（机械制造及其自动化专业论文）基于任务的数控机床可靠性建模、分析及分配技术研究.pdf

i i i ii it ll llu l li il liii 18 5 7 6 6 5 基于任务的数控机床可靠性建模、分析及分 配技术研究 重庆大学博士学位论文 学生姓名：王国强 指导教师：张根保教授 专业：机械制造及其自动化 学科门类：工学 重庆大学机械工程学院 二o o 年十一月 r e s e a r c ho f r e l i a b i l i t ym o d e l i n g ，a n a l y s i s a n da l l o c a t i o nt e c h n o l o g yo fc nm a c h i n e b a s e do nt a s k at h e s i ss u b m i t t e dt oc h o n g q i n gu n i v e r s i t y i np a r t i a lf u l f i l l m e n to ft h er e q u i r e m e n tf o rt h e d e g r e eo f d o c t o ro fe n g i n e e r i n g b y w a n gg u o q i a n g s u p e r v i s o r ：p r o f z h a n g g e n b a o m a j o r ：m e c h a n i c a lm a n u f a c t u r i n g a n di t sa u t o m a t i o n c o l l e g eo f m e c h a n i c a le n g i n e e r i n gc h o n g q i n gu n i v e r s i t y , c h o n g q i n g ，c h i n a n o v e m b e r2 0 10 中文摘要 摘要 经过2 0 年的改革开放，我国已经成为世界的“制造业大国”，但还不是一个“制 造业强国”，作为一个国家制造业基础的装备制造业，与国外先进水平相比还有较 大的差距。装备制造业是制造业的基础，数控机床则是实现装备制造业现代化的 关键设备，它是集机、电、液、气、光等多学科技术于一身的现代化工作母机， 数控机床是先进制造技术的基础装备，其技术水平是衡量一个国家工业现代化水 平的重要标志。随着高新技术的引入和机电一体化技术的发展，数控机床的功能 更加先进，性能水平更高。然而，随着系统的越来越复杂，在数控机床设计、制 造和使用过程中使整机发生故障或初始性能失效的机会也明显增多。如果数控机 床不可靠，高性能不能维持，则会失去其可用性。因此，可靠性技术己成为制约 我国数控机床发展的“瓶颈”，提高国产数控机床的可靠性水平已成为国家、用户 和机床制造行业的一致呼声。 为了尽快提高国产数控机床的可靠性水平，本文提出以“基于任务的数控机床 可靠性研究方法”为核心，对数控机床可靠性建模、可靠性分析和可靠性分配等关 键的理论和技术进行深入系统的研究，提出一套系统的数控机床可靠性解决方案， 为我国数控机床可靠性的提高提供了一个新的思路。 首先，论文引入“任务”的概念，将多阶段任务系统理论和任务可靠性原理结 合起来，根据数控机床加工零件总任务的实际情况，在比较全面的分析了数控机 床加工零件过程的特点后，建立了数控机床的任务剖面层次模型。数控机床阶段 任务层次模型将数控机床加工零件的任务过程分为元任务组和元任务两个层次， 论文对其进行了详细阐述。基于多阶段任务系统的数控机床可靠性研究思想突破 了传统的数控机床可靠性的研究思路，为数控机床的可靠性研究打下坚实的基础。 其次，针对基于任务的数控机床可靠性建模问题，论文以数控机床的树形任 务剖面模型为基础，从元任务组和元任务两个层次进行了详细分析与研究。在元 任务层，以能够描述机械系统逻辑进程的g o 法为手段，在分析单元相关性的基 础上，建立了该层次的可靠性模型，同时提出了对共有信号的修正算法；在元任 务组层，分析了构成元任务组的各元任务之间的逻辑关系，以马尔可夫理论为手 段，在同时考虑单元共用相关性和时段延续相关性的基础上，分别建立了串行、 并行、并串行、串并行、循环和随机关系的可靠性模型，并以国产某型j j 口- r 中心 为例，全面建立了基于任务的可靠性模型。 第三，针对基于任务的数控机床可靠性分析问题，论文从数控机床执行任务 的角度对收集到的数控机床故障数据进行了分析，考虑到各元任务组或元任务在 重庆人学博+ 学位论文 不同要求，更准确地反映出各元任务组或元任务的实际故障率， 的主攻方向。 基于任务的数控机床可靠性分配问题，论文以数控机床基于任务 基础，从元任务组和元任务两个层次进行了详细分析与研究。在 用模糊集理论，并充分考虑到多领域专家的意见和产品开发过程 了一种判定模糊真值的函数，并给出了一种确定隶属度的方法。 故障数据的分析，建立了数控机床可靠性分配指标体系和权重， 了确定，并以实例证明了该方法的正确性；在元任务层，分析了 函数的局限性，根据可靠性成本函数的规律构建了数控机床可靠 ，对函数的性质和参数的确定进行了研究，并通过实例验证了该 建立了以数控机床g o 图模型和可靠性预估成本函数为基础的非 并用遗传算法对其进行了求解。 