可靠性基础理论
质量与可靠性
填空：1.质量是一个综合性概念，它要求功能、成本、服务、环境、心理等方面均满足顾客要求，要在一定条件下，实现上述多种要素的最佳组合。
2.顾客对产品质量的要求主要体现在产品符合顾客的要求、产品不能有缺陷、产品不能出现早期故障、产品应具有稳健性。
3.产品质量的好坏，一般主要包括4个指标技术性能指标、可靠性指标、经济性指标、安全指标。
4.ISO9000:2000对质量的定义：一组固有特性满足要求的能力。
质量的含义具有与时俱进特性，质量的基础是质量特性，各种质量特性共同构成质量。
5.质量体系文件的基本组成，包括：质量手册、质量体系程序、作业指导书、质量记录、质量计划。
6.朱兰质量管理三部曲，包括：质量计划、质量控制、质量改进。
7.产品的质量指标一般可分定性和定量两种，定量又分为两种，分别是：计量型、计数型。
质量数据可通过适当的质量检测系统获得，质量数据具有两个重要特点波动性、规律性。
8.Benchmarking一种有效的组织学习方法，怎么开展Benchmarking，大致分五步：制定Benchmarking计划、组建Benchmarking小组、信息收集、差距分析、采取改进行动。
9.衡量产品的可靠性指标有很多，主要的有四个，分别为：可靠度R（t）、失效分布函数（故障率）F（t）、故障密度函数f（t）、故障率λ（t）。
简答：1.朱兰质量管理三部曲质量计划：针对特定的产品、项目或合同规定专门的质量措施、资源和活动顺序的文件质量控制：指为达到质量要求所采取的作业技术和活动。
质量改进：消除系统性的问题，对现有的质量水平在控制的基础上加以提高，使质量达到一个新水平、新高度。
2.质量体系文件的基本组成质量手册：规划和实施一个质量体系的主要文件。
质量体系程序：产品实现的程序和管理程序。
作业指导书：作业指导者对作业者进行标准作业的正确指导的基准。
质量记录：企业已经进入过的质量活动所留下的记录。
质量计划：确定质量以及采用质量体系要素的目标和要求的活动。
汽车维修工程课件第一章汽车可靠性理论基础ppt
No.10044
（十）有效度
是把系统可靠性和维修性特性转换为效能的一个 指标的参数。通过可用性分析，可以在系统的可靠 性和维修性参数间作出合理的权衡。
A(t) U D U
A(t)—有效度
式中 U —能工作时间；
D —不能工作时间
—所有样本发生的 i类故障数
第三类故障：一般故障 qkj 100
i —每次发生 类故障的扣分数 第四类故障：轻微故障 qkj 20
No.10044
三、系统可靠性
（一）系统可靠性的定义
系统可靠性是指工作系统在一定的使用条件下， 在要求的工作时间内，完成规定功能的能力。
系统可靠性是建立在系统中各个零件及部件间的作用 关系和这些零部件所具有的可靠性基础之上的。换言之， 系统可靠性为其组成总成（子系统）及零件可靠性的函 数。
No.10044
平均寿命： E( X )
方差寿命： d ( X ) 2
可靠寿命： 中位寿命：
TR U p
T (0.5)
No.10044
（三）对数正态分布
若随机变量T的对数值lnt服从正态分布，则该随机变 量T就服从对数正态分布。
，
图 0, 1的对数正态分布曲线
分布函数：
x1
(ln t )2
No.10044
（二）正态分布
正态分布是一种最常用的连续型分布，它可以用来描述许多自然现 象和各种物理性能，也是机械制造、科学实验及测量技术进行误差分析 的重要工具。
1．正态分布特征
正态分布的故障密度函数为
f (x) 1 exp[ 1 ( x )2 ]
2
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。
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非常重要的一个领域，它一方面涉及到理论研究、模型建立等基础工作，另一方面也需要结合实际工程实践来验证和改进。
本讲义将介绍系统可靠性的基本理论与工程实践，并探讨如何提高系统的可靠性。
