质量工程师-可靠性基础知识培训

第五章可靠性基础知识知金教育北京数字化学习中心BeijingCyberLearningCenter中级〈质量专业业理论与与实务〉各章所占占分值比比重统计计5040第一章第二章第三章第四章第五章302010第一章：：16分第二章：：36分第三章：：30分第四章：：32分第五章：：24分第六章：：32分第六章《可靠性基基础知识识》题量及所所占分值值比重统统计章节章节名称单选题多选题综合题分值第一节可靠性基本术语及其概念321（4）24常用可靠性度量参数浴盆曲线产品质量与可靠性的关系第二节可靠性设计基本内容与方法11可靠性串并联模型的计算可靠性预计和可靠性分配FMECA、FTA维修性设计与分析基本方法第三节环境应力筛选与测定试验11可靠性增长与鉴定试验第四节可信性管理11FRACAS、可信性评审一、可靠靠性认知知二、可靠靠性发展展的标志志1952年美国国国防部部成立电电子设备备可靠性性咨询组组。1957年发表表了《军军用电子子设备可可靠性》》报告。。三、可靠靠性运动动四、可靠靠性发展展的动力力五、可信信性工程程——发展为包包括维修性工工程、测测试性工工程、保保障性工工程在内的可可信性工工程。第五章可可靠性性基础知知识大纲要求求1、掌握握故障（（失效））、可靠靠性、维维修性的的概念2、熟悉悉保障性性、可用用性与可可信性的的概念3、掌握握可靠性性的主要要度量参参数***（（7个术语2个函数6个度量指指标）****4、熟悉悉浴盆曲曲线5、了解解产品质质量与可可靠性的的关系第一节可可靠性性的基本本概念及及常用度度量纲目知识点掌握故障的概念故障(失效)的概念a.故障(失效)的定义及其含义理解b.故障模式、故障机理的定义故障的分类c.故障分类的依据d.不同故障的基本概念e.评价产品可靠性的故障统计原则第一节可可靠性性的基本本概念及及常用度度量——故障a.故障（失失效）的的定义故障：产产品或产产品的一一部分不能或将将不能完完成预定定功能的事件或或状态。。失效：产产品终止止规定功功能。对可修复复产品而而言对不可修修复产品品而言例：投影影仪与灯灯泡故障的表表现形式式称为故故障（失失效）模模式。例例：投影影仪不出出影象。。引起故障障的原因因称为故故障（失失效）机机理。例：1、、灯泡故故障；2、电源源变压器器故障；；3、主主电路板板故障等等故障通常常是产品品失效后后的状态态，但也也可能失失效前就就存在。。b.故障模式式、故障障机理的的定义1、按出出现故障障的规律律分：偶偶然故障障和耗损损故障2、按故故障的结结果分：：致命性性故障和和非致命命性故障障3、按故故障的统统计特性性分：独独立故障障和从属属故障偶然故障障：由于于偶然因因素引起起的故障障。偶然故障障是随机机的，无无法控制，只只能通过过概率统统计方法法来预测测。耗损故障障：是由由于产品品的规定定性能随随时间增增加而逐逐渐衰退退引起的的。耗损故障障可以统统计监测测，可以以通过预预防维修修，延长长使用寿寿命。c.故障的分分类依据据：d.不同故障障的基本本概念注意：浴浴盆曲线线揭示了了产品的的早期、、偶然以以及耗损损故障期期。其中中早期故故障指由由于设计计和制造造过程（（人为））的缺陷陷引起的的故障，，可以通通过设计计与过程程质量改改进加以以消除，，通常不不作为出出现故障障的规律律来划分分。致命性故故障：完完全丧失失完成规规定功能能的能力力，并可可能造成成人或物物的重大损失失。非致命性性故障：：不影响响任务的的完成，，但会导导致非计计划的维维修。独立故障障：由产产品本身身原因引引起而又又不能成成为引起起其它器器件故障障原因的的故障。。从属故障障：其它它产品故故障引起起的故障障。在评价产产品可靠靠性时只只统计独独立故障障。d.评价可靠靠性的故故障统计计原则习题：产产品的故故障分类类有多种种，按故故障的规规律可分分为（））A.偶然故障障B.耗损故障障C.独立故障障D.从属故障障A.B习题：关关于不同同类型的的故障，，以下说说法正确确的是（（））A.偶然故障障由偶然然因素引引起，只只能通过过统计方方法进行行预测B.耗损故障障可通过过适当的的修理延延长产品品的使用用寿命C.致命性故故障是造造成人或或物的重重大损失失，导致致任务失失败的故故障D.非致命性性故障不不影响任任务完成成，一般般也不需需要进行行维修A.C习题：在在评价产产品可靠靠性时，，只统计计（））。A.致命性故故障B.非致命性性故障C.独立故障障D.从属故障障C习题:关于故障障（失效效），以以下理解解错误的的是（））A.故障指产产品或产产品的一一部分不不能完成成规定功功能的事事件或状状态B.失效是指指产品终终止或丧丧失完成成规定功功能的能能力C.故障在产产品失效效后才表表现出来来D.故障也可可能在失失效前就就存在A.C纲目知识点掌握可靠性概念可靠性概念a.可靠性定义b.”三个规定”的含义可靠性分类c.固有可靠性与使用可靠性的概念d.基本可靠性与任务可靠性的概念e.提高任务可靠性的原则第一节可可靠性性的基本本概念及及常用度度量——可靠性a.可靠性定定义b.“三个规定定”的含含义可靠性：：产品在在规定条条件下和和规定时时间内，，完成规规定功能能的能力力。规定条件件是指使使用时的的环境条条件和工工作条件件。环境境条件越越恶劣，，工作条条件越不不正常，，可靠性性越低。。规定时间间内是指指产品可可以完成成规定动动能的工工作时间间内所预预定的寿寿命。这这里的““时间””是广义义的概念念，除时时间外，，还包括括：里程程、次数数等。可靠性是是随时间间的递减减函数（（不能理理解为成成反比））。规定功能能是指产产品规格格书中给给出了正正常工作作的性能能指标。。