第三章产品可靠性定量指标ppt课件

1、第三章第三章 产品可靠性的定量目的产品可靠性的定量目的 3 31 1 产品的可靠性定量目的产品的可靠性定量目的 3 32 2 产品的可靠度函数产品的可靠度函数 3 33 3 产品的平均寿命与可靠度寿命产品的平均寿命与可靠度寿命 3 34 4 失效率函数与特征方程失效率函数与特征方程 3 35 5 浴盆曲线浴盆曲线 3 36 6 可靠性与维修性的其它术语可靠性与维修性的其它术语31 产品的可靠性定量目的产品的可靠性定量目的 1 可靠度和不可靠度可靠度和不可靠度 2 缺点率缺点率 3 平均无缺点任务时间、初次无缺点任务时间。平均无缺点任务时间、初次无缺点任务时间。 4 可靠寿命中位寿命，特征寿命等

2、可靠寿命中位寿命，特征寿命等 5 可用寿命、设计寿命。可用寿命、设计寿命。 6 维修度维修度 7 平均修复时间、平均停工时间。平均修复时间、平均停工时间。 8 可用度，广义可靠度。可用度，广义可靠度。 9 储存寿命储存寿命表3.1 可靠性目的的选用工作性质 维修特点 产品对象 指 标 可维修 （PM，CM） 复杂的系统、设备、民用产品 可靠度、MTBF、MTTFF、故障率、可用寿命、 维修度、 MDT、 MTTR、 可用度、 MTBO、MTBM、重要度、成本费用、成本可用性，全寿命周期成本 连续间歇，重复性工作 不能维修或不予维修 设备中的耗损零件、材料 可靠度、故障率、故障时间的分布（标准偏

3、差，威布尔参数等） 、MTTF 特性值的稳定性（均值，标准偏差的随时间变化特性） 一次性使用 可维修或不可维修 灭火器，保险丝、超负荷继电器，紧急用发电机，信管 可靠度、成功率、命中率等，或者用不可靠度，误动作率等 MTBO、MTBM、成本（维持费，赔偿费等） 3 32 2 产品的可靠度函数产品的可靠度函数 产品或系统的可靠性是指系统或设备在产品或系统的可靠性是指系统或设备在规定的条件下，在规定的时间内，完成规定的条件下，在规定的时间内，完成规定功能的才干。通常用一个非负随机规定功能的才干。通常用一个非负随机变量变量T来描画产品的寿命，来描画产品的寿命，T相应的分布相应的分布函数为：函数为：)

4、(tTPtF产品的可靠度函数产品的可靠度函数 失效率为常数时，指数分布失效率为常数时，指数分布)()()(tFtFtTPtR1ptFp)( dttdFtf)()( te) t (R例例:3-1 :3-1 知某产品的缺点率为常数知某产品的缺点率为常数. .且要求在运用且要求在运用10001000小小时后的可靠度仍应在时后的可靠度仍应在80%80%以上以上, ,问此产品的缺点率问此产品的缺点率必需必需低于多少才干满足要求低于多少才干满足要求? ? R tte( ) lnln .Rt0810000221000 22104./例例:3-2 :3-2 知某种飞机部件的疲劳寿命分布是威布尔分布类型的，试计

5、知某种飞机部件的疲劳寿命分布是威布尔分布类型的，试计算，该部件的平均寿命具有可靠度算，该部件的平均寿命具有可靠度R=95%R=95%的可靠寿命的可靠寿命t(0.95),t(0.95),在在100100小时之内的最大失效率；当失效率到达小时之内的最大失效率；当失效率到达=0.1/=0.1/千小时时的改换寿命。千小时时的改换寿命。 rT )( 11 小时T2 .177886. 0200 /11ln)(RrRtt t( (0 0. .9 95 5) )= =( (2 20 00 0) ) l ln n1 1/ /0 0. .9 95 5 1 1/ /2 2= =4 45 5. .3 3（小小时时）

6、小时/5105 . 0)200100(2002)100(212 1t) t (R) t (f) t ( 小时2)2)200)(0001. 0(200)12/(10001. 0例例:3-3 一批钢轴一批钢轴,按规定钢轴的直径不超越按规定钢轴的直径不超越1.5寸就是合格寸就是合格品品,假设知该批钢轴的尺寸是正态分布假设知该批钢轴的尺寸是正态分布,其均值为其均值为1.490寸规寸规范偏向是范偏向是0.005寸寸,计算该批中废品律率是多少计算该批中废品律率是多少?解: 1490000515.,.,.x PxPP(). . 15115 令 xxPx14914900051149000515 1490005

