质量管理学第十二章可靠性管理
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– 例3、某机器平均失效间隔时间198h，平均修理时间2h， 求机器的内在可用性？
第二节 可靠性的度量
• 可靠性水平或相应的能力可以通过可靠度、失效 性、平均失效时间、平均失效间隔时间等来度量。
• 可靠性随时间变化的规律可以通过可靠度函数、 产品寿命线、累积失效函数、失效概率密度等来 表示。
• 系统的可靠性通过分析各个元件的构成形式及其 可靠性计算和预测。
– 只要理解就可以，一般不用计算！
失效 概率
f（t）
F（T）
R（T）
T
时间
第二节 可靠性的度量
• 二、系统可靠性的度量与预测
– （1）串联系统：一个环节失效，系统失效 – 其可靠性遵循乘法概率（后一环节可靠性受前一
环节的影响） – Rs=R1R2R3…Rn
• 如:一流水线上有三元件，各元件的可靠性为 0.997，0.98，0.975，则系统可靠性
– 内在可用性定义：
平均失效间隔时间（MTBF） ②内在可用性＝
MTBF＋ 平均修理时间（MTTR）
• MTBF:平均失效间隔时间 • MTTR：平均修理时间
练习
– 例1、某设备平均间隔时间是900h，为了保证该设备运 行可用性不小于0.9，则平均停工时间需控制在多少？
– 例2、某机器3年平均停工时间为20h，两次维修之间平 均时间间隔980h，求运行可用性？
– 分为：预防性维修、纠正性维修
• 预防性维修：通过对正常产品或系统的监视、检 查、检测，发现失效征兆，防止失效（故障）发 生，使其保持在规定的状态所进行的活动。
• 纠正性维修：指产品或系统发生失效后，使其恢 复到规定状态所进行的活动。 维修过程一般是：故障诊断-定位-隔离-部件分解-
更换-重新安装-调准与检测等 良好的维修性通过增加设备在一定时期内满足要求 进行的概率，来增加可靠性。
– （2）可用性：设备不因为失效而停机的可能性或 概率。它是产品或系统在任一时间执行任务时，处 于工作状态和可使用状态的程度。
–分为运行可用性和内在可用性
–运行可用性定义：
①运行可用性＝
维修之间的时间（MTBM） MTBM＋ 平均停工时间（MDT）
• MTBM:两次维修之间间隔时间包括纠正性和预防性维修 • MDT：平均停工时间：包括纠正性、预防性维修时间和等待时间
第二节 可靠性的度量
• 1、单元可靠性的度量
– 失效率=总失效数/总运行时数
– 失效率的倒数=总运行时数/总失效数：
• 代表平均失效时间（MTTF）（不能修的）或平均失效时间间 隔（MTBF）（能修的）
– （1）失效率和失效率曲线
累计
失效率
失效
百分 比
早期 失效
可用 寿命
损耗 期
B
A
0 500
4500 5000 h
质量管理学 第十二章 可靠性管理
主要内容
• 可靠性及其相关概念 • 可靠性的程度 • 可靠性工程 • 可靠性管理
第一节 可靠性及其相关概念
• 一、可靠性的含义
可靠性是指元件、产品或系统在特定的运行条件 下、在规定的时间内，发挥其预定的功能的能力 或概率
• 四个基本要素 1、能力或效能
2、规定的时间
• 如：某系统在某一运行元件外建立了四套保护元件， 每个元件的可靠性为0.99，则系统可靠性为：
• Rs=1-（1-R1）（1-R2）（1-R3）…（1-Rn） • =1-（1-0.99）（1-0.99） …=0.9999999999
• 例1：某元件可靠性为0.95，求下列系统的 可靠性？
• 例2：求系统的可靠性？
• Rs=R1R2R3…Rn=0.997*0.98*0.975=0.953
第二节 可靠性的度量
– （2）并联系统：一个环节失效，其他环节正常运行；
所有环节失效，系统失效。 – 先计算每一个环节失效概率，系统中所有环节整体失
效概率为每一个环节失效概率的积，系统的可靠性为： 1-整体失效概率
– Rs=1-（1-R1）（1-R2）（1-R3）…（1-Rn）
• 可修复的失效，通常称为故障
第一节 可靠性及其相关概念
• 2、概率或可能性
• 可靠性是发挥特定功能的可能性
• 3、规定的时间