c.固有可靠靠性与使使用可靠靠性可靠性可可分为固固有可靠靠性和使使用可靠靠性固有可靠靠性：是是产品在在设计和和制造过过程中赋赋予的，，是产品品的一种种固有特特性，是是产品开开发者可可以控制制的。使用可靠靠性：是是产品在在使用过过程中表表现出的的一种性性能保持持能力的的特性，，它与产产品的固固有可靠靠性，及及安装、、操作和和维修保保障有关关。固有可靠靠性可以以理解为为产品设设计者根根据已知知的产品品的基本本特性，，设定其其在正常常工作条条件下应应具备的的保持完完成规定定功能的的能力，，在制造造过程中中这种能能力被完完整赋予予到产品品身上，，因此是是产品的的一种固固有特性性。使用可靠靠性强调调的是产产品在使使用过程程中使用用者使用用和维护护产品以以及使用用环境对对固有可可靠性的的影响。。产品固固有可靠靠性的优优劣通常常决定着着使用可可靠性的的高低，，同时，，使用可可靠性还还与操作作使用、、维修保保障以及及使用环环境有关关。d.基本可靠靠性与任任务可靠靠性可靠性还还可分为为基本可可靠性和和任务可可靠性基本可靠靠性：产产品在规规定条件件下无故故障的持持继时间间或概率率，它反反映产品品对维修修人力的的要求。。要统计计产品的的所有故故障。任务可靠靠性：是是产品在在规定的的任务剖剖面内完完成功能能的能力力。只考考虑任务务期间影影响任务务完成的的故障。。基本可靠靠性需分分析统计计（系统统所有器器件）的的故障模模式，任任一故障障模式都都有可能能发生，，都直接接影响着着产品的的基本可可靠性，，其中所所有可维维修的故故障决定定着对维维修人力力的合理理安排。。任务剖面面是指产产品在完完成特定定任务这这段时间间内所经经历的事事件和环环境的时时序描述述。任务务剖面内内并非所所有故障障都会发发生，也也并非都都是致命命故障，，所有影影响任务务完成的的故障都都决定着着产品的的任务可可靠性。。e.提高任务务可靠性性的原则则提高任务务可靠性性可采用用冗余或或代替工工作模式式，但这这将增加加产品的的复杂性性，降低基本可可靠性。。设计时时要在基基本可靠靠性和任任务可靠靠性之间间进行权权衡。习题：产产品可靠靠性定义义中,规定的时时间可用用（））度量量——03考题A.小时B.里程C.次数D.概率A.B..C习题：产产品的可可靠性与与（））有关关.A.规定的条条件B.规定的时时间C.规定的功功能D.规定的地地点A.B..C习题：产产品的可可靠性随随工作时时间的增增加而（（））——03年考题A.逐渐增加加B.保持不变变C.逐渐降低低D.先降后增增C习题：产产品的使使用可靠靠性与（（））因素有有关。A.固有可靠靠性B.产品功能能C.操作使用用D.维修保障障A.C..D习题：以以下说法法不正确确的是（（））A.固有可靠靠性是产产品的固固有特性性，是产产品开发发者可以以控制的的B.使用可靠靠性是产产品使用用过程表表现出来来的特性性，不是是固有特特性C.基本可靠靠性需要要统计所所有故障障，反映映产品对对维修人人力的要要求D.任务可靠靠性只考考虑任务务期间影影响任务务完成的的故障E.采用冗余余技术，，可以全全面提高高产品的的基本可可靠性B.E纲目知识点掌握维修性概念维修性概念a.维修性的定义b.维修性的性质第一节可可靠性性的基本本概念及及常用度度量——维修性a.维修性定定义维修性的的定义：：产品在在规定的的条件下下和规定定时间内内，按规规定的程程序和方法，，保持和和恢复执执行规定定状态的的能力。。维修含义义包括维维护和修修理两个个方面：：1）维护：：也称预预防性维维修，是是根据产产品功能能随时间间的衰减减特性以以及对已已掌握的的故障规规律采取取的预防防性措施施，以延延长产品品寿命的的过程。。2）修理是是产品发发生故障障后，使使其尽可可能恢复复故障前前的状态态。维修性概概念不能能等同于于维修活活动，前前者是在在产品设设计中赋赋予产品品可接受受维修并并便于维维修的能能力，是是产品本本身所具具备的固固有属性性。后者者是针对对可维修修产品具具备的维维修特性性必要时时所采取取的活动动。b.维修性的的性质维修性是是产品质质量的一一种特性性,即由产品品设计赋赋予其维维修简便便、迅速速和经济济的固有特性性。产品可靠靠性与维维修性密密切相关关，都是是产品的的重要设计计特性。。在产品的论论证阶段段就应对可可靠性和和维修性性提出要要求，并并通过设设计、分分析、试试验、评评定等活活动将要要求落实实到产品品的设计计中，使使要求在在产品生生产、使使用和维维护阶段段的全寿寿命过程程得到充充分体现现。习题：可可靠性和和维修性性都是产产品的重重要设计计特性，，可靠性性和维修修性工作从（））阶段段就应开开始进行行A.产品论证证B.产品设计计C.产品试制制D.产品生产产A习题：以以下说法法错误是是（））A.维修性是是产品的的固有特特性B.维修性是是可以使使产品达达到使用用前状态态的特性性C.产品的维维修性就就是指产产品出现现故障后后进行维维修D.产品的维维修性与与可靠性性密切相相关，都都是产品品重要的的设计特特性B.C习题：与与产品维维修性定定义有关关的是（（））——01年考题A.规定的条条件B.规定的时时间C.规定的程程序与方方法D.规定的地地点E.规定的费费用A.B..C四.保障性五五.软件可靠靠性六六.可用性七七.可信性纲目知识点熟悉保障性可用性可信性概念保障性概念a.保障性定义及保障性相关因素软件可靠性b.发布软件可靠性标准国际机构可用性概念c.可用性与可靠性、维修性关系可信性概念d.用于反映可信性的一些要素保障性：：系统（（装备））的设计计特性和和计划的的保障资资源满足足平时和和战时使用要要求的能能力。保障性是是装备系系统的固固有属性性。