可靠性讲稿(13秋本科).ppt

可 靠 性 工 程 前 言 ?可靠性与产品质量特性的关系 ?可靠性工程的概念 可靠性工程（Reliability Engineering）：为了达到产品的可靠性要求所进行的一系列技术与管理活动，贯穿了产品的设计、试验、生产和使用等寿命周期过程。 ?可靠性的重要意义 1、可以防止故障和事故的发生，尤其是避免灾难性的事故发生； 2、能使产品总的费用降低； 3、可以减少停机时间，提高产品可用率； 4、对于企业来讲，可以改善企业信誉，增强竞争力。 ?可靠性的发展概况 1、产生 20世纪40年代； 2、发展 20世纪50年代-20世纪70年代； 3、成熟与拓展 20世纪80年代-至今。 国际可靠性组织： 国际电工委员会（ International Electrotechnical Commission，IEC） 可靠性分析中心（RAC） 美国质量协会(American Society of Quality, ASQ) ?可靠性工程的研究内容 1、可靠性设计： 目的：奠定产品的可靠性基础； 任务：在设计阶段预测和预防故障和隐患。 2、可靠性试验： 目的：验证和提高产品的可靠性； 任务：找出薄弱环节，提出改进措施。 3、制造阶段的可靠性： 目的：实现产品的可靠性； 任务：控制制造偏差、处理缺陷和排除早期故障。 4、使用阶段的可靠性： 目的：保持产品的可靠性； 任务：产品运行中的监视、诊断、预测，以及售后服务与维修策略。 ?本门课程内容 第1章 可靠性数学基础 第2章 可靠性基本概念与表示 第3章 可靠性试验与可靠性增长 第4章 系统可靠性模型与分析 第5章 故障模式与故障树分析 第6章 可靠性设计 教材：姜兴渭 可靠性工程技术 哈工大出版 2005 第二章 可靠性的基本概念和表示 §2.1 可靠性概念 可靠性：产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。 t-为规定的时间； T-表示产品寿命； P-表示概率 。 2、不可靠度：或者叫累积故障概率，是产品在规定的条件下和规定的时间内失效的概率。 3、故障概率密度 ：不可靠度对时间的导数。 设有N个灯泡，在t1，t2，…tn，时刻，累积失效数为 r1， r2，…rn；另 △ti= ti -ti-1 ， △ri= ri -ri-1则在△t1，△t2，…△tn时间段，失效数分别为△r1，△r2，…△rn，则在tn时刻： 4、失效率或叫故障率 ：是工作到t时刻尚未失效的产品，在该时刻t后的单位时间内发生失效的概率 。 浴盆曲线(Bathtub-curve) 早期失效期：递减型。这一阶段失效的原因是由于设计，原料和制造过程中的缺陷造成的。 偶然失效期：恒定型。一些不重要的偶然因素引起 。 损耗失效期: 递增型。由全局性的原因如老化、疲劳等造成。 5、失效率λ(t)与R(t),F(t),f(t)的关系 §2.3 可靠性的寿命特性 1、平均寿命 ?(1) MTTF(Mean Time To Failure)：不可维修产品的平均寿命。 ?(2) MTBF(Mean Time Between Failures)：可维修产品的平均寿命。 离散型随机变量的数学期望: 如果： 2、可靠寿命、中位寿命和特征寿命 基本思想：当R(t)已知时，可以求出任意时间t的可靠度; 反之，若确定了可靠度，也可以求出相应的工作寿命t。 可靠寿命：就是指可靠度等于给定值r时产品的寿命，即t=R-1(r)。 中位寿命：当R=0.5 时产品的寿命。 3、常用的失效分布 确定产品的寿命分布类型的方法： 一、根据产品的物理背景来定 ； 二、是通过可靠性寿命试验，获得失效数据，用统计推断的方法来判断它是属于何种分布。 （1）均匀分布 （2）指数分布 （3）正态分布 （4）威布尔分布 第三章 可靠性试验 §3.1、可靠性试验的目的 1、在研制阶段使产品达到预定的可靠性指标； 2、在产品研制定型时进行可靠性鉴定； 3、在生产过程中控制产品的质量； 4、对产品进行筛选，以提高整批产品的可靠性水平； 5、研究产品的故障机理。 根本目的：增长和验证。 §3.2、可靠性试验的分类 1、按试验环境分类 （1）、实验室模拟试验：在实验室中模拟产品实际使用条件和环境条件的一种试验。 （2）、使用现场试验：在产品实际使用现场进行的试验。 2、按试验目的分类 （1）、工程（增长）试验 （a）可靠性筛选试验: 在产品出厂前，有意向电子产品施加合理的环境应力和电应力，将