t 、 t 之间的关系
第2章 可靠性的理论基础
例2-2 有1000个相同零件,已知其工作到3、4、5年 末时失效 零件数分别为10个、30个、60个,试计算 这批零件在第 3、4年末时的失效率。 解:时间以年为单位,则Δt=1年
第2章 可靠性的理论基础
2.2 可靠性特征量
定性的概念 故障:产品丧失规定的功能。 失效:不可修复或不予修复产品出现的故障。 维修:保持或恢复产品完成规定功能而采取的技术 管理措 施。 维修性:可维修产品在规定时间内,按照规定的程 序或方法 进行维修,使其恢复到完成规定功能的可 能性。 可用性(可利用度或有效度):可维修产品在某时刻 所具有 的,或能维持规定功能的可能性。
质量管理学--可靠性基础知识讲义PPT(45张)
第12章 可靠性基础知识
12.1.5 可靠性与产品质量的关系 质量: 性能特性——容易评价 专门特性——可用性、难于直观判断 安全性——难于直观判断 经济性——容易判别、比较 时间性——容易判别、比较 适用性——容易判别、比较
第12章 可靠性基础知识
12.1.6 可靠性发展历史 二战:雷达 军事→电子→机械→其它、民用 可靠性—维修性—维修保障性—安全性 宏观→微观. 定性→定量. 手工→计算机 统计试验→工程试验、筛选、强化. 以可靠性为中心的全面质量管理 可靠性与性能最大区别:看不见、测不到。 但可以统各个阶段对可靠性的影响大小: 设计 40~50% 制造 20~30% 固有可靠性 使用 20~30% 使用可靠性 实际过程中表现出的能力 —— 使用可靠性, 与安装、操作使用、维修保障有关。 还可分为:基本可靠性、任务可靠性。 在规定任务剖面内完成规定的功能的能力。
第12章 可靠性基础知识
产品的特征寿命 产品寿命:可靠寿命、使用寿命、总寿命、 贮存期限 可靠寿命:t R 一定可靠度下的寿命 使用寿命:t r 一定故障率下的寿命 总寿命:投入使用到报废的总工作时间 贮存期限:在规定条件下,产品能贮存的 日历持续时间→启封使用能满足规定要求。
第12章 可靠性基础知识
第12章 可靠性基础知识
浴盆曲线
第12章 可靠性基础知识
①早期故障阶段
机械:跑合期(磨合期)、设计缺陷、 加工缺陷、安装缺陷 ②偶然:偶然因素,操作、负荷
③耗损:老化、疲劳、磨损、腐蚀。可 通过维修、更换
第12章 可靠性基础知识
故障率与可靠度及故障密度函数的关系 四个函数之间的关系: R(t) F(t) λ (t) f(t)
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E. Topuz
Dogu~ University, Electronics and Communications Eng. Dept. Zeamet Sokak 21, Acibadern - Kadikoy, 34722 Istanbul, Turkey E-mail: etopuz@.tr
A3 = 0.9979 A4 = 0.9993
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2.
BB4 6 months 3 hours
IEEE Antennas and Propagation Magazine, Vol. 51, No.5, October 2009
parameters . On the other hand, if a subsystem containing two identical modules is considered fully operational when either one of its modules is operational, then one of them is clearly redundant. Such subsystems may be modeled as a parallel connection of two (or more) BBs. A topological model for reliability analysis of David's smart home is depicted in Figure I . The basic system consists of a cascade of BB2, BB3, BB4, and the ten sensors, S\ through SIO' which make up BB I . Redundant BBs, which may be added to the basic system in order to achieve the required overall availability performance, are indicated with a bar on top, and connected in parallel with their twins. The objective is the calculation of the availability performance of the entire system, based on the life distributions of the BBs (and their redundant twins) from which it is composed.
Table 1. The availability performance of the four building blocks. MTBF MTTR Cost Unit Availability Al = 0.986 1.0 BB1 0.1 years 12 hours Az = 0.9986 2.0 1 day BB2 2 years BB3 4 years 3 days 1.5 0.5
4.
5.
The first step in reliability analysis is to break up the system at hand into simpler modules and subsystems. The appropriate fragmentation level is determined either by the availability of vendor-provided reliability data at this level, or by the time or cost advantages of performing reliability tests on chosen subsystems, rather then on the entire system. In the present case, we are given that reliability calculations for David's smart house project involve four subsystems or "building blocks" (BB). The second step is to prepare a reliability model of the system. At this stage, we decide the parallel and serial connectivity of the system. We note that when a system consisting of a number of building blocks is considered as not operational in case of the failure of anyone BB, then it may be modeled as a series chain of BBs, each characterized by its own reliability performance
Hale Waihona Puke 3.ABB2 houses the man-machine interface and computational intelligence. The RF subsystem, including transponder and antenna, make up BB3, and BB4 is responsible for providing power to all other BBs. The smart house system will be considered to be unavailable during periods of time wherein anyone of the building blocks does not function as designed. The method to be used for decreasing downtime is to use redundancy. In case a replica of any BB needs to be purchased for this purpose, this redundant BB will be integrated into the system as a hot-standby unit.
1. Introduction
n item or system is specified, designed, and procured to meet a functional requirement, and it is important that it satisfies this requirement. It is also desirable that the item or system should be predictably available. This depends upon its reliability and availability. Weare tempted to take for granted that everything around us will function as designed on a continuous basis. Except for rare events to the contrary, this is precisely what we experience in our daily lives. Rare though it may be, the occasional malfunctioning of a device may cause us varying degrees of inconvenience, say, while brewing coffee, driving to a meeting, or needing to sniff some oxygen from a scuba tank in an underwater cave. We thus need to work out efficient ways of minimizing the risk of possible damage that may result from device or system failures in a given application. This can be achieved via reliability engineering, which provides a rigorous framework for determining appropriate system design, production, test and evaluation procedures, and operation and maintenance policies. In what follows, we will present a grossly simplified and condensed review of the basics of reliability, availability, and maintainability calculations. The reader is referred to the numerous excellent texts on reliability engineering for indepth analysis of the subject [1-3]. Before discussing the rules of the game, let us recall the quiz problem: David plans to convert his house into a "smart" house. He would like us to calculate the yearly downtime of the built-in intelligence, and the price he would have to pay for reducing this period. David provided the following inputs: 1. For reliability calculations, the smart house can be broken down into four subsystems or building blocks (BB). For each BB, we are given its relative cost and the reliability parameters mean time between failure (MTBF) and mean time to repair (MTTR) (see Table 1). BB1 consists of ten sensors with a dedicated communications infrastructure. All sensors and related communications in BB1 have identical failure and repair rates, and BB1 will be considered unavailable in the case of a malfunction of a single sensor.