装备备具备可可保障和和能保障障的特性性才是完完整保障障性的装装备。保保障性与与可靠性和和维修性性、保障障的设计计特性、、计划的的保障资资源紧密密相关。。军事装备备要保证证今后15年的的应战需需要。因因此，装装备的设设计要保保证装备备便于贮贮存、装装卸、操操作、检检测、维维修、运运输以及及消耗品品的补给给等。保障性同同样适用用于民用用产品，，表现为为产品设设计使产产品装卸卸和操作作简便、、维修及及时、备备件充足足、消耗耗品有供供应等。。第一节可可靠性性的基本本概念及及常用度度量——保障性系统（或或产品））可靠性性通常包包括：硬硬件可靠靠性和软软件可靠靠性。国际电工工委员会会发布的软软件可靠靠性标准准IEC60300-3-6《《软件可靠靠性应用用指南》》IEC61713《软件生存存期的软软件可信信性应用用指南》》第一节可可靠性性的基本本概念及及常用度度量——软件可靠靠性可用性的的定义：：可用性性是在要要求的外外部资源源得到保保证的前前提下，，产品在规定定的条件件下和规规定的时时刻或时时间区间间内处于于可执行行规定功功能状态态的能力。。可用性分分为固有有可用性性和使用用可用性性。固有有可用性性不受外外部资源源的影响响；使用用可用性性受外部部资源的的影响。。可用性即即“要用用时就可可用”。。可用性性是可靠性、、维修性性和维修修保障的综合反反映。可可靠性通通过延长长产品的的工作时时间提高高产品可可用性。。维修修性通过过缩短产产品的停停机时间间提高产产品可用用性。在任意时时刻使用用产品时时，该产产品在此此时刻所所表现的的可用的的能力，，既是可可用性，，它反映映了可靠靠性、维维修性和和维修保保障的综综合成绩绩或效果果。第一节可可靠性性的基本本概念及及常用度度量——可用性可信性一一般只用用于非定定量的总总体描述述，其定定性和定定量要求求是通过过可用性性、可靠靠性、维维修性及及维修保保障的定定性和定定量要求求来表达达的。可信性是是一个集集体合术术语，用来表示示可用性性及其影影响因素素：可靠靠性、维维修性及及维修保保障。可信性在在于向顾顾客提供供信任，，是质量量保证的的重要内内涵。第一节可可靠性性的基本本概念及及常用度度量——可信性习题：系系统的保保障性与与（））有关关A.可靠性和和维修性性B.保障的设设计特性性C.计划的保保障资源源D.性能的设设计特性性A.B..C习题：可可用性定定义中的的规定时时间指的的是（））A.产品的工工作时间间B.产品的使使用寿命命C.产品即用用的时刻刻D.产品无故故障时间间C习题：维维修性通通过（））来提高高产品的的可用性性A.延长产品品工作时时间B.缩短因维维修的停停机时间间C.提高故障障修理质质量D.降低产品品维修成成本B习题：影影响产品品可信性性的因素素有（））——03、04年考题A.适用性B.可靠性C.维修性D.维修保障障E.性能B.C..D八.可靠度函函数九九.累计故障障(失效)分布函数数可靠度：：产品在在规定条条件下和和规定时时间内完完成规定定功能的的概率。。可靠度是是可靠性性的度量量指标，，是随时时间变化化的函数数，用R(t))来表示。。可靠度度函数的的表达式式：R（t））=P（T＞＞t）T是产品发发生故障障（失效效）时间间，当产产品失效效时，T也称寿命命。t为规定的的时间。。R(t))t可靠度函函数随时间递递减的函函数累计故障障（失效效）分布布函数是是故障的度度量指标标，也是是随时间间变化的函数，，通常用用F（t））表示。累计故障障（失效效）分布布函数数数学表示为为：F（t））=P（T≤≤t）累计故障障（失效效）分布布函数t随时间递递增的函函数F(t))不可靠度度假定产品品要么处处于正常常工作状状态，要要么处于于故障状状态，可可靠性与与故障可以表表述为两个对立立的事件件。可靠度函函数与累累计故障障分布函函数的关关系为：：R（t））+F（t））=1由于F(t))=1--R(t),因此，累累积故障障分布函函数通常常也成为为不可靠度度。故障概率率密度函函数f（t））是累积故故障分布布函数的的导数，，它表示示在t时刻后一一个单位位时间内内产品发发生故障障的概率率。f(t)F(t)R(t)ttF(t)、R(t)和f(t)三者的关系根据教材材所给故故障实验验统计数数据（对数正正态分布布）一个由若若干组成成部分构构成的复复杂产品品，不论论组成部部分的故故障是什什么分布布，只要要在故障障后即予予维修，，且修后后如新，，则产品品的故障障分布就就近似指指数分布布。指数分布布因其简简单得到到广泛而而有时不不恰当的的应用，，常见的的分布形形式还有有威尔布布分布、、对数正正态分布布等。服从指数数分布的的密度函函数f(x))为：f(t))服从指数数分布下下的分布布函数（（本书第第一章P43页）当故障率率f(t))服从指数数分布时时：t指数分布布的概率率密度函函数f(t))0λ可靠性与与维修性性的常用用度量纲知识点掌握可靠性主要度量参数a.可靠度及其计算b.故障率计算、单位及服从指数分布的故障率c.MTTF的概念及服从指数分布的MTTF计算d.MTBF的概念及服从指数分布的MTBF计算e.贮存寿命的概念f.MTTR的概念及计算可靠度：：N0为产品总总数，r(t))为工作到到t时刻产品品发生的的故障数数。可靠度计计算示例例：例：设t=0时，投入入工作的的10000只只灯泡，，当t=365天时，发发现有300只只灯泡坏坏了，求求一年时时的工作作可靠度度。参考答案案：R（年）=0.97F(t))=1--0.97=0.03第一节可可靠性性的基本本概念及及常用度度量——可靠度（二）故故障（失失效）率率产品工作作到某时时刻尚未未发生故故障，在在该时刻刻后一个个单位时时间发生生故障的概率率，称为为产品故故障（失失效）率率（或瞬瞬时故障障率）。。