产品可靠性基础知识

第五章 可靠性基础知识一、故障（失效）及其分类故障：丧失完成规定功能的状态故障分类按故障的规律早期故障、偶然故障、耗损故障按故障引起的后果致命性故障、非致命性故障按故障的统计特性独立故障、从属故障第一节可靠性的基本概念及常用度量二、可靠性可靠性：产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。可靠性的概率度量称为可靠度定义中的“三个规定”是理解可靠性概念的核心。产品是指硬件和流程性材料等有形产品及

软件等无形产品。可大到一个系统，小到一个个零件。可靠性可靠性固有可靠性使用可靠性基本可靠性任务可靠性2．产品可靠性分类：三、维修性产品在规定的条件下和规定的时间内，按规定的

程序和方法进行维修时，保持或恢复执行规定状态态的能力。规定条件是指维修机构、场所、人员、技能、设备、工具、备件、技术资料等。维修性是产品质量的一种特性；产品设计时应赋予维修简便、迅速和经济。产品不可能无限期工作，迟早总会出故障，若能迅速而又经济地修复，顾客亦是满意的。系统（装备）的设计特性和计划的保障资源满足平时和战时使用要求的能力。包括两个方面的含义：与装备保障有关的设计特性；保障资源的充足和适用程度。四、保障性近代复杂系统的可靠性有两部分构成：硬件可靠性及软件可靠性与软件可靠性有关的标准：IEC

60300-3-6《软件可信性应用指南》IEC

61713《软件生存期的软件可信性应用指南》五、软件可靠性六、可用性和可信性的概念可用性可用性是产品可靠性、维修性和维修保障的综合反映。可用性的概率度量称为可用度。可用性是顾客对产品质量的又一重要的需求。2．可信性可信性是一个集合术语，用来表示可用性及其影影响因素：可靠性、维修性、维修保障。可靠度可靠度：R(t)累积故障分布函数：F(t)

七、可靠度函数、累积故障（失效）分布函数)F(t

R(t)f(t)tt理论上可证明：一个由若干组成部分构成的产品，不论组成部分故障是什么分布，只要出故障后即予维修，修后如新，则较长时间后，产品的故障分布渐近于指数分布。3．故障密度函数：f(t)八、可靠性与维修性的常用度量（一）可靠度例：教材[例5.1-1]（二）故障（失效）率

故障率的单位1菲特（fit）=10-9/小时当产品的故障服从指数分布，则故障率为常常数，此时可靠度为：例：教材[例5.1-2]（三）平均失效（故障）前时间（MTTF）

当产品的寿命分布服从指数分布例：教材[例5.1-3]（四）平均故障间隔时间（MTBF）（其中T为总试验时间）对修归如新的产品例：教材[例5.1-4]（五）贮存寿命产品在规定条件下贮存时，仍能满足规定质量要求的时间长度。（六）平均修复时间（MTTR）

式中ti：第i次修复时间n：修复次数早期故障期偶然故障期耗损故障期维修后故障率下降耗损故障偶然故障早期故障t规定的故障率AB使用寿命七、浴盆曲线性能指标产品质量专门特性（包括可靠性、维修性、保障性等）八、可靠性与产品质量的关系第二节基本可靠性设计与分析技术一、可靠性设计的基本内容规定定性定量的可靠性要求建立可靠性模型可靠性分配可靠性预计可靠性设计准则耐环境设计元器件选用与控制电磁兼容设计降额设计与热设计可靠性模型——串联模型：组成产品的所有单元中任一单元发生故障都会导致整个产品故障——并联模型：组成产品所有单元同时工作时，只要有一个单元不发生故障，产品就不会故障，亦称贮备模型式中Ri(t)与λiλ(t)——第i单元的可靠度与故障率；Rs(t)与λsλ(t)——第i单元的可靠度与故障率；例1：教材[例5.2-1]例2：教材[例5.2-2]二、可靠性分配在产品设计阶段，将产品的可靠性定量要求按规定的准则分配到规定的产品层次的过程。常用方法：评分分配法；比例分配法评分分配法选择故障率入为分配参数，主要考虑四个影响因因素：复杂度：组成分系统的元器件数数量及组装调调试的难易程度技术成熟度：分系统的技术水平和成熟程度重要度：分系统的重要性环境条件：分系统所处环境条件——每个因素的分值在1-10之间分配公式：（1）（2）（3）（4）例：教材[例5.2-3]应力分析法预计公式：（1）（2）（3）三、可靠性预计根据产品各组成部分的可靠性预测产品在规定的工作条件下的可靠性常用方法：元器件计数法；应力分析法元器件计数法预计公式：FMECAFMECA包括FMEA和CAFMEACA故障模式故障影响四、故障模式、影响及危害分析严酷度及其分类I类（灾难性故障）II类（致命性故障）III类（严重故障）IV类（轻度故障）故障概率等级A级（经常发生，大于总故障概率的0.2）B级（很可能发生，为总故障概率的0.1~0.2）C级（偶然发生，为总故障概率的0.01~0.1）D级（很少发生，为总故障概率的0.001~0.01）E级（极不可能发生，小于总故障概率的0.001）（一）FMECA的实施步骤掌握产品结构和功能的有关资料掌握产品启动、运行、操作、维修资料掌握产品所处环境条件的资料定义产品及其功能和最低工作要求按照产品功能方框图画出可靠性框图确定分析级别描述故障模式、分析原因及影响找出故障的检测方法找出预防措施确定严酷度确定故障概率等级填写FMEA表，绘制危害性矩阵初始约定层次任务审核第页共页约定层次分析人员批准填表日期故障模式及影响分析表五、失效（故障）树分析FTA故障树分析的一般要求故障树分析的准备工作故障树的建造故障树的定性分析故障树的定量分析编写故障树分析报告六、维修性设计简化设计可达性设计标准化、互换性与模块化设计防差错及识别标志设计维修安全性设计故障检测设计维修中的人的因素工程设计可靠性试验工程试验统计试验可靠性试验的概念——可靠性试验：实验室试验，现场试验环境应力筛选试验可靠性增长试验可靠性测定试验可靠性鉴定试验可靠性验收试验第三节可靠性试验一、环境应力筛选试验二、可靠性增长试验三、加速寿命试验

四、可靠性测定试验五、可靠性鉴定试验六、可靠性验收试验第五节可信性管理（一）可信性管理应遵循的原则可信性设计与性能设计同步进行将可信性管理纳入统一计划遵循预防为主、早期投入的方针重视和加强信息工作与故障报告、分析、纠正措施系统贯彻可信性有关法规和标准严格技术状态管理坚持一次成功的思想严格进行可信性评审职能计划组织监督控制指导二、可靠管理的基本职能、对象和方法对象产品开发、生产、使用过程中与可信性有关全部活动。管理的基本方法管理的计划管理的组织管理的监督管理的控制三、建立故障报告、分析和纠正措施系统（F