7、. =1151212002275 PP(. )( ).(废品率) 例例:3-4 设有二台应急柴油发电机，当要求柴油机投入的设有二台应急柴油发电机，当要求柴油机投入的失效概率为失效概率为0.01时，试求：时，试求：两台柴油机都不能投入的概两台柴油机都不能投入的概率？率？ 0001. 001. 001. 0)()()(BPAPBAP柴油机每年进展柴油机每年进展12次实验一月一次，至少次实验一月一次，至少发生一次以上的启动失效概率为多少？发生一次以上的启动失效概率为多少？ 886. 0)99. 0()01. 0(012)0(120XP 114. 0)0(1) 1(XPXP一年内两台同时失效一次以上的

8、概率？ 0001. 0)(BAP 9988. 0)0001. 0()9999. 0(1212)12(012YP 0012. 0)12(1) 1(YPXP一年内只发生一次两台同时失效概率？ 00119. 0)9999. 0()0001. 0(112) 1(111XP例例:3-5 知某厂消费的一种灯泡中有知某厂消费的一种灯泡中有2%的废品，的废品，试估计每箱装试估计每箱装100个的灯泡中能发现多到有个的灯泡中能发现多到有3个废个废品的概率是多少？品的概率是多少？ 857. 0!2)3(302rrrerp 859. 0)98. 0()02. 0(C) 3r (pr100r30r100r 10002.

9、 0 np33 产品的平均寿命与可靠度寿命产品的平均寿命与可靠度寿命000111001NiiiNiNifiifiittftNNtNtNMTTF )(产品的平均寿命产品的平均寿命 00000dttRdttRttRttdRttdFET)()()()()( 证明：证明： 0)( dttRMTTF 不可靠度壽命不可靠度壽命: ptFp)( pt寿命寿命% %值的分位点值的分位点寿命寿命p% %值的分位点值的分位点 pt ptFp)( 中值寿命分位点中值寿命分位点 5 . 0t 可靠度寿命可靠度寿命 Rt 例例:3-6 :3-6 知某产品的一个主要部件，其失效率知某产品的一个主要部件，其失效率=5=51

10、0-4/10-4/小时，求此部件任务小时，求此部件任务100100小时及小时及10001000小时时的可靠度。小时时的可靠度。 解：=常数 故目的分布 Rt)=e-t R(100)=0.95 R(1000)= =0.606例例:3-7 知某设备的失效率与运转时间成正比知某设备的失效率与运转时间成正比,求该求该设备的平均寿命及可靠度函数设备的平均寿命及可靠度函数设设(t)=t? R ttdttt( )expexp0212 R t dtexptdttttttt dt0022002121212122 ( )()exp()exp() () R tt( )exp () 22, MTTF()( ).112

11、3214108861253 34 4 失效率函数与特征方程失效率函数与特征方程产品产品oN个，个，在在 t=0t=0 时开始使用或试验，时开始使用或试验， )(tNs工作到时间工作到时间 t t 存活存活的数目的数目; ; )(tNf工作到时间工作到时间 t t 失效失效的数目的数目. . ofsNtNtN)()( 产品的可靠度产品的可靠度由下式给出由下式给出: : ofofoosNtNNtNNNtNtR)(1)()()( 特征方程推导特征方程推导(2) t单位时间t在t刻存活部件数NtNttN目t时时间间隔失效部件在tSff)()()()( dt) t (dN) t (N1) t (fs失效

12、率函数与特征方程失效率函数与特征方程 ) t (R) t (f dt) t (dN) t (N1) t (fs dt) t (dR) t (R1) t (近似公式近似公式 2/)()()()()()(111iiiiiitRtRtttRtRt可靠度函数可靠度函数 普通解普通解t0dt) t (exp) t (Rte) t (R例例:3-8 :3-8 知元件的寿命分布知元件的寿命分布 ttf825. 025. 0)(,80t t654321000.10.2578f(t) 求)(, )(, )(, )(5 . 0ttMTTFttRtF 201625. 025. 0)()(ttdftFt 2125.