产品故障障率一般般用λ(t))表示。Δr(t)—t时刻后，，Δt时间内发发生故障障的产品品数Δt—所取时间间间隔NS(t)——在t时刻没有有发生故故障的产产品数第一节可可靠性性的基本本概念及及常用度度量——故障（失失效）率率之间的相相互关系系设在规定定的t时间内发发生故障障的产品品数为，，未未发生故故障的产产品数为为，，产品总总数为，，则有：：当Δt趋近于0时：低故障的的元器件件常以10-9/h为故障率率的单位位，称之之为菲特（Fit））如果产品品服从指指数分布布，故障障率为常常数λ，此时可靠靠度为R(t))=e-λt。故障率计计算示例例：例1：上上题若一一年后第第一天又又有一只只灯泡坏坏了，求求此时的的故障率率。Δt=1((天)，Δr(t))=1((只)，Ns(t)==10000--300=9700((只)参考答案案：λ（t）=0..000103/天指数分布布：注意：若若给出指指数分布布概率密密度函数数的图形形，λ是当t=0时，f(t))的取值三、平均均失效（（故障））前时间间MTTF设N0个不可修修复的产产品在同同样条件件下进行行试验，，测得其其全部失失效时间为t1，t2……tNO，其平均失失效前时时间为：：对于不可可修复的的产品，，失效时时间即产产品的寿寿命，因因此，MTTF即为平均均寿命。。当产品品服从指指数分布布时：平均失效效前时间间计算示示例例：设有有5个不不可修复复产品进进行寿命命试验，，它们发发生失效效的时间间分别是1000h、1500h、2000h、2200h、2300h，问该产品品的MTTF的观测值？？若已知知该产品品服从指指数分布布，则其其故障率率是多少少？在平平均寿命内的的可靠度度是多少少？参考答案案：MTTF=1800h;λ((t)==0.00056/h;R(t))=e-1四、平均均故障间间隔时间间MTBF一个可修修复产品品在使用用中发生生了N0次故障，，每次故故障修复复后，又又重新投入入使用，，测得其其每次故故障前工工作持续续时间为为t1，t2……tNo，其平均故障障间隔时时间MTBF为：T为产品总总工作时时间。对于完全全修复产产品，因因修复后后产品如如新，一一批产品品发生了了N0次故障，，相当于于N0个新产品品工作到到首次故故障，因因此：当产品的的寿命服服从指数数分布时时：MTBF=MTTF==1//λ平均故障障间隔时时间MTBF计算示例例：例：设有有一个电电子产品品累计共共工作10万小小时，共共发生故故障50次，问问该产品的的MTBF的观测值值？如果果该批产产品服从从指数分分布，问问其故障障率是多少？？MTBF内的可靠靠度是多多少？参考答案案：MTBF=2000h；λ((t)==0.0005/h;;R((t)==e-1五、贮存存寿命贮存寿命命的概念念：产品在规规定条件件下贮存存时，仍仍能满足足规定质质量要求求的时间间长度，，称为贮存存寿命。。贮存寿命命是产品品贮存可可靠性的的一种度度量。产品在规规定条件件下贮存存，仍存存在偶然然故障，，但其故故障率比比在工作作条件下的的故障率率要小得得多。六、平均均修复时时间MTTR平均修复复时间MTTR的概念：：平均修复复时间是是在规定定的条件件下和规规定的时时间内，，产品在在任一规规定的维修级级别上，，修复性性维修总总时间与与在该级级别上被被修复产产品的故故障总数数之比。平均修复复时间MTTR是维修性性的度量量指标。T是修复总总时间，，n是修复次次数。纲知识点熟悉浴盆曲线a.浴盆曲线的三个故障期阶段b.浴盆曲线三个故障期阶段的主要特点c.规定的允许故障率与使用寿命的关系d.高质量产品与低劣产品的浴盆曲线的特征第一节可可靠性性的基本本概念及及常用度度量——浴盆曲线线产品典型型的故障障率曲线线λ(t))使用寿命命规定的故故障率维护后故故障率下下降偶然故障障期t耗损故障障期早期期故障期AB1、早期期故障降降至最低低，产品品耗损期期到来之之前，是是产品的的主要使使用期。。2、故障障率基本本平稳，，可近似似看作一一个常数数。3、由偶偶然因素素引起的的。4、可以以通过统统计方法法来预测测。1、产品品使用很很长时间间以后。。2、故障障迅速上上升，直直至极度度。3、主要要由老化化，废劳劳、磨损损、腐蚀蚀引起。。4、可通通过试验验数据分分析确定定耗损起起始点，，并通过过预防维维修延长长产品的的寿命。。产品的使使用寿命命与产品品规定条条件和规规定的可可接受故故障有关关。规定的允允许故障障率越高高，产品品使用寿寿命越长长，反之之寿命越越短。1、产品品使用初初期，故故障容易易暴露出出来。2、故障障率较高高，且呈呈迅速下下降趋势势。3、由设计和和制造缺缺陷引起起。如设计计不当、、材料缺缺陷、加加工缺陷陷、安装装调整不不当等。。4、可以以通过加加强质量量管理及及采取环环境应力力筛选加加以减少少。高质量电电子产品品其故障障率曲线线在其寿寿命内基基本是一一条平稳稳的直线线。质量低劣劣产品要要么存在在大量早早期故障障要么很很快进入入耗损故故障阶段段。可靠性与与产品质质量的关关系可靠性——是随时间间变化的的产品重重要的质质量特性性——是顾客最最为关注注而又无无法直接接感知的的特性——贯穿于产产品设计计、制造造、储运运、使用用、维修修的整个个过程——是质量的的重要内内涵，是是每时没没刻的质质量习题：产产品在规规定条件件下和规规定时间间内,完成规定定功能的的概率称称之为（））——05年考题A.可用度B.可靠度C.可信度D.