• 在规定的时间内不发生失效或失效的次数少，则 可靠性高，或者发生故障前正常运行的时间长。
• 4、特定的运行条件
• 涉及产品使用的量和使用条件，是产品使用环境 和工作环境。
第一节 可靠性及其相关概念
• 二、可靠性分类
– 按可靠性分析和研究的层次和对象分： 元件可靠性、产品可靠性和系统可靠性 （不同层次的可靠性之间存在复杂的相互作用） – 按可靠性设计的角度：
固有可靠性和实现可靠性
第一节 可靠性及其相关概念
• 三、可靠性与维修性、可用性的关系
– （1）维修性：在特定的条件下和规定的时间内， 系统或产品按照规定的程序和方法进行维修可以 保持或恢复到其规定状态的能力。
第三节 可靠性工程
– 提高可靠性的方法： • 选择标准化的元器件 • 使用冗余技术 • 耐环境设计 • 维修性设计
第二节 可靠性的度量
• 实际失效率的计算
• R=总失效数/总单元运行时数 • 或R=总失效数/（试验单元数*试验时数）
第二节 可靠性的度量
• （2）可靠度函数 R(t)
– R(t)：即产品在规定时间内不发生失效的概率
– R(t)=P（t<T）tห้องสมุดไป่ตู้时间变量，T为发生失效的时间，有时 为产品寿命。
– R(t)的确定 • 失效密度函数： • 累计失效分布函数： • 可靠性函数： R(T ) 1 F (T ) eT • λ代表失效率
3、特定的运行条件
4、可能性或概率
第一节 可靠性及其相关概念
• 1、能力或效能
• 可靠性表现为是否能够具有特定的功能、能力和发挥相应 的效能
• 失效为元件、产品、系统或其一部分不能完成预定功能的 事件或状态。
• 失效有两种类型： • 功能性失效 制造缺陷或原材料缺陷造成的
• 可靠性失效 使用了一段时间后的
0.9
0.95
0.9
0.9
0.9
第三节 可靠性工程
– 可靠性工程：指关于设计、制造和保护产品具有
高可靠性的知识和技术。
• 1、可靠性设计
– 过程：
• 规定可靠性的要求 • 建立可靠性模式 • 分配可靠性 • 预测可靠性 • 正式确定产品可靠性设计的原则和要求，形成设计标
准和规范 • 选择和控制元件。 • 必要时进行环境、维修等辅助设计
第二节 可靠性的度量
• 可靠性水平或相应的能力可以通过可靠度、失效 性、平均失效时间、平均失效间隔时间等来度量。
• 可靠性随时间变化的规律可以通过可靠度函数、 产品寿命线、累积失效函数、失效概率密度等来 表示。
• 系统的可靠性通过分析各个元件的构成形式及其 可靠性计算和预测。
– 只要理解就可以，一般不用计算！
失效 概率
f（t）
F（T）
R（T）
T
时间
第二节 可靠性的度量
• 二、系统可靠性的度量与预测
– （1）串联系统：一个环节失效，系统失效 – 其可靠性遵循乘法概率（后一环节可靠性受前一
环节的影响） – Rs=R1R2R3…Rn
• 如:一流水线上有三元件，各元件的可靠性为 0.997，0.98，0.975，则系统可靠性
– 内在可用性定义：
平均失效间隔时间（MTBF） ②内在可用性＝
MTBF＋ 平均修理时间（MTTR）
• MTBF:平均失效间隔时间 • MTTR：平均修理时间
练习
– 例1、某设备平均间隔时间是900h，为了保证该设备运 行可用性不小于0.9，则平均停工时间需控制在多少？
– 例2、某机器3年平均停工时间为20h，两次维修之间平 均时间间隔980h，求运行可用性？
– 分为：预防性维修、纠正性维修
• 预防性维修：通过对正常产品或系统的监视、检 查、检测，发现失效征兆，防止失效（故障）发 生，使其保持在规定的状态所进行的活动。
• 纠正性维修：指产品或系统发生失效后，使其恢 复到规定状态所进行的活动。 维修过程一般是：故障诊断-定位-隔离-部件分解-
更换-重新安装-调准与检测等 良好的维修性通过增加设备在一定时期内满足要求 进行的概率，来增加可靠性。
– （2）可用性：设备不因为失效而停机的可能性或 概率。它是产品或系统在任一时间执行任务时，处 于工作状态和可使用状态的程度。
–分为运行可用性和内在可用性
–运行可用性定义：
①运行可用性＝