13、02825. 02)()()(ttttRtft 年667. 24825. 0225. 0)1625. 025. 01 ()(80328020tttdtttdttRMTTF剩余寿命分布剩余寿命分布 NoImage tx0tx0指数分布无记忆性指数分布无记忆性 服服从从指指数数分分布布的的剩剩余余寿寿命命分分布布)(Ft为为原原来来的的指指数数分分布布 指指数数分分布布的的产产品品与与使使用用的的开开始始时时间间无无关关 t)t)T Tt tP(TP(T( () )F Ft t t t) )P P( (T Tt t) )T Tt t, ,P P( (T Tt t) )T Tt tP P( (T T

14、( () )F F1 1t t )F F( (1 1e ee ee et t) )P P( (T Tt t) )P P( (T Tt tt t) )( ( 知某种机器的可靠度函数是威布尔分布知某种机器的可靠度函数是威布尔分布到达可靠度为到达可靠度为0.90的寿命各为多少？的寿命各为多少？ exp)(mTTR mTRT/)(ln11经过磨合和经过一个月的磨合后经过磨合和经过一个月的磨合后,到达可靠度为到达可靠度为0.90的寿命的寿命 81. 21211801219 . 01ln180)(1ln22/10/10TTTRTmm36 浴盆曲线浴盆曲线磨 损 故 障早 期 故 障随 机 故 障故 障 率

15、时 间b2b3b10t1t2t3a2a1a3a4 浴盆曲线浴盆曲线 1 1早期失效期早期失效期 失效率随时间由高值迅速下降。因内失效率随时间由高值迅速下降。因内部缺陷在实验初期所呵斥的大量损坏，根本上在调试部缺陷在实验初期所呵斥的大量损坏，根本上在调试过程中予以排除的缘故这叫做可靠性挑选。从而过程中予以排除的缘故这叫做可靠性挑选。从而促使失效率下降并渐趋稳定的时期。促使失效率下降并渐趋稳定的时期。 2 2偶尔失效期偶尔失效期 这时期失效率趋向常数，它描画了系这时期失效率趋向常数，它描画了系统正常任务下的可靠性。此时期是系统的主要任务时统正常任务下的可靠性。此时期是系统的主要任务时期，时间较长，

16、失效率最低而且稳定。期，时间较长，失效率最低而且稳定。 3 3耗损失效期耗损失效期 在这时期内的失效率又迅速上升。这在这时期内的失效率又迅速上升。这是由于元件老化耗损所致，大部分元件丧失了本人性是由于元件老化耗损所致，大部分元件丧失了本人性能。耗损期的失效分布普通为正态分布。能。耗损期的失效分布普通为正态分布。3 36 6 可靠性与维修性的其它术语可靠性与维修性的其它术语可用性：产品在任何的时辰，处于可任务或可运用形状的程度。它的概率度量称之为可用度。可用性：产品在任何的时辰，处于可任务或可运用形状的程度。它的概率度量称之为可用度。保证性：系统的设计特性和方案的保证资源能满足运用要求的才干。保

17、证性：系统的设计特性和方案的保证资源能满足运用要求的才干。可信性：用于描画可用性特性及其影响要素可信性：用于描画可用性特性及其影响要素(可靠性特性、维修性特性及维修保证特性可靠性特性、维修性特性及维修保证特性)的总体术语。或的总体术语。或者定义：产品在义务开场时可用性给定的情况下，在规定的义务剖面中的任一随机时辰，可以运用且能者定义：产品在义务开场时可用性给定的情况下，在规定的义务剖面中的任一随机时辰，可以运用且能完成规定功能的才干。完成规定功能的才干。维修性：产品在规定的条件下和规定的时间内，按规定的程序和方法进展维修时，坚持或恢复到规定形维修性：产品在规定的条件下和规定的时间内，按规定的程

18、序和方法进展维修时，坚持或恢复到规定形状的才干。它的概率度量称之为维修度。状的才干。它的概率度量称之为维修度。测试性：产品能及时并准确地确定其形状测试性：产品能及时并准确地确定其形状(可任务、不可任务、或性能下降可任务、不可任务、或性能下降)，并隔离其内部缺点的一种，并隔离其内部缺点的一种设计特性。设计特性。耐久性：产品在规定的运用和维修条件下，其运用寿命的一种度量。耐久性：产品在规定的运用和维修条件下，其运用寿命的一种度量。义务剖面：产品在完成规定义务这段时间内所阅历的事件和环境的时序描画。其中包括缺点判别准那么。义务剖面：产品在完成规定义务这段时间内所阅历的事件和环境的时序描画。其中包括缺点判别准那么。运用寿命：产品从制造完成到出现不修复的缺点或不能接受的缺点率时的寿命单位总数。运用寿命：产品从制造完成到出现不修复的缺点或不能接受的缺点率时的寿命单位总数。储存寿命：产品在规定的条件下储存时，依然满足规定质量要求的时间长度。储存寿命：产品在规定