可靠性工程基础知识课件.
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
从广义质量观看，质量涵盖可靠性；从狭义质量观看，质 量只是“符合性”。 传统质量管理是以制造过程的程序化、规范化为目标，试 图通过使工序稳定来提高质量。而可靠性则是研究消除故 障的对策，要在论证、设计、工艺中就采取措施防止缺陷 的发生，产品的可靠性是在设计阶段就已经决定了。
质量管理更多考虑“今天质量”，可靠性侧重于考虑“明 天的质量”。质量概念没有考虑时间因素，控制的是产品 出厂时是否合格以及质保期内故障情况，对于质保期之后 发生故障不能保证，可靠性问题关注产品的寿命、疲劳、 老化。
5
基本概念（续）
故障：产品或产品的一部分不能或将不能执行规定功 能的状态称为故障，对于不可修复的产品也称失效。 按故障规律可分为偶然故障和耗损故障。 可用性：在要求的外部资源得到保证的前提下产品在 规定的条件下和规定的时刻或时间区间内处于可执行 规定功能状态的能力它是产品可靠性、维修性和维修 保障性的综合反映。对于不可维修的设备，可靠性与 可用性意义相同。
时间相关性 失效率为常数 环境因素 振动、冲击、腐蚀、温度、 湿度等影响可靠性 故障处理的一般手段，适当 冗余可以提高可靠性，大量 冗余受共因因素影响
可靠性预测 受物理规律制约，相对容易 冗余设计
-12-
基本概念（续）
失效率λ(t) 测试期 稳定期 报废期
升级
时间(t)
-13-
基本概念（续）
可靠性与质量管理的关系
7
基本概念（续）
可靠性工程
设备失效物理过程及 失效机理，材料性能 及老化数据
可靠性数据库
可 靠 性 设 计
可 靠 性 控 制
可 靠 性 试 验
可 靠 性 分 析
可 靠 性 管 理
8
基本概念（续）
可靠性设计
可 靠 性 预 计
可 靠 性 分 配
裕 量 设 计
冗 余 设 计
维 修 性 设 计
···
9
基本概念（续）
质量管理和可靠性管理虽有侧重点或一些不同，但两者都 是提高产品质量的重要手段，都是不可缺少的。
14
目录
一．基本概念
二．可靠性工程发展历史
三．可靠性分析方法
四．可靠性分配方法
五．结语
15
可靠性工程发展历史
开始萌芽期（20世纪30～40 年代） 可靠性概念初步形成，这一阶段的活动主要集中在德国和 美国。1943年美国成立了电子管研究委员会专门研究电子 管的可靠性问题。 初步形成期（ 20世纪50年代） 美国在朝鲜战争中发现不可靠的电子设备不仅影响战争的 进行，而且需要大量的维修费用。1952年美国国防部成立 了电子设备可靠性咨询组 (AGREE)，1957年发表了第一份 可靠性研究报告《军用电子设备可靠性》，该报告是可靠 性发展的奠基性文件，标志着可靠性研究已经成为一门独 立的学科。
16
可靠性工程发展历史（续）
迅速发展期（20世纪60 ～70年代） 20世纪60年代是美国航空及航天工业迅速发展时期（宇航 时代），1965年美国宇航局（NASA）开展了机械可靠性 研究。国际上首个可靠性工程专业学术杂志IEEE Transaction on Reliability于1963年问世。同时，美国在许多 武器装备中推行可靠性工程，美军形成了一系列较完善的 标准。70 年代中期，可靠性工程相继在电力、交通、核能 及通信领域得到广泛应用。与此同时：
t
b<0
b=0
b>0
Duane可靠性增长模型
lnC(t)=a+blnt
dN ( t ) dC( t ) t a b t (b 1)e t dt dt
11
基本概念（续）
软件与硬件可靠性问题对比
特征 失效原因 磨损 硬件 物理原因（如失真、断裂、 漂移） 会受到磨损 软件 主要为设计缺陷 无磨损 开发或升级后失效率随时间 单调下降 可靠性基本不受影响 无法由物理知识预测 采用冗余设计应保证冗余软 件的高度独立性，否则无助 于可靠性提高
可靠性工程基础知识
目录
一．基本概念
二．可靠性工程发展历史
三．可靠性分析方法
四．可靠性分配方法
五．结语
2
目录
一．基本概念
二．可靠性工程发展历史
