质量管理学-第十二章可靠性管理

第十二章可靠性管理质量管理学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、可靠性的含义四个基本要素

1、能力或效能

2、规定的时间

3、特定的运行条件

4、可能性或概率可靠性是指元件、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

可靠性失效可修复的失效，通常称为故障制造缺陷或原材料缺陷造成的使用了一段时间后的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。分为：预防性维修、纠正性维修第一节可靠性及其相关概念预防性维修：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：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维修之间的时间（MTBM）①运行可用性＝MTBM＋平均停工时间（MDT）内在可用性定义：MTBF:平均失效间隔时间MTTR：平均修理时间平均失效间隔时间（MTBF）②内在可用性＝MTBF＋平均修理时间（MTTR）练习例1、某设备平平均间隔时时间是900h，为了保证证该设备运运行可用性性不小于0.9，则平均停停工时间需需控制在多多少？例2、某机器3年平均停工工时间为20h，两次维修修之间平均均时间间隔隔980h，求运行可可用性？例3、某机器平平均失效间间隔时间198h，平均修理理时间2h，求机器的的内在可用用性？可靠性水平平或相应的的能力可以以通过可靠靠度、失效效性、平均均失效时间间、平均失失效间隔时时间等来度度量。可靠性随时时间变化的的规律可以以通过可靠靠度函数、、产品寿命命线、累积积失效函数数、失效概概率密度等等来表示。。系统的可靠靠性通过分分析各个元元件的构成成形式及其其可靠性计计算和预测测。第二节可可靠性性的度量第二节可可靠性性的度量1、单元可靠靠性的度量量失效率=总失效数/总运行时数数失效率的倒倒数=总运行时数数/总失效数：：代表平均失失效时间（（MTTF）（不能修修的）或平平均失效时时间间隔（（MTBF）（能修的的）（1）失效率和和失效率曲曲线AB050045005000h累计失效百百分比早期失效可用寿命损耗期失效率实际失效率率的计算R=总失效数/总单元运行行时数或R=总失效数/（试验单元元数*试验验时数）第二节可可靠性性的度量（2）可靠度函函数R(t)R(t)：即产品在在规定时间间内不发生生失效的概概率R(t)=P（t<T）t为时间变量量，T为发生失效效的时间，，有时为产产品寿命。。R(t)的确定失效密度函函数：累计失效分分布函数：：可靠性函数数：λ代表失效率率只要理解就就可以，一一般不用计计算！第二节可可靠性性的度量f（t）时间失效概率TF（T）R（T）二、系统可可靠性的度度量与预测测（1）串联系统：：一个环节失失效，系统统失效其可靠性遵遵循乘法概概率（后一一环节可靠靠性受前一一环节的影影响）Rs=R1R2R3…Rn如:一流水线上上有三元件件，各元件件的可靠性性为0.997，0.98，0.975，则系统可可靠性Rs=R1R2R3…Rn=0.997*0.98*0.975=0.953第二节可可靠性性的度量（2）并联系统：：一个环节失失效，其他他环节正常常运行；所所有环节失失效，系统统失效。先计算每一一个环节失失效概率，，系统中所所有环节整整体失效概概率为每一一个环节失失效概率的的积，系统统的可靠性性为：1-整体失效概概率Rs=1-（1-R1）（1-R2）（1-R3）…（1-Rn）如：某系统统在某一运运行元件外外建立了四四套保护元元件，每个个元件的可可靠性为0.99，则系统可可靠性为：：Rs=1-（1-R1）（1-R2）（1-R3）…（1-Rn）=1-（1-0.99）（1-0.99）…=0.9999999999第二节可可靠性性的度量例1：某元件可可靠性为0.95，求下列系系统的可靠靠性？例2：求系统的可可靠性？0.950.90.90.90.9第三节可可靠性工程可靠性工程：：指关于于设计计、制制造和和保护护产品品具有有高可可靠性性的知知识和和技术术。