耐久度B习题：低低故障率率元器件件通常用用菲特（（Fit）作为故故障率单单位，其其符号为为（））A.10-3/hB.10-6/hC.10-9/hD.10-12/hC习题：当当产品的的故障服服从指数数分布时时，其故故障率为为一常数数λ，此时的的可靠度为（（））A.B.C.D.B习题：贮贮存寿命命是指产产品在规规定条件件下贮存存,仍能满足足（））的时间长度A.规定可靠靠性要求求B.规定质量量要求C.执行规定定功能D.维修性要要求B习题：维维修性常常用的度度量参数数是（））A.MTTFB.MTBFC.λD.MTTRD习题：度度量电视视机可靠靠性最通通用的指指标是（（））——04年考题A.故障率λB.可靠度RC.MTTFD.MTBFD习题：以以下不属属于可靠靠性度量量指标是是（））——05年考题A.平均故障障间隔时时间B.故障率C.风险顺序序数D.贮存寿命命C习题：已已知产品品故障服服从指数数分布如如图：则产品在在2000h时的可靠靠度（））A.e-1B.e-10C.e-2D.e-20tf(t))0.005/h2000hB0习题：产产品的故故障浴盆盆曲线包包括（））阶段——03、05年考题A.早期故障障期B.使用故障障期C.偶然故障障期D.贮存故障障期E.耗损故障障期A.C..E习题：根根据故障障浴盆曲曲线，（（））理理解是错错误的A.早期故障障主要是是设计和和制造中中的缺陷陷B.产品使用用初期，，故障率率较高，，并呈明明显上升升趋势C.偶然故障障期是产产品的主主要工作作期，故故障率低低且基本本平稳D.耗损期故故障迅速速上升，，通过预预防维修修可以延延缓故障障增加B习题：规规定允许许的故障障率高，，产品的的使用寿寿命则（（））A.短B.增加越快快C.降低越快快D.长D习题：高高质量等等级的电电子产品品，其故故障率在在其寿命命期内基基本是一一条（））A.呈下降趋趋势的直直线B.平稳的直直线C.呈上升趋趋势的直直线D.先降后升升的曲线线B习题：某某产品使使用了1810h，其间发发生三次次故障，，第一次次维修时时间为3h，第二次次为8h，第三次次为2h，则：——04年考题1、产品平平均修复复时间为为（））A.4..33hB.4..75hC.4.00hD..5.50h2、产品平平均故障障间隔时时间（））A.600hB.603.3hC.595hD.599h3、假定产产品故障障服从指指数分布布，则故故障率（（））A.1//600hB.1//603.3hC..1/595hD..1/599h4、若已知知使用寿寿命是平平均寿命命的2倍，则可可靠度（（））A.eB.e-1C.e-2D.e2ADDC第二节基基本本可靠性性设计与与分析技技术大纲要求求1、了解解可靠性性设计的的基本内内容和主主要方法法2、熟悉悉可靠性性模型及及串并联联模型的的计算3、熟悉悉可靠性性预计和和可靠性性分配4、熟悉悉故障模模式影响响及危害害性分析析FMECA5、了解解故障树树分析FTA6、熟悉维修修性设计计与分析析的基本本方法一、可靠靠性设计计的基本本内容纲知识点了解可靠性设计的基本内容a.了解可靠性设计的主要方法b.知道可靠性设计最常用的定量指标c.了解可靠性设计方法中一些要求熟悉可靠性模型并掌握串并联模型的计算方法d.掌握串联模型和并联模型的概念e.掌握串联模型和并联模型的计算f.掌握串联模型和并联模型的特点产品可靠靠性是设设计出来来、生产产出来和和管理出出来的。。设计是保保证产品品可靠性性的首要要环节，，是保证证产品可可靠性的的关键。。产品开发发者的可可靠性设设计水平平对产品品可靠性性影响重重大。a.了解可靠靠性设计计的基本本内容可靠性设设计的主主要技术术1、规定定定性定定量的可可靠性要要求2、、建立可可靠性模模型3、可靠靠性分配配4、、可靠性性预计5、可靠靠性设计计准则6、、耐环境境设计7、元器器件选用用与控制制8、、电磁兼兼容性设设计9、降额额设计与与热设计计b.最常用的的可靠性性定量指指标可靠性指指标是可可靠性设设计的目目标，也也是检验验产品可可靠性的的依据。。常用的可可靠性指指标为：：①MTBF；②使使用寿寿命。主要的可可靠性指指标可靠性指标定义单位R(t)可靠度产品在规定条件下，规定时间内，完成规定功能的能力%λ(t)故障率在某一时刻以前工作的产品，在继续工作的单位时间内发生故障的概率菲特MTBF一个可修复产品，两个相邻故障间的工作时间的平均值时间MTTF一批不可修复的产品，发生故障以前工作时间的平均值时间维修度可以维修的产品，在规定条件下，规定时间内，完成维修的概率%MTTR修复性维修所需时间的平均值时间A(t)可用度可维修的产品，在某特定的瞬间，维持其功能的概率%c.了解可靠靠性设计计方法中中的一些些要求可靠性设设计准则则：根据据产品类型型，重要要程度、、可靠性性要求，，使用特点和和相似可可靠性设设计经验验及有关关标准、、规范制定。耐环境设设计：包包括产品的抗抗振动、、抗冲击击、抗噪噪音、防防潮、防防霉、防防腐设计计和热设设计。元器件的的选用和和控制：：制定并实实施元器器件大纲纲是控制制元器件件选择和和使用的的有效途途径。电磁兼容容性设计计：增强产品品抗电磁磁干扰的的能力。。降额设计计与热设设计：环境温度度过高，，故障率率会增大大。对运运动系统统或电子子产品采采取通风风、水冷冷等措施施是可靠靠性热设设计的要要求。d.掌握可靠靠性串联联模型和和并联模模型的概概念可靠性模模型是用用以预计计或估计计产品可可靠性的的一种模模型。建建立产品品系统级、、分系统统级或设设备级的的可靠性性模型，，便于定量分配配、估计计和评价产品的的可靠性性。可靠性模模型包括括：可靠性方方框图和和可靠性性数学模模型。典型的可可靠性模模型有：：串联模型型和并联模型型串联模型型：组成产品品的所有有单元中中任一单单元发生生故障都都会导致致整个产产品故障障的模型型。