可靠性设计-概述和基本理论
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失效率λ(t)为常数: λ(t)= λ
Evaluation only.
ted with可As靠po度se.SliRdes(tfo)r .NEeT 3.5t Client Profile 5.2
Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.
失效概率 Q(t ) 1 R(t ) 1 et
（2）Co偶py然righ失t 2效004-2011 Aspose Pty Ltd.
原因：由非预期的过载、误操作、意 外天灾等偶然因素造成。
特点：失效率稳定，恒定
(3) 功能失效（耗损失效）
原因：产品疲劳老化磨损腐蚀等引起 特点：失效率递增
失效率曲E线val—uat—ion浴on盆ly. 曲线
ted with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2 Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.
Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.
所以 R(t ) t f (t )
３）产品失效模式
（1）早期失效
原因：设计制造、贮存运输及调试、 跑合、起动不当等导致的产品缺陷 ted w特ith点As：po失se效.SlE率idvea递slufao减trio.迅NnEo速Tnl3y下..5降Client Profile 5.2
机 械 可 靠 性 设 计 Evaluation only.
ted with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2 Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.
一、可靠性设计概述和基本理论
１、可靠性概念
可靠性指产品在规定条件下和规 定时间内完成E规val定uat功ion能on的ly.能力
７、可靠性设计相关基本概念和指标
１）可靠度 ２）失效率（故障率） ３）失效模式 ted wi４th A）sp平os均e.S寿lEidv命easlu（faotr平io.Nn均EoTn失l3y..效5 C时lie间nt P）rofile 5.2 ５C）op有yrig效ht寿20命04-2011 Aspose Pty Ltd. ６）维修度 ７）有效度 ８）重要度
5.2
可靠Co度py：right
2004-2011 Aspose
R(t ) 1 Q(t ) t
P1ty Ltd.1(t e2
2
2 )
dt
失效率： 1(t )2
1( t )2
(t ) f (t ) / R(t ) e 2 / e t 2 dt
韦布尔分布的失效概率 基于韦布尔分布可以准确描述产品因
ted w２ith 、Asp可os靠e.S性lide相s f关or .学NE科T 3.5 Client Profile 5.2
Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.
１）可靠性物理－产品失效原因和机理 ２）可靠性数学－可靠性计算分析方法 ３）可靠性工程－可靠性分析、设计、试 验、使用与维护
指数分布： MTBF 1/
韦布尔分布： MTBF (1 1)0 R(t)dt
b
５）有效寿命
产品在其偶然失效期的失效都是因 误操作等偶然因素而造成，故在该阶段 是产品可有效工作的时期，这段时间称 为产品的有效E寿va命luation only.
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Q(t) Nf 1 R(t) N
显然： R(t) Q(t) 1
２）失效率λ(t)：产品在规定条件下
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。
若定义：(t) Ev(aNluannti((ottn)))ont ly.为平均失效率
ted with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2
失效概率密度函数
f (t ) (t )R(t ) R(t ) et
正态分布的可靠度和失效概率
基于正态分布可以描述因老化所 导致的产品失效
ted失wi效th A概sp率ose：.SlEidvQeas(lutf)aotrio.NntEoTnl31y2..5
1( t )2
e 2 dt
Client Profile
Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.
如果令. f (t) d Q(t) d(t)
则：
Ev(atlu)ation
f (t)
only.
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性能可靠 结构可靠
５、可靠性设计的内容
１）可靠性预测－根据产品失效数据分
析预测产品在对应所规定条件下、规定时 间内完成规定功Ev能alu的at概ion率o．nly.
ted with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2 Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.
１）、可靠度R(t)：产品在规定条件
下和规定的时间内完成规定功能的概率
可靠度记为：R(ｔ)；R(ｔ)=P{Ｔ>ｔ}
ted其w中ith ：AspTo为se产.SlE品idvea寿slufao命trio.；NnEoｔTnl3y为..5规Cli定en的t P时rofi间le 5.2
{ＴC>opｔyr}i有gh下t 20列04三-2个01含1 A义sp：ose Pty Ltd. 产品在时间ｔ内完成规定的功能 产品在时间ｔ内无故障 产品的寿命Ｔ大于ｔ
不同失效模式的失效率概率分布
Evaluation only. ted with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2
Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.