一、系统可靠性的定义与重要性1.1 系统可靠性的定义系统可靠性是指系统在给定的条件下在一段时间内满足特定要求的能力。
这个特定要求可以是正常工作的概率、失效的概率、失效后的恢复能力等。
1.2 系统可靠性的重要性系统可靠性直接影响到系统的稳定性、安全性和可用性。
一个可靠的系统能够正常工作并且能够应对可能出现的各种故障和异常情况，从而保证工程项目的顺利进行和安全性。
二、系统可靠性的理论基础2.1 可靠性的概率理论可靠性的概率理论是系统可靠性研究的基础，它将系统的可靠性问题转化为概率分布和统计计算问题。
常用的理论方法有可靠性函数、失效率函数、故障模式与失效分析等。
2.2 系统结构与可靠性分析系统结构与可靠性分析是指通过对系统结构与组成部分进行分析，计算系统的可靠性。
常用的方法有事件树分析、故障树分析、Markov模型等。
2.3 可靠性增长理论可靠性增长理论是指通过对系统进行可靠性试验和监控，根据得到的失效数据对系统进行可靠性增长预测和改进。
常用的方法有可靠性增长图、可靠性增长模型等。
三、系统可靠性的工程实践3.1 可靠性设计可靠性设计是指在系统设计阶段，通过选择可靠性较高的组件和结构，提高系统的可靠性。
常用的方法有设计可靠性评估、冗余设计、容错设计等。
3.2 可靠性测试可靠性测试是指对系统进行工作负载、压力、故障等方面的测试，以评估系统的可靠性。
常用的方法有端到端测试、负载测试、异常情况测试等。
3.3 可靠性维护与改进可靠性维护与改进是指在系统投入使用后，对系统进行设备维护、故障排除、性能改进等工作，以保持系统的可靠性和稳定性。
四、提高系统可靠性的工程实践4.1 设定合理的要求和指标在系统设计之初，需要设定合理的可靠性要求和指标。
结构可靠性设计基础结构可靠性理论的基本概念
第三章 结构可靠性理论的基本概念
主要内容：
3.1 结构可靠度的定义 3.2 结构的失效概率 3.3 结构可靠指标 3.4 可靠指标的几何意义 3.5 可靠指标与安全系数的关系 3.6 可靠指标与分项系数的关系
第3章 结构可靠度理论的基本概念
3.1 结构可靠度的定义
3.1 结构可靠度的定义
3.1.1 结构的可靠性
结构在规定的时间，在规定的条件，完成预定功能的 能力。结构的可靠性，包括结构的安全性、适用性和耐久 性。
1. 规定时间
设计使用年限 - 设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预期
目的使用的时期。
- 即房屋结构在正常设计、正常施工、正常使用和正常 维护下所应达到的使用年限，如达不到这个年限则意 味着在设计、施工、使用与维修的某一环节上出现了 非正常情况，应查找原因。
问题：设计基准期是否等于设计使用期？
3.1 结构可靠度的定义
2. 规定条件
– 正常设计 – 正常施工 – 正常使用
不考虑人为错误
3. 预定功能 – 极限承载能力要求 能承受正常施工和使用期间可能出现的各种作用。
– 结构适用性要求 在正常使用时具有良好的工作性能；
– 结构的耐久性要求 在正常维护下具有足够的耐久性。
– 结构整体承载能力要求
遭受及其偶然的作用时，能保持必要的整体稳定性偶然作 用如地震、龙卷风、爆炸（煤气或恐怖袭击）、火灾等
3.1 结构可靠度的定义
3.1.2 极限状态、极限状态方程
“极限状态”定义 整个结构或结构的一部分超过某一特定状态(达到极限
承载力；失稳；变形、裂缝宽度超过某一规定限制等)就不 能满足设计规定的某一功能要求，此特定状态称为该功能 的极限状态。
结构可靠度-可靠性的基本理论
➢ 结构安全性的度量----安全度。主要与结构是否造 成生命财产不安全的破坏与倒塌联系；
➢ 可靠性的度量----可靠度。是针对各不同极限状态 而言。
➢ 可靠性比安全性概念更广泛、更科学
1.2 问题提出 研究结构可靠性理论是结构设计的需要
1、结构可靠性的基本概念 2、结构可靠性理论的数学基础 3、结构可靠度的分析方法 4、建筑结构作用与抗力的统计分析 5、结构体系可靠度 6、模糊可靠度理论 7、结构动力可靠性理论 8、结构时变可靠性理论