床，多阶段任务系统，元任务，可靠性模型，可靠性分析，可靠 i i 英文摘要 a b s t r a c t b y2 0y e a r s r e f o r m i n ga n do p e n i n g ，o u rc o u n t r yh a sa l r e a d yb e c o m e t h e m a n u f a c t u r i n gi n d u s t r yg r e a tn a t i o n i nt h ew o r l d ，b u tn o t t h em a n u f a c t u r i n gi n d u s t r y p o w e r f u ln a t i o n a s t h ef o u n d a t i o no ft h en a t i o n sm a n u f a c t u r i n gi n d u s t r y , t h e e q u i p m e n tm a n u f a c t u r i n gi n d u s t r y s t i l lh a st h eb i g d i s p a r i t yc o m p a r e sw i 廿l t h e 。 o v e r s e a s s i n c et h ee q u i p m e n tm a n u f a c t u r i n gi n d u s t r yi st h ef o u n d a t i o no ft h e m a n u f a c t u r i n gi n d u s t r y , t h en u m e r i c a l l y c o n t r o l l e d ( n c ) m a c h i n et o o l i st h ek e y e q u i p m e n tt or e a l i z et h ee q u i p m e n tm a n u f a c t u r i n gi n d u s t r ym o d e r n i z a t i o n ，w h i c hi sa c o l l e c t i o nm a c h i n eo fe l e c t r i c i t y , f l u i d ，g a s ，l i g h ta n do t h e rt e c h n o l o g i e s t h en c m a c h i n et o o li st h ef o u n d a t i o ne q u i p m e n to ft h ea d v a n c e dm a n u f a c t u r i n gt e c h n o l o g y , o fw h i c ht h et e c h n i c a ll e v e li s a l l i m p o r t a n ts y m b o l o fan a t i o n s i n d u s t r y m o d e r n i z a t i o nl e v e l a l o n g 、析t 1 1t h ei n t r o d u c t i o no ft h ea d v a n c e dn e wt e c h n o l o g ya n d t h ed e v e l o p m e n to ft h em a c h i n e r yi n t e g r a t i o nt e c h n o l o g y , t h en cm a c h i n et o o l s f u n c t i o ng e t sm o r ea d v a n c e d ，a n dt h ep e r f o r m a n c ec a p a b i l i t yg e t sh i g h e r h o w e v e r , a l o n g 、i t ht h es y s t e m sg e t t i n gm o r ea n dm o r ec o m p l e x ，t h eo p p o r t u n i t i e so f t h ew h o l e m a c h i n e sb r e a k d o w na n dt h ei n i t i a l p e r f o r m a n c e se x p i r e i nt h e d e s i g n i n g ， m a n u f a c t u r i n ga n du s i n gp r o c e s so f t h en cm a c h i n et o o lo b v i o u s l yi n c r e a s e i ft h en c m a c h i n et o o li st m r e l i a b l e ，t h eh i g hp e r f o r m