三．可靠性分析方法
四．可靠性分配方法
五．结语
3
基本概念
可靠性：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。
针对产品而言 用概率来度量
随时间变化 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。 R(t)=P(T>t)
可靠性试验
工程试验
统计试验 加 速 寿 命 试 验
环 境 应 力 筛 选 试 验
可 靠 性 增 长 试 验
可 靠 性 测 定 试 验
可 靠 性 鉴 定 试 验
可 靠 性 验 收 试 验
10
基本概念（续）
浴盆曲线
(t )
规定的 Fra Baidu bibliotek障率 A
使用寿命 B 维修后故 障率下降
早期 故障
偶然故障
耗损故障
T----产品发生故障（失效）的时间，也称寿命 t----规定的时间
维修性：产品在规定的条件下按规定的程序和方法进 行维修时，产品在规定的使用条件下，保持或恢复执行 规定功能状态的能力。
4
基本概念（续）
可靠性工程：以保证和提高产品可靠性（广义的，包 括维修性）为目标，在给定的资源条件（包括人才及组 织体系、经费投入、工程研制手段等）约束下，在全寿 命周期过程（从方案设计直到寿命终止或报废全过程） 中，最大限度纠正与控制各种偶然故障（随机性故障） 并预防与根除各种必然故障（系统性故障）的一系列工 程研制技术活动。 可靠性设计：可靠性设计就是考虑可靠性的工程设计， 不存在独立于工程设计之外的可靠性设计。但可靠性设 计不只是考虑可靠性，还要综合权衡性能、维修性、安 全性、研制费用、制造加工成本、研制周期、安装布置 等因素，从而得到产品的优化设计。
平均运行时间(UP TIME) A 平均运行时间(UP TIME) 平均退出时间(DOWN TIME)
6
基本概念（续）
平均失效间隔时间（MTBF）：可维修设备相邻两次 失效间的工作时间的期望。 平均失效前时间（MTTF）：产品首次进入可用状态 直至失效或从恢复至下次失效的总持续工作时间的期 望。 平均恢复前时间（MTTR）：产品由于失效处于不可 用状态的时间区间的期望。 可靠性分配：产品设计阶段将产品的可靠性定量要求 按给定的准则分配给各组成部分的过程。
质量管理更多考虑“今天质量”，可靠性侧重于考虑“明 天的质量”。质量概念没有考虑时间因素，控制的是产品 出厂时是否合格以及质保期内故障情况，对于质保期之后 发生故障不能保证，可靠性问题关注产品的寿命、疲劳、 老化。
5
基本概念（续）
故障：产品或产品的一部分不能或将不能执行规定功 能的状态称为故障，对于不可修复的产品也称失效。 按故障规律可分为偶然故障和耗损故障。 可用性：在要求的外部资源得到保证的前提下产品在 规定的条件下和规定的时刻或时间区间内处于可执行 规定功能状态的能力它是产品可靠性、维修性和维修 保障性的综合反映。对于不可维修的设备，可靠性与 可用性意义相同。
时间相关性 失效率为常数 环境因素 振动、冲击、腐蚀、温度、 湿度等影响可靠性 故障处理的一般手段，适当 冗余可以提高可靠性，大量 冗余受共因因素影响
可靠性预测 受物理规律制约，相对容易 冗余设计
-12-
基本概念（续）
失效率λ(t) 测试期 稳定期 报废期
升级
时间(t)
-13-
基本概念（续）
可靠性与质量管理的关系
7
基本概念（续）
可靠性工程
设备失效物理过程及 失效机理，材料性能 及老化数据
可靠性数据库
可 靠 性 设 计
可 靠 性 控 制
可 靠 性 试 验
可 靠 性 分 析
可 靠 性 管 理
8
基本概念（续）
可靠性设计
可 靠 性 预 计
可 靠 性 分 配
裕 量 设 计
冗 余 设 计
维 修 性 设 计
···
9
基本概念（续）
质量管理和可靠性管理虽有侧重点或一些不同，但两者都 是提高产品质量的重要手段，都是不可缺少的。
14
目录
一．基本概念
二．可靠性工程发展历史
三．可靠性分析方法
四．可靠性分配方法
五．结语
15
可靠性工程发展历史