1.1 结构可靠性的定义
结构可靠性：结构在规定的时间内，在规定的条 件下，完成预定功能的能力。 结构可靠度：结构在规定的时间内，在规定的条 件下，完成预定功能的概率。
必要的稳定性 安全性、适用性、耐久性
可靠性 安全性 适用性 耐久性
安全性：
结构应能承受在正常施工和正常使用时可能出现 的各种作用；在偶然事件发生时和发生后应能保持整 体稳定性。
适用性： 结构在正常使用条件下应具有良好的工作性能。 耐久性： 结构在正常维护条件下应具有规定的耐久性能。
可靠性与安全性的区别
结构可靠性理论与应用
牛荻涛 2004.09
参考书
➢余安东、叶润修，建筑结构的安全性与可靠性，上海科技 文献出版社，1986 ➢赵国藩等，工程结构可靠度，水利水电出版社，1984 ➢吴世伟，结构可靠度分析.人民交通出版社 ,1990 ➢贡金鑫，工程结构可靠度计算方法，大连理工大学出版社， 2003 ➢李桂青，工程结构时变可靠度理论及其应用.科学出版社， 2001 ➢王光远，结构软设计理论，科学出版社，1998
Z 0 结构处于极限状态
Z gx x1, x2,, xn 0
第3章 结构可靠性设计理论基础
可见，是lnR和lnS的表达式。 根据概率论原理可以换算成R,S的统 计参数：
2 ln R ln 1 VR2
lnR＝ln R ln 1 V lnS＝ln S ln 1 V
2 R
1
2
2 ln S
ln V 1
2 S
2 S
1
2
所以得到：
如第一章所述，结构达到极限状态 的概率超过某一允许值，结构就失效。 所以极限状态是衡量结构是否失效的标 志，而极限状态可用极限状态方程来表 示：
Z＝g(X1,X2,…,Xn)=0
Z＝g(R，S)=R－S＝0 当Z>0,结构处于可靠状态，当Z<0,结构处 于失效状态，当Z＝0,结构恰处于极限状态。
从下图中可以清楚地看出，斜 线表示极限状态，即R=S；若点Z1 位于该线上面，即R1<S1，表示结构 失效；若点Z2位于该线下面，即 R2>S2，表示结构可靠。 Safe Region
Failure Region Limit State Surface (Failure Surface)
下面推导失效概率Pf和可靠概率Ps的 公式：
设fR,S(r,s)为随机变量(R,S)的联 合概率密度函数，FR,S(r,s)为相应的联 合概率分布函数， FR(x), FS(x), fS(x), fS(x)分别为边缘分布函数和边 缘概率密度函数。R,S统计独立。 则结构失效概率Pf应为(如图示)
1 FS x f R x dx
所以，有
Pf FR x f S x dx
1 FS x f R x dx
按相同原则，可求得可靠概率为
可靠性概念ppt课件
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
故障率曲线分析
(c)损耗时期：零件磨损、陈旧，引起设备故障 率升高。如能预知耗损开始的时间，通过加强 维修，在此时间开始之前就及时将陈旧损坏的 零件更换下来，可使故障率下降，也就是说可 延长可维修的设备与系统的有效寿命。
作的产品数之比。λ(t)可由下式表示。
(t) 1 dNf (t)
Ns(t) dt
式中dNf (t)为d t时间内的故障产品数。
(7-6)
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
设计、制造、加工、装配等质量薄弱环 节。早期故障期又称调整期或锻炼期， 此种故障可用厂内试验的办法来消除。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
故障率曲线分析
(b)正常工作期：在此期间产品故障率低而且 稳定，是设备工作的最好时期。在这期间内产 品发生故障大多出于偶然因素，如突然过载、 碰撞等，因此这个时期又叫偶然失效期。
故障率的单位一般采用10-5小时或10-9小时 (称10-9小时为1fit)。
故障率也可用工作次数、转速、距离等。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