并联模型型：组成产品品所有单单元同时时工作时时，只要要还有一一个单元元不发生生故障，，产品就就不会发发生故障障，也称称工作贮贮备模型型（冗余余模式））。ABCABC串联模型型并联模型型LCC(电容）L(电感）产品原理理图可靠性框框图可靠性框框图产品原理理图：表表示产品品中各单单元之间间的物理理关系。。可靠性框框图：表表示产品品中各单元之之间逻辑辑功能关关系。e.掌握可靠靠性串联联模型和和并联模模型的计计算串联模型型的数学学模型（1）可可靠度是是产品各各单元可可靠度的的积（2）故故障率是是产品各各单元故故障率的的和串联系统统的可靠靠度是指指所有单单元都正正常工作作的概率率。因此此，系统统总的可可靠度等等于各单单元可靠靠度的积积。应注注意的是是上述数数学模型型是基于于各工作作单元彼彼此相互互独立（（都是独独立故障障），若若不独立立，相关关联单元元的概率率用条件件概率表表述。产品服从从指数分分布情况况下，若若设计赋赋予各单单元的故故障率为为λi求：1）可靠度度Rs(t)2）当工作时时间t=MTBF（平均寿命命），Rs(t)值计算：可靠度：：t=MTBF时：可靠度：：串联模型型计算示示列：例1：已已知振荡荡器的电电感和电电容故障障率λL=λC=10-6/h,振荡器寿寿命服从指数数分布，，求振荡荡器的故故障率λS；MTBFS及可靠度度RS（t）。参考答案案：λS=2×10-6/h；MTBFS=5×105h；RS（t）=e-2×10-6t串联模型型计算示示列：例2：假假设一个个产品是是10个个部件串串联组成成，寿命命服从指指数分布布，若每个部件件工作10000小时时的可靠靠度为0.9，，求产品品工作到到10000小小时的可可靠度。参考答案案：RS（10000))=0.910=0.349并联模型型的数学学模型并联模型型计算示示列：例2：假假设一个个产品是是10个个部件并并联组成成，寿命命服从指指数分布布，若每每个部件件工作10000小时时的可靠靠度为0.9，，求产品品工作到到10000小小时的可可靠度。。参考答案案：RS（10000))=1-0..110=0.9999999999并联模型型考察察的是所所有单元元都发生生故障的的概率，，即总的的不可靠靠度。即：因此：（（要要求各单单元相互互独立））如图，假假定各单单元的可可靠度均均为R，求系统统总的可可靠度Rsn列n列k行并串联模模型串并联模模型k行n列f.掌握可靠靠性串联联模型和和并联模模型的特特点1、串联联模型的的特点：：组成串联联系统的的单元越越多，产产品的可可靠性越越低。2、并联联模型的的特点：：产品的可可靠性高高于各组组成单元元的可靠靠性。（要考虑虑冗余提提高任务务可靠性性、降低低基本可可靠性的的特点））提高产品品可靠性性的重要要途径1、在满满足性能能要求的的前提下下尽量简简化设计计，使““部件数数要少””，此点不仅仅对提高高可靠性性有重要要意义，，同时可可以降低低零部件件的采购购和处理理费用，，降低成成本。2、提高高产品各各组成单单元的可可靠性。。包括发展展新材料料、新技技术，推推行标准准化，应应用冗余余技术以以及进行行可靠性性增长试试验等。。习题：产产品的可可靠性是是（））出来来的——03年考题A.设计B.计算C.试验D.制造E.管理A.D..E习题：主主要的可可靠性设设计技术术包括（（））A.建立可靠靠性模型型B.可靠性设设计评审审C.可靠性分分配D.可靠性预预计A.C..D习题：最最常用的的可靠性性模型有有（））A.串联B.并联C.旁联D.互联E.混联A.B习题：以以下说法法正确的的是（））A.可靠性串串联模型型，组件件越多，，可靠性性越低B.可靠性并并联模型型，组件件越多，，可靠性性越高C.提高产品品可靠性性，采用用简化设设计技术术是有效效的途径径D.适当采用用冗余技技术，可可以提高高产品的的可靠性性A.C..D习题：有有三个相相同的元元件，其其可靠度度均为0.8，则——01年考题1、串联后后，系统统的可靠靠度为（（））A.0.512B.0.76C.0.764D.0.82、并联后后，系统统的可靠靠度为（（））A.0.512B.0.76C.0.992D.13、如图系系统，可可靠度为为（））A.0.760B.0.764C.0.768D..1ACC习题：由由4个单元组组成的串串联系统统，每个个单元寿寿命都服服从指数数分布，，故障率为为λA=0.002//hλB=0.001//hλC=0.004//hλD=0.003//h1、系统的的故障率率（））——05年考题A.0.01/hB.0.001/hC.0.0001/hD.0.1//h2、系统的的平均故故障间隔隔时间为为（））A.1000hB.100hC..10hD.500h3、为提高高系统可可靠性，，应优先先降低（（））的的故障率率A.单元AB.单元BC..单元CD.单元DABC二、可靠靠性分配配三三、可可靠性预预计纲知识点熟悉可靠性分配a.熟悉可靠性分配主要方法和分配参数b.了解可靠性分配要考虑的影响因素c.熟悉简单的可靠性评分分配方法熟悉可靠性预计d.了解常用的可靠性预计方法e.了解元器件计数法和应力分析法特点f.熟悉元器件计数法和应力分析法公式a.熟悉可靠靠性分配配常用方方法及分分配参数数可靠性分分配：在产品设设计阶段段，将产产品的可可靠性定定量要求求按规定定的准则分分配到规规定的产产品层次次的过程程。可靠性分分配的方方法：评分分配配法、比比例分配配法等。评分分配配法是最常用用的分配配方法，，分配参参数选择择的是故障率λ。b.了解可靠靠性分配配需考虑虑的主要要影响因因素主要考虑虑的影响响因素有有：1）产品品复杂程程度2）技术术成熟度度3））重要度度4））环境条条件注意每项项影响因因素评分分高低原原则。c.熟悉简单单的可靠靠性评分分分配方方法可靠性评评分分配配方法：：分配给第第i个分系统统的故障障率λi为:λi=Ciλsλs是系统规规定的故故障率指指标。Ci是分系统统的评分分系数，，Ci=ωi/ω