1、可靠靠性设设计过程：：规定可可靠性性的要要求建立可可靠性性模式式分配可可靠性性预测可可靠性性正式确确定产产品可可靠性性设计计的原原则和和要求求，形形成设设计标标准和和规范范选择和和控制制元件件。必要时时进行行环境境、维维修等等辅助助设计计提高可可靠性性的方方法：：选择标标准化化的元元器件件使用冗冗余技技术耐环境境设计计维修性性设计计第三节节可可靠靠性工工程二、可可靠性性分析析方法法：：故障障模模式式及及影影响响分分析析（FMEA）和和故障障树树分分析析（FTA）（1）故故障障模模式式及及影影响响分分析析定义义：：在产产品品设设计计过过程程中中，，通通过过对对产产品品各各个个组组成成单元元潜潜在在的的各各种种故故障障模模式式及及其其对对产产品品功功能能的的影影响响进进行行分分析析，提提出出可可能能采采取取的的纠纠正正预预防防措措施施，，以以提提高高产产品品固固有有可可靠靠性性的的一一种种方方法法。。第三三节节可可靠靠性性工工程程故障障模模式式及及影影响响分分析析的的基基本本过过程程（1）了解和和掌握产产品资料料（2）确定产品品的功能要要求，选择择分析的层层次（3）找出所有有的故障模模式（4）分析原因因和影响（5）制定纠正正措施（6）分析和评评价产生危危害的严酷酷程度第三节可可靠性工工程对单元件须须掌握的详详细信息：：故障模式--表现产品如如何发生故故障故障原因故障影响--产品或子系系统在其所所运行的领领域对产品品或系统的的影响。纠正措施—说明根据影影响程度需需要采取的的纠正措施施危害点评---评价影响程程度，特别别是危害严严酷度分析析（2）故障树分分析类似于因果果分析中的的鱼刺图第三节可可靠性工工程三、可靠性性试验是对产品可可靠性进行行调查、分分析和评价价的手段。。通过试验发发现产品设设计、元器器件、原材材料和工艺艺方面的缺缺陷或潜在在故障，以以采取有效效措施，提提高产品可可靠性第三节可可靠性工工程可靠性试验验的种类：：可靠性测定定试验：用于测定定产品的可可靠性，确确定可靠性性的各项指指标。到一一定时间或或故障数到到一定数量量即停止。。可靠性鉴定定试验：用有代表表性的产品品，在规定定条件下鉴鉴定产品可可靠性的相相关数据。。可靠性验收收试验：交付的产产品抽样，，测定产品品性能是否否符合要求求。环境应力筛筛选试验：对产品施施加环境应应力，筛选选可靠性高高的产品可靠性增长长试验：规定环境境下产品可可靠性是否否提高第三节可可靠性工工程第四节可可靠性性管理可靠性管理理是指在实现现产品或系系统的可靠靠性过程中中，建立、、实现和保保持可靠性性目标的全全过程。可靠性管理理的基本要要求：贯彻预防为为主的思想想，从头开开始，从产产品开发开开始就将性性能、可靠靠性、进度度、费用等等进行综合合权衡，同同时特别重重视可靠性性管理和信信息工作，，与技术状状态管理相相结合，建建立故障分分析、报告告和纠正措措施。第四节可可靠性管理理一、可靠性性管理的一一般步骤1、定义顾客客的效能要要求2、确定重要要的经济因因素并评估估它们与可可靠性要求求之间的关关系3、定义产品品使用的环环境和条件件4、选择可满满足可靠性性要求及成成本准则则的元件、、设计和供供应商5、确定机器器和设备的的可靠性要要求及其在在制造过程程中对产品品可靠性的的影响6、分析现场场可靠性数数据作为一一种质量改改进的方法法二、可靠性性管理的内内容a可靠性目标标的确立完美的可靠靠性不现实实且成本高高，成本高高则价格高高，达到顾顾客不愿支支付的价格格。因此必必须在经济济因素和成成本最小化化之间平衡衡b设计过程可可靠性管理理产品或系统统的效能特特征、运行行条件、效效能持续期期支配着设设计。第四节可可靠性管理理c制造过程可可靠性管理理原材料、设设备、工人人影响可靠靠性，预防防性维修活活动也十分分重要d包装、运输输和防护可可靠性管理理包装、运输输和不良的的防护和搬搬运会影响响交给顾客客的产品的的可靠性e采购可靠性性管理采购元件、、原材料、、设备等需需了解其性性能，预防防性维修、、保有备件件和更换零零件。三、计算机机软件的可可靠性管理理第四节可可靠性管理理重点内容