a n c ec a n tb em a i n t a i n e d ，a n dt h e ni tw i l l l o s ei t su s a b i l i t y t h e r e f o r e ，t h er e l i a b i l i t yt e c h n o l o g yh a sb e c o m e t h eb o t t l e n e c k w h i c hr e s t r i c t st h en cm a c h i n et o o l sd e v e l o p m e n ti no u rc o u n t r y , a n dr a i s i n gu pt h e d o m e s t i cn cm a c h i n et o o l sr e l i a b i l i t yh a sb e c o m et h eu s e r s a n dt h em a n u f a c t u r i n g i n d u s t r y sc o n s i s t e n tc a l l i n g t or a i s et h ed o m e s t i cn cm a c h i n et o o l sr e l i a b i l i t ya ss o o na sp o s s i b l e ，t h i sa r t i c l e p r o p o s e st h a tt a k i n g “r e s e a r c ho nt h er e l i a b i l i t yo f t h et a s k b a s e dn cm a c h i n et o o l a s t h ec o r e ，d e e ps t u d yi st a k e no nt h en cm a c h i n et o o l sr e l i a b i l i t ym o d e l i n g ，a n a l y s i s a n da l l o c a t i o na n do t h e ri m p o r t a n tt h e o r i e sa n dt e c h n o l o g i e s i ta l s op r o p o s e sas e to f s y s t e ms o l u t i o nt os o l v et h er e l i a b i l i t yp r o b l e mo f t h en u m e r i c a l l y - c o n t r o l l e dm a c h i n e t o o l ，w h i c hh a sp r o v i d e dan e wm e n t a l i t yf o rt h er e l i a b i l i t ye n h a n c e m e n to fo u r c o u n t r y sn c m a c h i n et o o l s f i r s t t h ec o n c e p to f t a s k i si n t r o d u c e da n dt h en cm a c h i n et o o l sm i s s i o ns e c t i o n h i e r a r c h i c a lm o d e li se s t a b l i s h e da f t e raf a i r l yc o m p r e h e n s i v ea n a l y s i s o fn c m a c h i n e sp r o c e s sc h a r a c t e r i s t i c sb yc o m b i n i n gt h ep m s ( p h a s e d m i s s i o ns y s t e m ) i i i 重庆大学博十学位论文 t h e o r ya n dt h et a s kr e l i a b i l i t yp r i n c i p l ea c c o r d i n gt ot h ea c t u a ls i t u a t i o no f a l lt h et a s k s i l lt h en cm a c h i n es t a g et a s kh i e r a r c h i c a lm o d e l ，t h et a s kp r o c e s so fn cm a c h i n ei s d i v i d e di n t ot w ol e v e l s m e t a t a s kg r o u pa n dm e t a - t a s k ，w h i l et h ep a p e re l a b o r a t e so n i t t h et h o u g h to fn cm a c h i n er e l i a b i l i t ys t u d yb a s e do np m