第一章汽车可靠性理论基础
第十九页，编辑于星期五：十六点 十六分。
2.正态分布
变量的概率密度函数为：
f (t)
1
2
exp
1 2
t
2
,
t
其累积故障概率分布为：
t
t
F (t) f (t)dt
1
exp
1
t
2
dt,
t
可靠度函数为：
2 2
R(t) 1 F(t) t f (t)dt
2. 有效寿命
从浴盆曲线中，偶然故障期故障率最低且稳定，可以说是是最佳状 态期，这一时期称为有效寿命期。
3. 特征寿命
指设备故障概率F(t)=63.2%状况下，设备运行时间。
4. 额定寿命
指设备故障概率为10％，可靠度R(t)=90%，设备的运行时间
5. 平均寿命
可维产品平均无故障工作时间，即MTBF；不可维的平均寿终运行时间 MTTF。
1
曲线就展开得越平坦，但曲线下面所包容的面积2均 等于1。
值越大，
第二十页，编辑于星期五：十六点 十六分。
0, 1时的正态分布称为标准正态分布。
查表计算时，给定的是标准正态分布，这样就要把非标准正态分布转化为标 准正态分布。
转换系数： Z t
进行参数估计常用的是3 区 间估计，即： [ 3 , 3 ]
3）探讨使用寿命理论和方法 4）研究汽车技术状况诊断理论与技术
第二页，编辑于星期五：十六点 十六分。
3. 维修理论的发展状况 60年代，计划预防维修理论为主：
影响汽车技术状况的零件技术状况有规律可遵循 维修工作必须在故障发生前进行 维修工作量是强制性的、定期的
维修工作量取决于汽车可靠性和技术状况
可靠性基础理论
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，（ ，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），（ ，
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。
、可靠性常用参数
产品一般都有多个可靠性参数描述。衡量产品 可靠性水平有好几种标准，有定量的，也有 定性的，有时要用几种标准（指标）去度量 一种产品的可靠性， 下面根据和有关（国际 电工委员会）标准，介绍最基本、最常用的 几个可靠性特征量。
个人简介
博士、教授，曾留学瑞士；从事锅炉节能与 优化、燃烧技术、新能源利用研究；
华北电力大学新能源教研室主任； 著作《火电厂锅炉系统及优化运行》、《燃
烧理论与技术》、《可再生能源》、《电站 锅炉空气预热器》等部； 《发电设备》杂志编委； 发表论文多篇，专利项。
目录
可靠性基本概念 以可靠性为中心的检修技术 可靠性技术 故障诊断技术
在实际应用中人们逐步感到了传统的可靠性定义的 局限性，因为它只反映了任务成功的能力。在进行 可靠性设计时需要综合权衡完成规定功能和减少用 户费用两个方面的需求，于是美国于年颁发的－－ 按照指令（国防重要武器系统采办指令）将可靠性 分为基本可靠性和任务可靠性。把可靠性概念分为 两种不同用途的可靠性概念，是美国国防部对可靠 性工作实践经验总结和对这一问题认识的深化。这 无疑是一个新的重要发展。我国年颁布的军标－就 引用这两种新的可靠性定义。
管理 13％
产品的故障
制造 10％
其它 7％
据美国空军可靠性分析中心（）的可靠性数 据库，造成产品故障的因素分布为：
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
第二章 汽车可靠性理论基础
• 上式表示产品出现故障的概率随时间变化的规律。 上式表示产品出现故障的概率随时间变化的规律。 即反映了单位时间的失效概率。 即反映了单位时间的失效概率。
• 5、故障率 λ ( t ) 、
• 定义：工作到某时刻未失效的产品，在该时刻后 定义：工作到某时刻未失效的产品， 单位时间内发生故障的概率， 单位时间内发生故障的概率，称为该产品在 t 时 刻的故障率。 刻的故障率。
• （2）正态分布的不可靠度函数： ）正态分布的不可靠度函数：
F (χ ) =
∫