开始萌芽期（20世纪30～40 年代） 可靠性概念初步形成，这一阶段的活动主要集中在德国和 美国。1943年美国成立了电子管研究委员会专门研究电子 管的可靠性问题。 初步形成期（ 20世纪50年代） 美国在朝鲜战争中发现不可靠的电子设备不仅影响战争的 进行，而且需要大量的维修费用。1952年美国国防部成立 了电子设备可靠性咨询组 (AGREE)，1957年发表了第一份 可靠性研究报告《军用电子设备可靠性》，该报告是可靠 性发展的奠基性文件，标志着可靠性研究已经成为一门独 立的学科。
16
可靠性工程发展历史（续）
迅速发展期（20世纪60 ～70年代） 20世纪60年代是美国航空及航天工业迅速发展时期（宇航 时代），1965年美国宇航局（NASA）开展了机械可靠性 研究。国际上首个可靠性工程专业学术杂志IEEE Transaction on Reliability于1963年问世。同时，美国在许多 武器装备中推行可靠性工程，美军形成了一系列较完善的 标准。70 年代中期，可靠性工程相继在电力、交通、核能 及通信领域得到广泛应用。与此同时：
t
b<0
b=0
b>0
Duane可靠性增长模型
lnC(t)=a+blnt
dN ( t ) dC( t ) t a b t (b 1)e t dt dt
11
基本概念（续）
软件与硬件可靠性问题对比
特征 失效原因 磨损 硬件 物理原因（如失真、断裂、 漂移） 会受到磨损 软件 主要为设计缺陷 无磨损 开发或升级后失效率随时间 单调下降 可靠性基本不受影响 无法由物理知识预测 采用冗余设计应保证冗余软 件的高度独立性，否则无助 于可靠性提高
可靠性工程基础知识
目录
一．基本概念
二．可靠性工程发展历史
三．可靠性分析方法
四．可靠性分配方法
五．结语
2
目录
一．基本概念
二．可靠性工程发展历史
三．可靠性分析方法
四．可靠性分配方法
五．结语
3
基本概念
可靠性：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。
针对产品而言 用概率来度量
随时间变化 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。 R(t)=P(T>t)
可靠性试验
工程试验
统计试验 加 速 寿 命 试 验
环 境 应 力 筛 选 试 验
可 靠 性 增 长 试 验
可 靠 性 测 定 试 验
可 靠 性 鉴 定 试 验
可 靠 性 验 收 试 验
10
基本概念（续）
浴盆曲线
(t )
规定的 Fra Baidu bibliotek障率 A
使用寿命 B 维修后故 障率下降
早期 故障
偶然故障
耗损故障
T----产品发生故障（失效）的时间，也称寿命 t----规定的时间
维修性：产品在规定的条件下按规定的程序和方法进 行维修时，产品在规定的使用条件下，保持或恢复执行 规定功能状态的能力。
4
基本概念（续）
可靠性工程：以保证和提高产品可靠性（广义的，包 括维修性）为目标，在给定的资源条件（包括人才及组 织体系、经费投入、工程研制手段等）约束下，在全寿 命周期过程（从方案设计直到寿命终止或报废全过程） 中，最大限度纠正与控制各种偶然故障（随机性故障） 并预防与根除各种必然故障（系统性故障）的一系列工 程研制技术活动。 可靠性设计：可靠性设计就是考虑可靠性的工程设计， 不存在独立于工程设计之外的可靠性设计。但可靠性设 计不只是考虑可靠性，还要综合权衡性能、维修性、安 全性、研制费用、制造加工成本、研制周期、安装布置 等因素，从而得到产品的优化设计。
平均运行时间(UP TIME) A 平均运行时间(UP TIME) 平均退出时间(DOWN TIME)
6
基本概念（续）
平均失效间隔时间（MTBF）：可维修设备相邻两次 失效间的工作时间的期望。 平均失效前时间（MTTF）：产品首次进入可用状态 直至失效或从恢复至下次失效的总持续工作时间的期 望。 平均恢复前时间（MTTR）：产品由于失效处于不可 用状态的时间区间的期望。 可靠性分配：产品设计阶段将产品的可靠性定量要求 按给定的准则分配给各组成部分的过程。