维修之间的时间（MTBM） MTBM＋ 平均停工时间（MDT）
• MTBM:两次维修之间间隔时间包括纠正性和预防性维修 • MDT：平均停工时间：包括纠正性、预防性维修时间和等待时间
第二节 可靠性的度量
• 1、单元可靠性的度量
– 失效率=总失效数/总运行时数
– 失效率的倒数=总运行时数/总失效数：
• 代表平均失效时间（MTTF）（不能修的）或平均失效时间间 隔（MTBF）（能修的）
– （1）失效率和失效率曲线
累计
失效率
失效
百分 比
早期 失效
可用 寿命
损耗 期
B
A
0 500
4500 5000 h
质量管理学 第十二章 可靠性管理
主要内容
• 可靠性及其相关概念 • 可靠性的程度 • 可靠性工程 • 可靠性管理
第一节 可靠性及其相关概念
• 一、可靠性的含义
可靠性是指元件、产品或系统在特定的运行条件 下、在规定的时间内，发挥其预定的功能的能力 或概率
• 四个基本要素 1、能力或效能
2、规定的时间
• 如：某系统在某一运行元件外建立了四套保护元件， 每个元件的可靠性为0.99，则系统可靠性为：
• Rs=1-（1-R1）（1-R2）（1-R3）…（1-Rn） • =1-（1-0.99）（1-0.99） …=0.9999999999
• 例1：某元件可靠性为0.95，求下列系统的 可靠性？
• 例2：求系统的可靠性？
• Rs=R1R2R3…Rn=0.997*0.98*0.975=0.953
第二节 可靠性的度量
– （2）并联系统：一个环节失效，其他环节正常运行；
所有环节失效，系统失效。 – 先计算每一个环节失效概率，系统中所有环节整体失
效概率为每一个环节失效概率的积，系统的可靠性为： 1-整体失效概率
– Rs=1-（1-R1）（1-R2）（1-R3）…（1-Rn）
• 可修复的失效，通常称为故障
第一节 可靠性及其相关概念
• 2、概率或可能性
• 可靠性是发挥特定功能的可能性
• 3、规定的时间
• 在规定的时间内不发生失效或失效的次数少，则 可靠性高，或者发生故障前正常运行的时间长。
• 4、特定的运行条件
• 涉及产品使用的量和使用条件，是产品使用环境 和工作环境。
第一节 可靠性及其相关概念
• 二、可靠性分类
– 按可靠性分析和研究的层次和对象分： 元件可靠性、产品可靠性和系统可靠性 （不同层次的可靠性之间存在复杂的相互作用） – 按可靠性设计的角度：
固有可靠性和实现可靠性
第一节 可靠性及其相关概念
• 三、可靠性与维修性、可用性的关系
– （1）维修性：在特定的条件下和规定的时间内， 系统或产品按照规定的程序和方法进行维修可以 保持或恢复到其规定状态的能力。
第三节 可靠性工程
– 提高可靠性的方法： • 选择标准化的元器件 • 使用冗余技术 • 耐环境设计 • 维修性设计
第二节 可靠性的度量
• 实际失效率的计算
• R=总失效数/总单元运行时数 • 或R=总失效数/（试验单元数*试验时数）
第二节 可靠性的度量
• （2）可靠度函数 R(t)
– R(t)：即产品在规定时间内不发生失效的概率
– R(t)=P（t<T）tห้องสมุดไป่ตู้时间变量，T为发生失效的时间，有时 为产品寿命。
– R(t)的确定 • 失效密度函数： • 累计失效分布函数： • 可靠性函数： R(T ) 1 F (T ) eT • λ代表失效率
3、特定的运行条件
4、可能性或概率
第一节 可靠性及其相关概念
• 1、能力或效能
• 可靠性表现为是否能够具有特定的功能、能力和发挥相应 的效能
• 失效为元件、产品、系统或其一部分不能完成预定功能的 事件或状态。
• 失效有两种类型： • 功能性失效 制造缺陷或原材料缺陷造成的
• 可靠性失效 使用了一段时间后的
0.9
0.95
0.9
0.9
0.9
第三节 可靠性工程
– 可靠性工程：指关于设计、制造和保护产品具有
高可靠性的知识和技术。
• 1、可靠性设计
– 过程：
• 规定可靠性的要求 • 建立可靠性模式 • 分配可靠性 • 预测可靠性 • 正式确定产品可靠性设计的原则和要求，形成设计标
准和规范 • 选择和控制元件。 • 必要时进行环境、维修等辅助设计