χ
−∞
1 f ( χ )d χ = σ 2π
∫
1
χ
−∞
e
−
( χ − µ )2 2σ
2
dχ
F(s)
• • • •
其特征为： 其特征为： a.F ( χ ) 为一非减函数； 为一非减函数； b.0 ≤ F ( χ ) ≤ 1 ； c.F '( χ ) = d F ( χ ) = f ( χ )。
二、产品的寿命特征
• 对不可修复的产品，其寿命是指故障前的工作 对不可修复的产品， 时间。 时间。 • 对可修复产品，其寿命是指两故障间的平均工 对可修复产品，其寿命是指两故障间的平均工 作时间，也称无故障工作时间。 作时间，也称无故障工作时间。
1、平均寿命（T） 、平均寿命（
• 所谓平均寿命就是寿命的平均值，或是平均无故 所谓平均寿命就是寿命的平均值， 障工作时间， 障工作时间，MTBF（mean time between failures）。 • 当故障密度 (t)为连续时， T = ∫0 tf ( t )dt 当故障密度f 为连续时 为连续时， • 当f (t)为离散时，则 为离散时， 为离散时
可靠性理论基础复习资料
可靠性理论基础复习资料目录第一章绪论第二章可靠性特征量第三章简单不可修系统可靠性分析第四章复杂不可修系统可靠性分析第五章故障树分析法第六章三态系统可靠性分析第七章可靠性预计与分配第八章寿命试验及其数据分析第九章马尔可夫型可修系统的可靠性第一章：可靠性特征量2.1可靠度2.2失效特征量2.3可靠性寿命特征2.4失效率曲线2.5常用概率分布2.1可靠度一、系统的分类：可修系统与不可修系统；可修系统是指系统的组成单元发生故障后，经过维修能够使系统恢复到正常工作状态。
不可修系统是指系统或其组成单元一旦发生失效，不在修复，系统处于报废状态。
二、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。
1. 产品：可以是一个小零件，也可以指一个大系统。
2. 规定条件：主要是指使用条件和环境条件。
3. 规定时间：包括产品的运行时间、飞机起落架的起飞着陆次数、循环次数或旋转次数等。
产品可靠性是非确定性的，并且具有概率性质和随机性质。
广义可靠性与狭义可靠性指可修复产品在使用中或者不发生故障(通过预防性维修)，或者发生故障也易于维修，因而经常处于可用状态的能力。
广义可靠性=狭义可靠性+可维修性广义可靠性典型事例：赛车可靠性的分类：固有可靠性和使用可靠性固有可靠性：通过设计、制造、管理等所形成的可靠性(通常体现在产品的固有寿命上)使用可靠性：产品在使用条件影响下，保证固有可靠性的发挥与实现的功能。
(通常体现在产品的实际使用寿命上)使用条件：包括运输、保管、维修、操作和环境条件等。
例1:判断下面说法的正确性：所谓产品的失效，即产品丧失规定的功能。
对于可修复系统，失效也称为故障。
(V)例2：可靠度R(t)具备以下那些性质？ ( BCD) A. R(t)为时间的递增函数B. o w R(t) < 1C. R(0)=1D. R()=0若受试验的样品数是N o个，到t时刻未失效的有Ns(t)个；失效的有N f(t)个。
汽车可靠性理论基础
（九）维修度M(t)：系统在规定的条件下进行维修时，在规定的时
间内，保持或恢复到规定状态的概率。
•
（十）有效度：把系统可靠性和维修性特性转换为效能的一个指标 的参数。
三、系统可靠性 （一）系统可靠性的定义•
系统可靠性是指工作系统在一定的使用条件下，在要求的工作 时间内，完成规定功能的能力。
2)退化型故障模式 如老化、变质、剥落以及异常磨损等。
3)松脱型故障模式 如松动、脱落等，特别是螺纹链接件。
4)失调型故障模式 如压力过高或过低、行程失调、间隙过大或过小、干涉 以及卡滞等 。
5)堵塞与渗漏型故障模式 如堵塞、气阻、漏油、漏水以及漏气等 。
6)性能衰退或功能失效型故障模式 如功能失效、性能衰退、公害超标、异响以及过热等 。
⑴威布尔分布的定义与特征 • 威布尔分布的基本形式为一种三参数分布，其 表达式为： 故障概率密度函数：