指数分布的可靠度和失效概率
基于指数分布可以准确描述由偶 然因素所导致的产品失效
４）、平均寿命（MTBF）
产品失效的平均时间间隔；即产品 平均无故障工作时间。
MTBFEvalu0aRtio(nt
)dt
only.
ted wi正thCA态osppy分orsige布h.St 2l：i0d0e4sM-f2oT0rB1.1NFEATsp03o.0s5eCPli1tey2nLtetPd12r.(otfi)l2edt5dt.2
若N个零件在同样条件下工作，在规定时 间内有Nf个失效，剩下Nt个仍继续工作， 则 可靠度R(t)为：
R(tE) vaNlutatioNn onNlfy. 1 Nf ted with Aspose.SlidesNfor .NENT 3.5 ClieNnt Profile 5.2
失效C概op率yriQgh(tt)2为004：-2011 Aspose Pty Ltd.
Байду номын сангаас
)]
失效率： (t ) f (t ) / R(t ) b ( t ) 1
β:形状参数
θ:尺度参数
形状参数不同
f (x)
β=0.5 β=2 β=3.6 β=5
Evaluation only.
η=1 x0=0
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计所规定的方法和操作步骤实现自身功能
４）寿命可靠－产品可在设计所
规定的时间周期内稳定运行并按时报废
４、可靠性的作用和价值
可靠性是产品质量的一项重要指标
重要关键产品的可靠性问题突出，如 航空航天产品Ev；aluation only. ted with量CAo大sppyo面rsige广h.St 的2li0d产0e4s品-f2o0，r1.1N可EA靠Tsp3o性.s5e与CPl经iteyn济Lt tPd性r.o密file 5.2 切相关，如洗衣机等；
材料疲劳和强度破坏所导致的失效
失效概率：EvQ alu(attio)non1ly.
[( t
e
)]
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可靠Co度py：right
20R04(-t2)0111AspQos(etP)ty Letd[.(t
产品有效寿命＝［t0,t1］
６）维修度－修复概率
产品在规定时间内按照规定程序方法 维修，保持或恢复到能完成规定功能状 态的概率 , 它成指数分布
其中，f(t)称故障概率密度函数，是 产品失效概率的时间导数.
故障概率密度函数与可靠度的关系
由 f (t) d Q(t)
d(t)
Q(t ) 0t f (t )
因Q（t）=E1va-lRua（tiont）only.
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２）可靠性分配－如何依据产品的可靠
性需求和指标，安排其内部零部件的可靠 性，保证产品可靠性达标．
６、可靠性设计的必要性
1）产品复杂密集程度日益提高对产品 本身安全性提出更高要求 2）产品责任法使企业必须考虑产品故 障所造成的损Ev失alu，atio以n 及onl由y. 此而引起的 ted 法with律A责spo任se.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2 3）C市op场yri竞ght争20全04球-20化11，As必po须se重Pty视L产td. 品的 可靠性。 4）产品维护保养成本随人工费用日益 提高。
３、产品可靠性的内涵
１）性能可靠－产品性能不会超
出设计所规定的范围
２）结构Eva可lu靠atio－n o产nl品y. 在设计所规
ted定wi的th A载sp荷os范e.围Sli内de不s f会or 出.NE现T断3.裂5 C破lie损nt Profile 5.2
Co３py）rig使ht 2用00可4-2靠01－1 A产sp品os可e P稳ty定L按td.设
高可靠性产品，市场竞争力强
产品质量
功能
有效性
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固有可靠性 使用可靠性 环境适应性
Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.
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n(t )
则
(t) lim (t) lim
N dQ(t)
N t 0
N t 0
1
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为失效率
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Cβo=1pyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.
x
尺度参数不同
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失效概率 Q(t ) 1 R(t ) 1 et
（2）Co偶py然righ失t 2效004-2011 Aspose Pty Ltd.
原因：由非预期的过载、误操作、意 外天灾等偶然因素造成。
特点：失效率稳定，恒定
(3) 功能失效（耗损失效）
原因：产品疲劳老化磨损腐蚀等引起 特点：失效率递增
失效率曲E线val—uat—ion浴on盆ly. 曲线
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所以 R(t ) t f (t )
３）产品失效模式
（1）早期失效
原因：设计制造、贮存运输及调试、 跑合、起动不当等导致的产品缺陷 ted w特ith点As：po失se效.SlE率idvea递slufao减trio.迅NnEo速Tnl3y下..5降Client Profile 5.2
机 械 可 靠 性 设 计 Evaluation only.