s ( p h a s e d m i s s i o ns y s t e m ) b r e a l 【so u tt h et r a d i t i o n a li d e ao ft h er e l i a b i l i t ys t u d yo nn cm a c h i n ea n di tl a y sas o l i d f o u n d a t i o nf o rn cm a c h i n er e l i a b i l i t ys t u d y s e c o n d l y , f o rr e l i a b i l i t ym o d e l i n go ft a s k b a s e dn cm a c h i n et o o l s ，b a s e do nn c m a c h i n et o o lt r e e t a s kp r o f i l em o d e l ，d e t a i l e da n a l y s i sa n dr e s e a r c h e sa r et a k e no n f r o mt h em e t a t a s kg r o u pl e v e la n dt h em e t a t a s kl e v e l a tt h em e t a - t a s kl e v e l ，t h e r e l i a b i l i t ym o d e li se s t a b l i s h e db a s e do nt h ea n a l y s i so ft h er e l a t i o n s h i pa m o n gt h e u n i t sb ym e a n so fg om e t h o d o l o g yw h i c hi sa b l et od e s c r i b et h el o g i c a lp r o c e s s e so f m e c h a n i c a ls y s t e m ，a n dat o t a lo fs i g n a lc o r r e c t i o na l g o r i t h mi sg i v e no u t ；a tt h e m e t a - t a s kg r o u pl e v e l ，t h el o g i c a lr e l a t i o n s h i pa m o n gt h et a s k sw h i c hc o n s t i t u t et h e m e t a - t a s kg r o u pi sa n a l y z e da n dt h er e l i a b i l i t ym o d e l so fs e r i a l ，p a r a l l e l ，p a r a l l e la n d s e r i a l ，s e r i a la n dp a r a l l e l ，c i r c u l a t i o na n dr a n d o mr e l a t i o n s h i pa r ee s t a b l i s h e db ym e a n s o fm a r k o vt h e o r y , c o n s i d e r i n gt h eu n i tr e l e v a n c ea n dp e r i o d so nt h eb a s i so fc o n t i n u i n g r e l e v a n c e t h et a s k b a s e dr e l i a b i l i t ym o d e li sf u l l ye s t a b l i s h e d ，t a k i n gac e r t a i nt y p eo f m a c h i n i n gc e n t e rm a d ei nc h i n aa sa ne x a m p l e t h i r d l y , a i m i n ga tt h er e l i a b i l i t ya n a l y s i sp r o b l e mo ft h et a s k - b a s e dn c m a c h i n e t o o l ，t h ep a p e ra n a l y z e st h ec o l l e c t e df a i l u r ed a t af r o mt h ea n g e lo ft h en c m a c h i n e t o o l sp e r f o r m i n g c o n s i d e r i n gt h ed i f f e r e n td e m a n d so fe a c hm e t a - t a s kg r o u po r m e t a - t a s ki nt h er e l i a b i l i t ya l l o c a t i o n ，i tc a nm o r ea c c u r a t e l yr e f l e c tt h ea c t u a lf a i l u r e r a t eo fe a c hm e t a - t a s kg r o u po rm e t a - t a s ka n dd e t e r m i n et h em a i nd i r e c t i o n o f r e l i a b i l i t yi m p r o v e m e n t f i n a l l y , a i m i n ga tt h er e l i a b i l i t ya l l o c a t i o np r o b l e mo f t h en cm a c h i n et o o l ，b a s e d o nt l l et a s k b a s e dr e l i a b i l i t ym o d e lo ft h en cm a c h i n et o o l ，d e t a i l e da n a l y s i sa n d r e s e a r c h e sa r et a k e no nf r o mt h em e t a t a s kg r o u pl e v e la n dt h em e t a - t a s kl e v e l a tt h e d i m e n s i o no fm e t a - t a s kg r o u p ，af u n c t i o nt od e c i d et h ef u z z yt r u t hv a l u ei sd e f i n e da n d aw a yt od e t e r m i n et h em e m b e r s h i pd e g r e ei sg i v e no u tb yt h ea p p l i c a t i o no ff u z z ys e t t h e o r ya n df u l l c o n s i d e r a t i o no ft h es u g g e s t i o n so fm a n ye x p e r t sa n dt h er i s k si n p r o d u c t sd e v e l o p i n gp r o c e s s b ya n a l y z i n gt h ef a i l u r ed a t ao fn c m a c h i n et o o l ，t h e r e l i a b i l i t ya l l o c a t i o ni n d i c a t o rs y s t e ma n dw e i g h t sa r e e s t a b l i s h e da n dt h ew e i g h t c o e 佑c i e n t sa r ed e f i n e d f u r t h e r m o r e ，a l le x a m p l ei st a k e nt op r o v et h ec o r r e c t n e s so f t h ew a y a tt h ed i m e n s i o no fm e t a - t a s k ，t h el i m i t a t i o no fe x i s t i n gr e l i a b i l i t yc o s t i v f u n c t i o ni sa n a l y z e da n dt h er e l i a b i l i t yc o s te s t i m a t i o nf u n c t i o no fn cm a c h i n e t o o li s e s t a b l i s h e da c c o r d i n gt o t h el a wo fr e l i a b i l i t yc o s tf u n c t i o n a n dad e e ps t u d yo f f u n c t i o n a lq u a l i t ya n dp a r a m e t e ri s t a k e no n f u r t h e r m o r e ，t h ec o r r e c t n e s so ft h e f u n c t i o ni sv e r i f i e db ye x a m p l e s t h en o n l i n e a rp r o g r a m m i n gm o d e lb a s e do nt h e g o m o d e lo fn cm a c h i n et o o la n dt h er e l i a b i l i t y c o s te s t i m a t i o nf u n c t i o ni s e s t a b l i s h e d ，w i t hg e n e t i ca l g o r