§1-3 汽车可靠性分析 一、汽车可靠性数据的采集 • （一）可靠性试验的目的
1)为研制新产品、发现其弱点以改进设计； 2)为确认零件的设计任务书； 3)为接受产品和保证产品质量； 4)为审查制造工艺的好坏等。
（四）故障率：故障率函数也称失效率函数，是指产品到t时刻为 止未发生故障，在该时刻后发生故障的概率，用λ(t)表示，可以 表述产品在整个寿命期内出现故障的可能性。
计算故障率时，常用当量故障率D• 表示：
式中：n—样车数 t—时间 rj—第j类故障数， εj—第j类故障的当量系数。
汽车故障一般分成4类:
（二）汽车可靠性发展的历史 摇篮期 二战期间，美军的飞机因飞行故障损失的数量是被地方
击落数量的1.5倍；飞机上电• 子设备有60%不能正常使用。
质量管理学第9章 可靠性工程基础PPT课件
2010.1.1
质量 管理学
二二、、研固究内有容可、靠创性新点和使用可靠性
1、固有可靠性 固有可靠性是通过设计、制造赋予产
品的，即在生产过程中已经确立了的可靠 性。它与产品的材料、设计与制造工艺及 检验精度等有关。
2010.1.1
质量 管理学
二二、、研固究内有容可、靠创性新点和使用可靠性
2、使用可靠性 使用可靠性是产品在具体使用条件下
全部故障，能反映产品维修人力和后勤保障等
要求。它与规定的条件有关，即与产品所处的
环境条件、应力条件和寿命周期等因素有关。
2010.1.1
质量 管理学
二三、、研基究内本容可、靠创性新点和任务可靠性
2、任务可靠性 任务可靠性是指产品在规定的任务
剖面完成规定功能的能力。它反映了产 品在执行任务时成功的概率，它只统计 危及任务成功的致命故障。
质量 管理学
二一、、研可究内靠容性、指创标新点
在实际应用中，有时需要确定某一具体使用时
期的可靠度。即在这一使用期间之前，产品已工作了
一段时间 t 0 ，需确定其继续工作时间长度为t的可靠
可Hale Waihona Puke 靠度。根据条件概率公式，某一具体使用时期的可靠度 度
可以表示为 ：
的
R(t t0 | t0) PT t t0 |T t0
事件树分析法(ETA) 故障树分析法(FTA) 可靠性综合评估。 生产过程质量控制手段和方法
出版可靠性刊物、可靠性教材。
10 可靠性 管理
开展产品可靠性评审。
11 可靠性 标准化
产品标准
可 靠 性 工 程 研 究 内 容
质量 管理学
二三、、研可究内靠容性、工创程新点特点
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。
第一章 汽车可靠性理论基础
⑵偶然故障期（B段）
在此期间， λ（t）的变化趋于稳定，接近常数，属故障 率恒定型，相当与正常使用期。
此类故障多由操作不当、装配失控、润滑不良、维护欠佳、 材料及隐患等偶然因素而引发，没有一种特定的原因起主 导作用。 在正常使用期内，应在正常使用的基础上，执行“预防为 主、定期检测、强制维护、视情修理”的方针，以降低故障 率，维持并保证汽车的完好技术状况和工作能力。
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汽车维修 工程
精品课程
第一章 汽车可靠性理论基础
§1-1 汽车可靠性概述
一、汽车可靠性与维修 1、可靠性
指产品在规定的使用条件下和规定的时间内完成规定功 能的能力。 ⑴可靠性的四要素：产品、规定条件、规定时间、规定功能。
①产品:通常是指可作为单独研究或单独试验对象的任何元件、 零件，甚至一台完整的设备。
精品课程
第一章 汽车可靠性理论基础
2、维修：指在系统投入运行后，为了保持或在系统发 生故障后恢复产品完成规定功能的能力而采取的技 术与管理措施。
维修包括维护与修理，维护是为了保持产品完 成规定功能的能力；修理是为了在系统发生故障后 恢复产品完成规定功能的能力。
汽车维修只能在一定程度上维持汽车的技术状况， 提高其使用可靠性；但不能完全恢复其固有可靠性 水平。
④规定功能：设计任务书、使用说明书、订货合同以及国家标 准规定的各种功能和要求。如：安全性、舒适性、动力性、 经济性和排放性能等。
