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第五章可靠性基础知识（中级）上海质量教育培训中心2005年

第一节可靠性的基本概念一、故障（失效）及其分类1.故障：产品或产品的一部分不能或将不能完成预定功能的事件或状态2．故障分类?故障的规律早期故障、偶然故障、耗损故障?故障的后果致命性故障、非致命性故障?故障的统计特性独立故障、从属故障

二、可靠性1．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

2．产品可靠性分类：l可靠性固有可靠性使用可靠性基本可靠性l可靠性任务可靠性

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的能力。?维修性是产品的一种特性；与产品可靠性密切相关

四、保障性系统（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。

五、软件可靠性?产品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：IEC60300-3-6《软件可信性应用指南》IEC61713《软件生存期的软件可信性应用指南》

六、可用性和可信性的概念1．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2．可信性可信性是一个集合术语，用来表示可用性及其影响因素：可靠性、维修性、维修保障。

七、可靠度函数、累积故障（失效）分布函数1．可靠度可靠度：R(t)?2．累积故障分布函数：F(t)??

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（二）故障（失效）率??故障率的单位1菲特（fit）=10-9/小时

（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（四）平均故障间隔时间（MTBF）1．（其中T为总试验时间）2．完全修复的产品

（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t：第i次修复时间in：修复次数

九、浴盆曲线1．早期故障期2．偶然故障期3．耗损故障期AB使用寿命规定的故障率维修后故障率下降t早期故障偶然故障耗损故障

十、可靠性与产品质量的关系性能指标产品质量专门特性（包括可靠性、维修性、保障性等）

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，产模型品就不会故障，亦称贮备

式中R(t)与λ(t)——第i单元的可靠度与故障率；iiR(t)与λ(t)——第i单元的可靠度与故障率；ss

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素：复杂度：组成分系统的元器件数数量及组装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）

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：?应力分析法预计公式：（1）（2）（3）

四、故障模式、影响及危害分析1.FMECA2.FMECA包括FMEA和CA?FMEA?CA

3．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）4．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（1）掌握产品结构和功能的有关资料（2）掌握产品启动、运行、操作、维修资料（3）掌握产品所处环境条件的资料（4）定义产品及其功能和最低工作要求（5）按照产品功能方框图画出可靠性框图（6）确定分析级别（7）描述故障模式、分析原因及影响（8）找出故障的检测方法（9）找出预防措施（10）确定严酷度（11）确定故障概率等级（12）填写FMEA表，绘制危害性矩阵

故障模式及影响分析表初始约定层次约定层次任务分析人员审核批准第页共页填表日期

五、失效（故障）树分析?FTA?故障