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一、可靠性设计概述和基本理论
１、可靠性概念
可靠性指产品在规定条件下和规 定时间内完成E规val定uat功ion能on的ly.能力
７、可靠性设计相关基本概念和指标
１）可靠度 ２）失效率（故障率） ３）失效模式 ted wi４th A）sp平os均e.S寿lEidv命easlu（faotr平io.Nn均EoTn失l3y..效5 C时lie间nt P）rofile 5.2 ５C）op有yrig效ht寿20命04-2011 Aspose Pty Ltd. ６）维修度 ７）有效度 ８）重要度
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R(t ) 1 Q(t ) t
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１）可靠性物理－产品失效原因和机理 ２）可靠性数学－可靠性计算分析方法 ３）可靠性工程－可靠性分析、设计、试 验、使用与维护
指数分布： MTBF 1/
韦布尔分布： MTBF (1 1)0 R(t)dt
b
５）有效寿命
产品在其偶然失效期的失效都是因 误操作等偶然因素而造成，故在该阶段 是产品可有效工作的时期，这段时间称 为产品的有效E寿va命luation only.
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Q(t) Nf 1 R(t) N
显然： R(t) Q(t) 1
２）失效率λ(t)：产品在规定条件下
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。
若定义：(t) Ev(aNluannti((ottn)))ont ly.为平均失效率
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失效概率密度函数
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正态分布的可靠度和失效概率
基于正态分布可以描述因老化所 导致的产品失效
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性能可靠 结构可靠
５、可靠性设计的内容
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析预测产品在对应所规定条件下、规定时 间内完成规定功Ev能alu的at概ion率o．nly.
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１）、可靠度R(t)：产品在规定条件
下和规定的时间内完成规定功能的概率
可靠度记为：R(ｔ)；R(ｔ)=P{Ｔ>ｔ}
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不同失效模式的失效率概率分布
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指数分布的可靠度和失效概率
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４）、平均寿命（MTBF）
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失效率： (t ) f (t ) / R(t ) b ( t ) 1
β:形状参数
θ:尺度参数
形状参数不同
f (x)
β=0.5 β=2 β=3.6 β=5
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计所规定的方法和操作步骤实现自身功能
４）寿命可靠－产品可在设计所
规定的时间周期内稳定运行并按时报废
４、可靠性的作用和价值
可靠性是产品质量的一项重要指标
重要关键产品的可靠性问题突出，如 航空航天产品Ev；aluation only. ted with量CAo大sppyo面rsige广h.St 的2li0d产0e4s品-f2o0，r1.1N可EA靠Tsp3o性.s5e与CPl经iteyn济Lt tPd性r.o密file 5.2 切相关，如洗衣机等；
材料疲劳和强度破坏所导致的失效
失效概率：EvQ alu(attio)non1ly.
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可靠Co度py：right
20R04(-t2)0111AspQos(etP)ty Letd[.(t
产品有效寿命＝［t0,t1］
６）维修度－修复概率
产品在规定时间内按照规定程序方法 维修，保持或恢复到能完成规定功能状 态的概率 , 它成指数分布
其中，f(t)称故障概率密度函数，是 产品失效概率的时间导数.
故障概率密度函数与可靠度的关系
由 f (t) d Q(t)
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因Q（t）=E1va-lRua（tiont）only.
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２）可靠性分配－如何依据产品的可靠
性需求和指标，安排其内部零部件的可靠 性，保证产品可靠性达标．
６、可靠性设计的必要性
1）产品复杂密集程度日益提高对产品 本身安全性提出更高要求 2）产品责任法使企业必须考虑产品故 障所造成的损Ev失alu，atio以n 及onl由y. 此而引起的 ted 法with律A责spo任se.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2 3）C市op场yri竞ght争20全04球-20化11，As必po须se重Pty视L产td. 品的 可靠性。 4）产品维护保养成本随人工费用日益 提高。
３、产品可靠性的内涵
１）性能可靠－产品性能不会超
出设计所规定的范围
２）结构Eva可lu靠atio－n o产nl品y. 在设计所规
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Co３py）rig使ht 2用00可4-2靠01－1 A产sp品os可e P稳ty定L按td.设
高可靠性产品，市场竞争力强
产品质量
功能
有效性
Evaluation only.
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固有可靠性 使用可靠性 环境适应性
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n(t )
则
(t) lim (t) lim
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Cβo=1pyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.
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尺度参数不同
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