汽车可靠性标志着汽车在整个使用寿命周期内保持 所需质量指标的性能。
2007年6月
编辑版pppt
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汽车维修 工程
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第一章 汽车可靠性理论基础
（2）可靠性的类型
①固有可靠性： 产品从设计到制造整个过程中确定了的内在可靠性，
第2章结构可靠性理论基础-PPT精选文档
f( P f ( rf ) ( s ) d r d s r ) d rf ( s ) d s f R S R S rs ≤
s
f P f ( rf ) ( s ) d r d s ( s ) d sf ( r ) d r f R S S R r rs ≤
第2章 结构可靠性理论基础
杨春侠 长沙理工大学土木工程学院
2012
东南大学2章 结构可靠性理论基础
1
一、失效概率和可靠概率
1、结构的功能函数
Z g(X1, X2
0 Xn ) 0 0
其中，X1,X2,…,Xn为影响结构可靠度的因素；可以综合为 两个变量R和S，则功能函数简化为： Z＝g(R，S)=R－S
东南大学2章 结构可靠性理论基础 3
2012
3、失效概率的计算 已知R和S的联合概率密度函数，则
P Z0 P RS0 f P r d s fRr,sd
r s 0
S
RS
失效区域
R S0
RS
可靠区域
R
2012 4
东南大学2章 结构可靠性理论基础
3、失效概率的计算
上述计算推广到n维，
fS (s)
fR (r )
计算更为复杂，不便
于实际应用。
2012 东南大学2章 结构可靠性理论基础
pf
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s,r
二、可靠指标
Cornel的定义 Haosfer & Lind的定义 Ditlevsen的定义
2012
东南大学2章 结构可靠性理论基础
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1、 Cornel的定义
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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。
对于一个具体产品来说，在规定的条件下和 规定的时间内，能否完成规定的功能是无法 事先知道的。即：故障是一个随机事件。
应用概率论与数理统计方法对产品的可靠性 进行定量计算是可靠性理论的基础。
二、故障原因 研究表明，造成故障的的主要原因为设计、
制造和管理等因素在计算无故障工作总次数时，每个产品的最后 一次无故障工作时间若不超过规定的时间则不予计 入。
失效率 failure rate-工作到某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。
可靠性验证试验 reliability compliance test-为确定产 品的可靠性特征量是否达到所要求的水平而进行的试 验。
在实际应用中人们逐步感到了传统的可靠性定义的
局限性，因为它只反映了任务成功的能力。在进行
可靠性设计时需要综合权衡完成规定功能和减少用 户费用两个方面的需求，于是美国于1980年颁发的 MIL－STD－785B按照DODD5000.40指令（国防重 要武器系统采办指令）将可靠性分为基本可靠性和
任务可靠性。把可靠性概念分为两种不同用途的可
个人简介
著作《火电厂锅炉系统及优化运行》、《燃 烧理论与技术》、《可再生能源》、《电站 锅炉空气预热器》等5部；
《发电设备》杂志编委； 发表论文120多篇，专利2
目录
可靠性基本概念 以可靠性为中心的检修技术 可靠性技术 故障诊断技术
第一节 可靠性基本概念
一、可靠性的定义