ω=Σωωi例：假设设由四个个部件A、B、、C、D组成的串串联电子子系统，，寿命分分布服从指数数分布，，其可靠靠性指标标为MTBF=500h，，试用评分分分配法法将可靠靠性分配到到个部件件。1、计算系统统规定的的故障率率λs=1/500==0.002//h；2、请专家对对四种影影响因素素进行评评分，见见下表。。部件复杂度技术成熟度重要度环境条件各部件评分数Ωi各部件评分系数Ci分配给各部件的λs（×10-4）分配给各部件的MTBFA896834560.4629.241082.3B576816800.2254.52222.2C56659000.1202.44166.7D668514400.1933.862590.1合计7476120500d.了解常用用的可靠靠性预计计的方法法e.了解元器器件计数数法和应应力分析析法的特特点可靠性预预计：产产品设计计阶段，，根据产产品各组组成部分分的可靠靠性预测产品在在规定的的工作条条件下的的可靠性性所进行行的工作作。可靠性预预计的方方法：元器件计计数法，，应力分分析法等。元器件计计数法的的特点：：1、适用用于产品品的设计计开发早早期，2、不需需要了解解各元器器件详细细信息及及逻辑关关系，3、预计计结果比比较粗糙糙。应力分析析法的特特点：1、适用用于产品品的详细细设计阶阶段，2、具备备详细信信息，3、预计计结果较较准确。。f.熟悉元器器件计数数法和应应力分析析法的公公式元器件计计数法公公式：——产品总的的故障率率——第i种元器件件的通用用故障率率——第i种元器件件数量——第i种元器件件通用质质量系数数n———产品所用用元器件件种类数数目应力分析析法公式式：1）各元器器件工作作故障率率：——元器件工工作故障障率——元器件基基本故障障率——环境系数数——降额因子子（K≤1）2）产品的的工作故故障率：：3）得出产产品的MTBF：Ni是元器件件数量n是元器件件种类习题：可可靠性分分配的主主要方法法有（））A.评分分配配法B.元器件计计数法C.应力分析析法D.比例分配配法A.D习题：在在可靠性性分配中中，一般般选用（（））作为为分配参参数A.故障率λB.可靠度RC.MTTFD.MTBFA习题：可可靠性专专家对某某元件的的复杂度度、重要要度均给给出8分的评分分，这表明该元元件的复复杂度、、重要度度（））A.高、高B.高、低C.低、高D.低、低B习题：元元器件计计数法的的的特点点有（））A.适用设计计开发早早期B.具备较详详细的信信息C.预计结果果比较粗粗糙D.预计结果果比较精精确A.C习题：运运动设备备和电子子元器件件通常要要增加通通风和水水冷设计计，这属属于可靠性设设计技术术中的（（））A.耐环境设设计B.抗振动设设计C.电磁兼容容性设计计D.降额设计计与热设设计D习题：某某产品由由5类主要部部件组成成，各类类产品的的用量、、通用故故障率如如下表，通通用质量量系数都都为1，——04年考题用元器件件计数法法预计该该产品的的故障率率为（））(单位:10-4/h)A.31.1B.266C.4.50D.122..2D编号组成部件名称(10-4/h)1阀门250.52过滤器160.73伺服马达52.54连接器1200.35密封件1000.5元器件计计数法公公式:四、故障障模式、、影响及及危害性性分析五、故障障(失效性)分析六六、维修修性设计计纲知识点熟悉FMECAa.熟悉可靠性分析的主要方法b.熟悉FMEA和CA的基本概念c.熟悉影响FMEA的主要因素d.了解FMECA的主要步骤了解FTAe.了解故障树分析的主要内容熟悉维修性设计f.熟悉维修性设计的主要内容a.熟悉可靠靠性分析析的主要要方法当前实用用而有效效的可靠靠性技术术为“三三F”技术，即即1）故障模模式，影影响及危危害分析析（FMECA）2）故障树树分析（（FTA）3）故障报报告、分分析及纠纠正措施施系统（（FRACAS）“三F”技术的主主要用途途有：1）设计中中运用FMECA、FTA，可及时时发现和和纠正设设计缺陷陷，实施施重点管理理。2）实施FRACAS，可彻底底查明故故障原因因，采取取改进措措施，防防止故障再发生生。3）运用““三F”技术可以以积累工工程经验验，提高高产品设设计水平平，并为为建立系统维维修和维维护提供供指南，，为可靠靠性改进进活动指指出方向向。b.熟悉FMEA、CA的基本概概念FMECA是对产品品所有可可能的故故障模式式进行分分析，确确定每种种故障模模式对产品品工作的的影响，，找出单单点故障障，并按按故障模模式的严严酷度及及其发生生概率确定定其危害害性。FMECA包括：故故障模式式及影响响分析FMEA、危害性性分析CAFMEA是对故障障进行分析—改改进—提提高的过程；；CA是综合分析析—评价价的过程。。CA是FMEA的继续；；FMEA只能定性性分析，，而CA可以定性性也可以以定量分分析。FMECA分析方法法可用于于整个系系统到零零部件任任何一级级，一般般根据要要求和可可能在规规定的产产品层次次上进行行。c.熟悉影响响FMEA的主要因因素影响FMECA工作效果果的主要要因素包包括：分析者的的水平高高低、可可利用信信息的多多少以及及分析时时机的选选择。故障模式式是指故故障的表表现形式式。元器器件的主主要故障障表现形形式有：：断裂、接接触不良良，短路路、腐蚀蚀等。