安全工程-可靠性问题

1、1 2 n系统、设备、产品在规定的条件下、系统、设备、产品在规定的条件下、 在规定的时间内、完成规定功能的能在规定的时间内、完成规定功能的能 力。力。 n定义要素定义要素 (1) 规定的时间；规定的时间； (2) 规定的条件；规定的条件； (3) 规定的任务和功能；规定的任务和功能； 1.1.可靠性的定义可靠性的定义 3 （1 1）可靠性与安全性）可靠性与安全性 （2 2）可靠性与经济效益）可靠性与经济效益 （3 3）可靠性与企业声誉）可靠性与企业声誉 2.2.提高可靠性的意义提高可靠性的意义 4 （1 1）2020世纪世纪4040年代年代萌芽时期萌芽时期 美国美国,1943年成立年成立真空管

2、研究委员会真空管研究委员会” （2 2）2020世纪世纪5050年代年代创建阶段创建阶段 军用电子设备的可靠性军用电子设备的可靠性报告报告 （3 3）2020世纪世纪6060年代年代发展阶段发展阶段 MIL-STD-785军用标准军用标准 （4 4）2020世纪世纪7070年代年代深入阶段深入阶段 3.3.可靠性研究的发展概况可靠性研究的发展概况 5 l可靠度可靠度 产品在规定条件下和规定时间内完成规定产品在规定条件下和规定时间内完成规定 功能的概率。记作功能的概率。记作R（t）: R（t）=N- n(t)/N N 产品的数量产品的数量 n(t) 失效的产品件数失效的产品件数 4.4.系统可靠

3、性指标系统可靠性指标 6 可靠度估算示例 0 100 200 123456789101112 样品号 样品寿命 R（t）=N- n(t)/N =（12-7）/12=0.42 7 l 不可靠度不可靠度 是指产品在规定的条件下，在规定的时间内、是指产品在规定的条件下，在规定的时间内、 产品不能完成规定功能的概率。它也是时间的函产品不能完成规定功能的概率。它也是时间的函 数，记作数，记作F(t),F(t),也称为累积失效概率也称为累积失效概率。 Ntn Ntn NtnN tRtF / )( / )(1 1 /)(1 )(1)( 8 l失效概率密度失效概率密度f(t) 失效概率密度是累积失效概率失效概

4、率密度是累积失效概率F(t)对时间的变对时间的变 化率，即化率，即t时刻，产品在单位时间内失效的概率。时刻，产品在单位时间内失效的概率。 )( )( )(tF dt tdF tf 9 失效率（或故障率）失效率（或故障率） (t) 是工作到是工作到t 时刻尚未失效的系统，在该时刻后的时刻尚未失效的系统，在该时刻后的 单位时间内发生失效的概率单位时间内发生失效的概率。 )( )( )( 1)( /)( / )( )( / )( )( tR tf tRdt tdF NtnN tNtn tnN ttn t 10 l不可修复系统不可修复系统 l可修复系统可修复系统 11 l 失效前平均工作时间失效前平均

5、工作时间MTTF 从产品开始投入工作至产品失效前的平均从产品开始投入工作至产品失效前的平均 工作时间称工作时间称失效前平均工作时间失效前平均工作时间，记做，记做MTTF （Mean Time To Failure） dtttftEMTTF)()( 0 12 l维修度维修度 指在发生故障后的某段时间内完成维修指在发生故障后的某段时间内完成维修 并恢复功能的概率，记作并恢复功能的概率，记作M ( )。 13 l 平均故障间隔时间平均故障间隔时间MTBF 两次故障间的时间平均值，称两次故障间的时间平均值，称平均故障间平均故障间 隔时间隔时间，或称平均无故障工作时间，记作，或称平均无故障工作时间，记作

6、MTBF （Mean Time Between FailuresMean Time Between Failures）。）。 注：经修复后，第注：经修复后，第i i次工作次工作ti时长后，发生故障。时长后，发生故障。 14 l 平均故障修复时间平均故障修复时间MTTR 是指产品出现故障后到恢复正常工作是指产品出现故障后到恢复正常工作 时所需要的时间，其估计值为修复时间总和时所需要的时间，其估计值为修复时间总和 与修复次数之比，记作与修复次数之比，记作MTTR（Mean Time to Repair）. 注：第注：第i i次的故障修复时间为次的故障修复时间为 t t IIIIII 5.故障率曲线故障率曲线 早期故障期早期故障期偶然故障期偶然故障期 耗损故障期耗损故障期 16 6.常用的寿命分布常用的寿命分布-指数分布指数分布 17 7.系统可靠度计算系统可靠度计算 n 串联系统串联系统 n i ins rrrrR 1 21 r1r2- ri 18 n 并联系统并联系统 r1(t) r2(t) ri(t