最早的可靠性定义由美国AGREE（可靠性咨 询组织）在1957年的报告中提出，1966年美国 的MIL－STD－721B又较正规地给出了传统 的或经典的可靠性定义：“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”。它 为世界各国的标准所引证，我国的GB318－82 给出的可靠性定义也与此相同。
管理 13％
产品的故障
制造 10％
其它 7％
据美国空军可靠性分析中心（RAC）的可靠 性数据库，造成产品故障的因素分布为：
三、可靠性术语
可靠性 reliability-产品在规定条件下和规定时 间内，完成规定功能的能力。
维修性 maintainability-在规定条件下使用的 产品在规定的时间内，按规定的程序和方法 进行维修时，保持或恢复到能完成规定功能 的能力。
可靠性参数用于定量地描述产品的可靠性水 平和故障强度,可靠性参数体系完整地表达了 产品的可靠性特征。可靠性工程中使用的可 靠性参数多达数十个，参数的使用随着工程 对象或者装备类型的不同而变化，在同一种 装备中还可能随着产品层次的不同而不同。 系统级的可靠性参数一般以可靠度为主；设 备级的可靠性参数一般以平均寿命MTBF为主。
修理 corrective maintenance-产品失效后，为 使产品恢复到能完成规定功能而进行的维修。
可靠度 reliability-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。
平均寿命（平均无故障工作时间） mean life （mean time between failures-MTBF）-寿命 （无故障工作时间）的平均值。
靠性概念，是美国国防部对可靠性工作实践经验总
结和对这一问题认识的深化。这无疑是一个新的重 要发展。我国1988年颁布的军标GJB450－88就引用 这两种新的可靠性定义。
基本可靠性的定义：“产品在规定条件下，无故障
的持续时间或概率”。它包括了全寿命单位的全部
故障，它能反映产品对维修人力和后勤保障资源的
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。
失效机理 failure mechanism-引起失效的物理、 化学变化等内在原因。
维修 maintenance-为保持或恢复产品能完成 规定功能的能力而采取的技术管理措施。
维护 preventive maintenance-为防止产品性能 退化或降低产品失效的概率，按事前规定的 计划或相应技术条件的规定进行的维修，也 可称预防性维修。
可靠度的观测值 observed reliability a．对于不可修复的产品，是指直到规定的时间区间 终了为止，能完成规定功能的产品数与在该时间区 间开始时刻投入工作的产品数之比。 b．对于可修复产品是指一个或多个产品的无故障 工作时间达到或超过规定时间的次数与观察时间内 无故障工作的总次数之比。
产品是泛指的，它可以是一个复杂的系统，也 可以是一个零件。
可靠性也是产品的一个质量指标，而且是与时 间有关的参量。
规定条件-包括产品使用时的应力条件（温度、 压力、振动、冲击等载荷条件)、环境条件 (地域、气候、介质等)和贮存条件等。
规定时间-经过零件筛选、整机调试和磨合后， 产品的可靠性水平会有一个较长的稳定使用 或贮存阶段，以后随着时间的增长其可靠性 水平逐渐降低。
可靠性认证 reliability certification-有可靠性要求的产 品的质量认证的一个组成部分。它是由生产方和使用 方以外的第三方，通过对生产方的可靠性组织及其管 理和产品的技术文件进行审查，对产品进行可靠性试 验，以确定产品是否达到所要求的可靠性水平。
四、可靠性参数体系
1、参数体系
需求。确定基本可靠性指标时应同几产品的所有寿 命单位和所有的故障。例加MTBF（平均无故障间 隔时间），MCBF（平均故障间的使用次数）， MTBM（Mean Time Between Maintenance，平均维 修间隔时间，一种与维修方针有关的可靠性参数，
其度量方法为：在规定的条件下和规定的时间内产