i t h mt og e tas o l u t i o ni nt h ep a p e r k e yw o r d s ：c nm a c h i n e ，p h a s e d m i s s i o ns y s t e m ，m e t a - t a s k ，r e l i a b i l i t y m o d e l ， r e l i a b i l i t ya n a l y s e ，r e l i a b i l i t ya l l o c a t i o n v 重庆人学博十学位论文 v i 目录 目录 中文摘要i 英文摘要i i i l 绪论1 1 1 可靠性技术l 1 1 1 可靠性技术发展概述l 1 1 2 可靠性的定义2 1 1 3 可靠性的主要指标3 1 2 数控机床的可靠性5 1 2 1 机床可靠性的定义5 1 2 2 机床可靠性指标5 1 3 数控机床可靠性技术的研究进展6 1 3 1 机床可靠性6 1 3 2 可靠性建模8 1 3 3 可靠性分析9 1 3 4 可靠性分配1 1 1 4 课题来源及研究意义12 1 4 1 课题来源1 2 1 4 2 课题研究意义1 2 1 5 本文研究的主要内容。1 3 1 5 1 研究对象1 3 1 5 2 主要研究内容1 3 1 6 论文整体结构。1 4 2 数控机床可靠性相关基础理论研究- 1 7 2 1 基于任务的数控机床可靠性研究方法的提出1 7 2 1 1 寿命剖面与任务剖面。1 7 2 1 2 基本可靠性与任务可靠性1 8 2 1 3 基于任务的数控机床可靠性研究方法1 9 2 1 4 基于任务分解的任务剖面结构。2 0 2 2 多阶段任务系统概述2 2 2 2 1 多阶段任务系统的概念2 2 2 2 2 多阶段任务系统的阶段特点2 3 v 重庆大学博+ 学位论文 2 2 3 多阶段任务系统在可靠性建模中的应用2 3 2 3 基于多阶段任务系统的数控机床任务削面模型2 5 2 3 1 数控机床的树形任务剖面模型的提出2 5 2 3 2 数控机床树形任务剖面模型的建立2 5 2 3 3 数控机床任务剖面对应的系统配置模型3 1 2 4 本章小结3 4 3 基于任务的数控机床可靠性建模技术3 5 3 1 可靠性模型概述。3 5 3 1 1 可靠性模型的定义3 5 3 1 2 可靠性模型的分类3 6 3 1 3 基丁任务的数控机床可靠性模型3 6 3 2 基于g o 法的元任务可靠性模型的建立3 7 3 2 1g o 法基本理论3 7 3 2 2g o 法在任务可靠性建模中的优势4 0 3 2 3x 轴传动元任务可靠性模型的建立4 0 3 2 4x 轴传动反馈元任务可靠性模犁的建立4 2 3 2 5y 轴传动元任务及传动反馈元任务可靠性模型的建立4 4 3 2 6z 轴传动元任务及传动反馈元任务可靠性模型的建立4 4 3 2 7b 轴传动元任务可靠性模型的建立4 4 3 2 8b 轴传动反馈元任务可靠性模型的建立4 5 3 2 9 主轴旋转元任务可靠性模犁的建立4 7 3 2 1 0 主轴拉杆拉，松刀元任务可靠性模型的建立4 8 3 2 1 1 机械手换刀元任务可靠性模型的建立4 9 3 2 1 2 刀具交换任务中各元任务可靠性模型的建立5 1 3 2 1 3 托盘升降、旋转元任务可靠性模型的建立5 2 3 2 1 4 辅助加t 各元任务可靠性模型的建立5 3 3 2 15 数控机床可靠性模型共有信号的修正5 5 3 3 元任务组可靠性模型的建立。5 8 3 3 1 马尔可夫理论。5 9 3 3 2 各种关系元任务组可靠性模型的理论研究6 0 3 3 3 元任务组可靠性模型的修正。7 l 3 3 4 卧式加工中心第五层任务剖面可靠性模型的建立7 2 3 3 5 卧式加工中心第四层任务剖面可靠性模型的建立7 3 3 3 6 卧式加工中心第三层任务剖面可靠性模型的建立7 4 v i u 目录 3 3 7 卧式加工中心第二层任务剖面可靠性模型的建立7 7 3 3 8 卧式加丁中心第一层任务剖面可靠性模型的建立7 8 3 4 本章小结7 9 4 基于任务的数控机床可靠性分析技术8 1 4 1 可靠性数据采集8 1 4 1 1 相似样机的选择8 1 4 1 2 现场故障数据的采集8 l 4 2 基于任务的数控机床故障分析技术8 3 4 2 1 故障产生时机分析8 3 4 2 2 故障模式分析。8 5 4 2 3 故障原冈分析8 6 4 3 本章小结一9 1 5 基于任务的元任务组可靠性分配技术9 3 5 1 元任务组可靠性分配方法选择9 3 5 2 各元任务组和元任务影响因素集的建立9 4 5 2 1 各元任务组、元任务的运行时间。9 4 5 2 2 各元任务组、元任务的重要程度一9 8 5 2 3 各元任务组、元任务的复杂程度。9 9 5 2 4 各元任务组、元任务的技术水平1 0 0 5 2 5 各元任务组、元任务的i ：作状况1 0 0 5 3 各元任务组和元任务影响因素权重集的建立10 0 5 4 各元任务组和元任务评判矩阵的构建1 0 2 5 5 各元任务组和元任务风险评估1 0 5 5 6 各元任务组和元任务可靠性分配指标的确认10 5 5 7 算例1 0 6 5 8 本章小结1 10 6 基于任务的元任务可靠性分配技术川 6 1 可靠性成本预估函数l l l 6 1 1 可靠性预估成本的定义1 11 6 1 2 可靠性预估成本函数应遵循的条件1 l1 6 1 3 可靠性预估函数的建立1 1 2 6 2 可靠性预估函数参数的确定1 l3 6 2 1 可行度，的确定。