可靠性分析技术(评估)

序号
开机时间点 T0
停机时间点 T1
本次工作时间 T1-T0
备注
本表累积工作时间(小时)：
产品累积工作时间（小时）：
产品故障信息记录表-(供参考)
产品名称： 产品编号：
报告部门
故障件名称
故障模式 故障性质
相关故障 □
产品型号： 系统编号： 报告人员 故障件编号
责任故障□
报告日期 故障等级
人为故障□
119
145
182
可靠性评估的目的
作为产品可靠性定型鉴定的重要依据 产品往往受到资源（样本量、进度等）的限制，不能进行单独
的可靠性鉴定试验，在这种情况下经常采用可靠性评估的方法对产 品是否达到规定的可靠性要求进行判别，作为可靠性鉴定的重要依 据。 作为产品可靠性增长的重要依据
通过可靠性评估，可以定量分析的手段地判断可靠性薄弱环节 ，从而确定需要改进和增长的项目；另外，通过可靠性评估也可以 对于产品的可靠性增长趋势进行评价，为可靠性工作的改进提供依 据；
试验数据：在产品的研制生产过程中，需要进行各种性能 试验、环境试验和可靠性试验，这些试验产生的数据是可 靠性数据的重要来源。
现场数据：在产品的实际生产和使用过程中得到的产品工 作、故障和维修数据为现场数据。
截尾数据
规则截尾
➢ 定时截尾试验：产品进行试验，到预定的时间结束； ➢ 定数截尾试验：产品进行试验，到预定的故障数出现时结束；
分布参数的估计
可靠性参数计算
故障率
根据规定可接受的 故障率计算使用寿命
平均寿命
可靠度
给定可靠度计算 可靠寿命
经验分布函数
设总体的一组样本观测值 t1, t2 ,, tn
顺序排列为：
t(1) t(2) t(i) t(n)
，按其大小
下标i表示其排列的顺序号，定义经验分布函数为：
0 Fn (t) i / n
别出现过故障并修复，统计截止时间 为500小时。 样本2：[200] 200 表示该样本在200小时出现故障，不 修复
样本3：[300] 表示该样本统计时间为300小时，无 故障
针对所有样本：
（300，4）表示在累积300小时内发生
（T，r）
了4次故障
表示该产品在T时间内
共发生了r 个故障，T
为所有样本的累积工
此时，知道了产品的故障发现， 时间，不知道产品的故障发 生时间，为了转换为格式A 的形式，需要对故障发生时间 进行推断，采用以下方法：
假设某产品在t时间内发生了f个故障，按等间距插值
法可认为f个故障分别在以下时刻发生：
t
2t
…..
ft
f 1 f 1
f 1
2 产品可靠性评估方法
经典评估方法－针对常规情况 趋势评估方法－针对变母体情况 贝叶斯评估方法－针对小子样情况
作时间。
数据转换
格式A 的数据比较全面，可以转换为格式B 的数据，采 用以下公式进行转换：
n
T Ti i 1 n
r ri i 1
定期检测数据
在可靠性试验过程中，常常采用定期检测的方式，只有在 定期检测时才能发现产品是否发生故障，这时的数据格式 如下：
（T1，r1），（T2，r2），（T3，r3）
通过可靠性评估得到的产品可靠性参数值，可作为当前产品的 冗余设计、维修策略设计和备件方案设计的重要依据，也可以作为 后续产品的可靠性指标论证的技术依据。可靠性评估是对产品的可 靠性定量评价，辅助或代替可靠性鉴定。
1 可靠性数据的收集和整理
可靠性数据的来源及特点 试验数据和现场数据 故障数据的判定
可靠性数据的来源
故障描述
原因分析
解决措施
建议与要求 评审意见：
评审人
评审日期
整理数据
格式代号 A
B
数据格式
样例
对每个样本： [T] t1,t2,t3,…tn
ti 为产品发生故障前的累 积工作时间;
T 为统计截至产品累积 工作时间
样本1：[500] 100，221，300 表示在100小时，221小时，300小时分
随机截尾
➢ 参加试验的产品，由于某种原因中途撤离了试验；或在现场收集产品 信息中途失去或统计之时产品尚未寿终。这些中途失去观测的产品， 称为删除样品。
数据的截尾类型不同导致采用的评估方法不同
截尾试验示例图
定数截尾
定时截尾
随机截尾
1
1
1
2
2
2
3
3
3
4
4
4
5
5
5
6
6
6
7
7
7
8
8
8
9
9
9
10
10
10
tr
“广西玉柴机械股份 有限公司”
可靠性分析技术—— 数据分析和评估
咨询总监 王玮 2021年4月
主要内容
可靠性评估概述 可靠性数据的收集和分析 产品可靠性评估方法 产品可靠性评估实例
可靠性数据评估概述
什么是可靠性数据评估？ 可靠性数据评估的目的？ 可靠性数据评估怎么做？
可靠性 数据评
估？
可靠性评估
10
64
150
0
0.05
0.2
5
20
182
923
1000 1
样本的经验分布函数
当n较小时，为了减少误差，在小样本情况下(n≤20)，用下列 公式进行计算：
海森公式： 数学期望公式： 近似中位秩公式：
1
当t t1 当ti t ti1 当t tn
当n≥20，可以直接按上式进行计算。
例子
20个电子管在某次试验中发生的前５个故障以及最后一个记 录如下表
序号
1
2
Fra Baidu bibliotek
3
4
故障时间
26
64
119
145
0 Fn (t) i / n
1
当t t1 当ti t ti1 当t tn
故障时间 Fn(t)
定义：利用产品的可靠性数据，评估产品可靠性水平 产品：系统或组成系统的各个部分 可靠性数据：产品的试验或使用信息 评估方法：基于概率统计 可靠性水平：产品的可靠性参数值
➢ MTBF ➢ MTTF ➢ 可靠度 R
可靠性评估
20个电子管在某次试验中共发生５次故障，记录如下表
序号
1
2
3
4
5
故障时间
26
64
t0
t0
○表示故障
○表示故障
○表示故障 □表示删除
可靠性数据程序
工作记录表
1-收集
故障记录表
规范性检查
2-审核
完整性检查
数据库
3-存档
纸介文档
关键件和增长计划
4-利用
故障模式手册
可靠性评估
可靠性设计准则
产品名称： 产品型号： 产品编号：
产品工作信息记录表-(供参考)
记 录 人： 记录日期： 之前累积工作时间（小时）：
2.1 经典评估方法
产品的失效、老化、磨损等都是随机的现象，概率模型可以 用来描述这些现象 利用概率和数理统计作为可靠性评估理论基础的评估方法。 概率和数理统计的核心是利用样本的特性推断总体的特性。
经典可靠性评估流程
内厂可靠性试验
数据收集、整理
外场数据
经验分布函数或可靠度观测值计算 寿命分布检验