故障影响响指该故故障模式式对产品品安全性性或产品品功能的的影响。。故障影影响一般般可分为为：对局部、高高一层次次及最终影响响三个等级级。严酷度：：某种故故障模式式影响严严重程度度。分为为四类：：Ⅰ类（实实难性故故障）：：造成人员员死亡或或系统毁毁坏的故故障Ⅱ类（致命命性故障障）：造成人员员严重受受伤或系系统严重重损坏的的故障Ⅲ类（严严重故障障）：造成系统统轻度损损坏，导导致任务务推迟完完成的故故障Ⅳ类（轻度度故障））：不造成系系统损坏坏，但会会导致非非计划维维修的故故障故障模式式发生的的概率等等级分为为五级A级（经常常发生））B级（很可可能发生生）C级（偶然然发生））D级（很少少发生））E级（极不不可能发发生）d.了解FMECA的主要步步骤1）2）3）掌握产产品/系系统的相相关信息息和资料料；4）定义产产品及其其功能和和最低工工作要求求；5）画出产产品/系系统的功功能方框框图；6）规定故故障分析析级别，，即规定定分析的的层次；；7）找出故故障模式式，分析析其原因因及影响响；8）找出故故障的检检测方法法；9）分析故故障原因因，提出出预防措措施；10）确定各各种故障障模式对对产品危危害的严严酷度；；11）确定各各种故障障模式发发生的概概率等级级；12）填写FMEA表及绘制制危害性性矩阵图图。e.了解故障障树分析析的主要要内容故障树分分析FTA：通过对对造成系系统故障障（顶端端事件））的各种种可能的的原因（中中间事件件或底事事件）进进行分析析，画出出逻辑因因果图（（故障树树），进进而确定中中间事件件或底事事件的各各种可能能的组合合方式或或共发生生概率，，以便采采取措施，，提高系系统的可可靠性。。FMECA：找出单单点故障障，由局局部到总总体分析析其对系系统的影影响。FTA：首先确确定顶端端事件，，由总体体到局部部分析故故障发生生的原因因。FTA分析的一一般要求求故障树分析的准备确定顶端事件建立故障树定性分析定量分析写出分析报告，提出改进措施故障树分分析的准准备：熟熟悉系统统相关资资料，掌掌握设计计意图、、结构、、功能和和环境情情况。确确定顶端端事件及及各级故故障事件件，根据据任务要要求确定定分析目目的及系系统故障障判据。。从顶端事事件出发发根据基基本规则则和方法法建造故故障树。。故障树的的规范化化；简化化及模块块分解；；计算故故障树的的最小割割集。由各底事事件发生生概率计计算出顶顶事件的的发生概概率。f.熟悉维修修性设计计的主要要内容维修性是是设计出出来的。。维修性性设计的的主要有有定性和和定量两两种方法，其中中定性设计计是最主主要的。。定性设计计主要内内容1、简化化设计；；2、可达达性设计计；3、标准准化互换换与模块块化设计计；4、、防差错错及识别别标志设设计；5、维修修安全设设计；6、故障障检测设设计；7、维修修中人素素工程设设计。1、简化化设计：：在不影响响性能要要求和使使用要求求前提下下，使产产品结构构尽可能能简化。。其基本原原则是尽尽可能简简化产品品功能、、合并产产品功能能和尽量量减少零零部件的品种及及数量。。此要求不不仅便于于使用和和维修，，对提高高产品可可靠性、、降低生产和和维修成成本都由由重要意意义。2、可达性性设计：：产品发生生故障进进行维修修时身体体的某一一部位或或借助工工具更容容易接近近维修部位位，同时时为维修修操作留留有空间间的设计计。可达性设设计要求求视觉可可达和实体体可达。。合理设设置维修修窗口和和维修通通道是重重要的途途径。3、标准化化，互换换性与模模块化设设计：采用标准准件便于于零部件件供应储储备和调调剂，利利于维修修。互换换性设计计可简化维维修作业业和节约约储备品品费用。。模块化设设计实现现部件互互换通用用。4、防差错错及识别别标志设设计：防差错设设计指产产品维修修时必须须在正确确安装程程序上才才能安装装的设计。识别别标志设设计是指指产品的的维修部部位及备备件、专专用工具具、测试试器材等易于于辨认的的设计。。5、维修安安全性设设计：是指避免免维修人人员的伤伤亡和产产品损坏坏的设计计。6、故障检检测设计计：使故障检检测准确确快速的的设计。7、维修中中的人素素工程设设计：考虑维修修人员的的人素工工程，以以便提高高维修效效率的设设计。习题：常常用的可可靠性分分析方法法有（））——03年考题A.FMECAB.PDCAC..FTAD.FRACASA.C..D习题：对对每种故故障模式式的严酷酷度及其其发生概概率进行行分析，，以全面面评价每种故故障模式式对产品品的综合合影响的的分析方方法是（（））A.FMEAB.CAC..FTAD.FRACASB习题：影影响FMECA工作效果果的主要要因素有有（））A.分析者的的专业水水平B.可利用信信息的多多少C.计算机技技术的应应用D.对分析时时机的把把握A.B..D习题：故故障影响响是指某某故障模模式对产产品的安安全性及及功能的的影响，，故障影响通通常分为为（））等几几个等级级A.对元件本本身影响响B.对局部影影响C.对高一层层次影响响D.对最终影影响B.C..D习题：以以下不属属于故障障树分析析工作内内容的是是（））A.构建故障障树B.分析故障障模式的的严酷度度C.计算顶端端事件的的发生概概率D.编写故障障树分析析报告B习题：以以下属于于维修性性设计的的有（））——05年考题A.简化设计计B.防差错及及识别标标志设计计C.故障检测测设计D.冗余设计计E.标准化、、互换性性与模块块化设计计A.B..C.E第三节可可靠靠性试验验大纲要求求1、熟悉悉可靠性性试验概概念、作作用和分分类2、掌握环环境应力力筛选试试验内容容3、了解可可靠性增增长试验验和加速速寿命试试验4、熟悉可可靠性测测定试验验5、了解可可靠性鉴鉴定