1 1 3 6 2 2 影响因子。的确定。11 3 i x 重庆大学博十学位论文 6 2 3 最人可靠度r f ，咪的确定1 6 3 基于遗传算法的可靠性分配1 6 3 11 f 线性规划模型的建立1 6 3 21 r 线性规划模型的求解方法1 1 5 6 3 3 遗传算法1 1 5 6 4 算例l16 6 5 本章小结1 18 7 结论与展望119 7 1 主要结论及创新点1 1 9 7 2 后续研究工作的展望12 0 致谢1 2 1 参考文献l2 3 附录：a ：作者在攻读博士学位期间发表的论文目录1 3 3 b ：作者在攻读博士学位期间完成和参加的科研项目1 3 4 x 1 绪论 l绪论 机械制造业是围民经济的基础产业，也是国民经济发展的支柱产业。它的发 展直接影响到国民经济各部门的发展，也影响到国计民生和国防的安全。因此， 各国都把机械制造业的发展放在首要位置。振兴我困机械制造业最根本的出路是 提高我国机械制造业的技术水平，作为工作母机的数控机床是当代机械制造业的 主流设备，是中国机床市场上境内外各方争夺市场份额的焦点，因此大力发展数 控机床产业是提高我困机械制造业技术水平的重要手段【l 捌。 近年来，随着军工、航天、汽车等工业领域的不断发展，对数控机床提出了 越来越高的要求：加工精度好、使用寿命长、运行噪音小、制造成本低、可靠性 高等，相应地对数控机床的设计、制造和使用等方面也提出了更高的要求。在这 种背景下，现代设计方法、先进制造技术、计算机技术及相关技术的交叉融合， 使数控机床的相关技术研究进入了一个崭新的阶段。 1 1 可靠性技术 1 1 1 可靠性技术发展概述 实际上，产品的质量和可靠性问题很早以前就己为人们所关注，但作为- - i 1 学科，专门进行这一领域的研究还是近5 0 年丌展起来的1 3 j 。 可靠性技术是2 0 世纪4 0 年代由美国科学家首先提出，5 0 年代逐渐兴起和形 成的【4 3 1 。二战期间，美困空军由于飞机故障而损失的飞机达2 1 0 0 0 架，是在战争 中被击落飞机的1 5 倍；运往远东的作战飞机上的电子设备6 0 不能使用，在储 备期间又有5 0 失效，这些情况引起了美国军方的重视。朝鲜战争期间，美国国 防部成立了“电子设备可靠性咨询委员会( a g r e e ) ”，对电子设备各个方面的可 靠性进行全面调查，该委员会于1 9 5 7 年发表了“军用电子设备可靠性报告”，即 “a g r e e 报告”，完整阐述了可靠性的理论基础和研究方法，这一报告被公认为电 子产品可靠性理论和方法的奠基性文献。从此，可靠性成为- i l 独立的学科1 5 j 。 与此同时，德国在v 1 火箭的研制过程中也开始应用可靠性数理统计方法，把小 样本问题转化为大样本问题进行了研究。 2 0 世纪6 0 年代是可靠性工程的全面发展阶段。6 0 年代初，由于航天工业的 需要和产品不可靠造成的工业废品率高等情况，引起了苏联政府与有关部门的高 度重视，从技术和管理上采取措施提高产品的可靠性，促进了可靠性技术的发展。 同期，美国航空航天工业也迅速发展，美围困家航空航天管理局( n a s a ) 和国 防部接受了由a g r e e 报告发展起来的可靠性技术【6 j 。 重庆大学博十学位论文 2 0 世纪7 0 年代可靠性发展步入成熟阶段【7 j 。各种各样的电子设备广泛应用 于各科学技术领域、工业部门和人们的同常乍活中电子设备的可靠性直接影响 着生产效率、设备寿命和使用安全，因此，电子设备的可靠性同益重要。同时， 人们也开展了= f 电产品( 如机械设备) 的可靠性研究，以解决一些电子设备可靠 性理论和模型应用到非电产品时结果不理想的情况1 6 j 。软件可靠性理论也逐渐发 展起来。 2 0 世纪8 0 年代至今，可靠性向着更深、更广的方向发展1 7 1 。在发展策略上， 把可靠性和维修性作为提高产品使用性能的重要工具，而保障性也逐渐和可靠性、 维修性结合成为一个系统工程瞵j ，称为可信性工程。 我国可靠性研究起步于2 0 世纪5 0 _ _ 6 0 年代，很早就建立了温热带环境暴露 试验机构。7 0 年代，由于国家重点工程和消费者对家电等产品质量的需求，对各 行各业的可靠性研究都起到了巨大的推动作用1 6 l 。进入8 0 年代，可靠性迅速发展， 特别是在武器装备、核工业、航窄航天、电子等领域得到了普及，工作成效显著 【9 1 。8 0 年代以来，我国颁布了一系列可靠性方面的国家标准，标志着我国可靠性 工作进入了一个伞面发展的新阶段i7 1 【1 0 】。 1 1 2 可靠性的定义 1 9 5 3 年，l e s s e r 博士提出了可靠性的定义，即可靠性是指产品在规定的时间 内和规定的条件下，完成规定功能的能力【l 。可靠性的概念包含三层含义：首先， 产品的可靠性是以规定的条件为前提的。所谓规定的条件是指