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可靠性新手進(jìn)級教程一《基本術(shù)語及概念》

日期:2025-07-05 22:53
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可靠性新手進(jìn)級教程一《基本術(shù)語及概念》


產(chǎn)品在規(guī)定的條件下、在規(guī)定的時間內(nèi)完成規(guī)定的功能的能力。我國的可靠性工作起步較晚,20世紀(jì)70年代才開始在電子工業(yè)和航空工業(yè)中初步形成可靠性研究體系,并將其應(yīng)用于**產(chǎn)品。其他行業(yè)可靠性工作起步更晚,差距更大,與先進(jìn)國家差距20~30年,雖然國家已制訂可
  

一、 可靠性定義      進(jìn)入論壇討論:可靠性新手進(jìn)級教程一《基本術(shù)語及概念》 
     一般所說的“可靠性”指的是“可信賴的”或“可信任的”。我們說一個人是可靠的,就是說這個人是說得到做得到的人,而一個不可靠的人是一個不一定能說得到做得到的人,是否能做到要取決于這個人的意志、才能和機(jī)會。同樣,一臺儀器設(shè)備,當(dāng)人們要求它工作時,它就能工作,則說它是可靠的;而當(dāng)人們要求它工作時,它有時工作,有時不工作,則稱它是不可靠的。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,產(chǎn)品的可靠性是指:產(chǎn)品在規(guī)定的條件下、在規(guī)定的時間內(nèi)完成規(guī)定的功能的能力。
我國的可靠性工作起步較晚,20世紀(jì)70年代才開始在電子工業(yè)和航空工業(yè)中初步形成可靠性研究體系,并將其應(yīng)用于**產(chǎn)品。其他行業(yè)可靠性工作起步更晚,差距更大,與先進(jìn)國家差距20~30年,雖然國家已制訂可靠性標(biāo)準(zhǔn),但尚未引起所有企業(yè)的足夠重視。
對產(chǎn)品而言,可靠性越高就越好??煽啃愿叩漠a(chǎn)品,可以長時間正常工作(這正是所有消費者需要得到的);從專業(yè)術(shù)語上來說,就是產(chǎn)品的可靠性越高,產(chǎn)品可以無故障工作的時間就越長。

二、 研究可靠性的意義.
對于產(chǎn)品來說,可靠性問題和人身**,經(jīng)濟(jì)效益密切相關(guān).因此,研究產(chǎn)品的可靠性問題,顯得十分重要.非常迫切.
1)提高產(chǎn)品可靠性,可以防止故障和事故障的發(fā)生,尤其是避免災(zāi)難性的事故發(fā)生.86年1月28日,美航天飛機(jī)”挑戰(zhàn)者號”由于1個密封圈失效,起飛76S后爆炸,其中7名宇航員喪生,造成12億美元的經(jīng)濟(jì)損失;92年我國發(fā)射”澳星號”時由于一個小小零件的故障,發(fā)射失敗,造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和政治影響到.
2)提高產(chǎn)品的可靠性,能使產(chǎn)品總的費用降低.提高產(chǎn)品的可靠性,首先要增加費用,如選用好的元器件,研制部分冗余功能的電路及進(jìn)行可靠性設(shè)計、分析、實驗,這些都需要經(jīng)費。然而,產(chǎn)品可靠性的提高使得維修費及停機(jī)檢查損失費大大減小,使總費用降低。
3)提高產(chǎn)品的可靠性,可以減少停機(jī)時間,提高產(chǎn)品可用率,一臺設(shè)備可頂幾臺用,可以發(fā)揮幾倍的效益。美國GE公司經(jīng)過分析認(rèn)為,對于發(fā)電、冶金、礦山、運輸?shù)冗B續(xù)作業(yè)的設(shè)備,即使可靠性提高1%,成本提高10%也是合算的。
4)對于公司來講,提高產(chǎn)品的可靠性,可以改善公司信譽(yù),增強(qiáng)競爭力,擴(kuò)大市場份額,從而提高經(jīng)濟(jì)效益。

三、可靠性的研究內(nèi)容
  可靠性工程是為了保證產(chǎn)品在設(shè)計、生產(chǎn)及使用過程中達(dá)到預(yù)定的可靠性指標(biāo),應(yīng)該采取的技術(shù)及組織管理措施。這是介于技術(shù)和管理科學(xué)之間的一門邊緣學(xué)科,可靠性作為一門工程學(xué)科,它有自己的體系、方法和技術(shù)。
1)  可靠性管理:完善可靠性組織結(jié)構(gòu), 規(guī)劃出可靠性組工作的目標(biāo)制定出相應(yīng)的流程,規(guī)范可靠性工作,監(jiān)督可靠性工作的實施培訓(xùn)可靠性知識,增強(qiáng)質(zhì)量意識,規(guī)避設(shè)計風(fēng)險.
2) 可靠性設(shè)計:通過設(shè)計奠定產(chǎn)品的可靠性基礎(chǔ).研究在設(shè)計階段如何預(yù)測和預(yù)防各種可能發(fā)生的故障和隱患.
3)可靠性試驗及分析:通過試驗測定和驗證產(chǎn)品的可靠性,.研究在有限的樣本、時間和使用費用下,如何獲得合理的評定結(jié)果,找出薄弱環(huán)節(jié),并研究導(dǎo)致薄弱環(huán)節(jié)的內(nèi)因和外因,研究導(dǎo)致薄弱環(huán)節(jié)的機(jī)理,找出規(guī)律,提出改進(jìn)措施提出以提高產(chǎn)品的可靠性。
4)制造階段的可靠性:研究制造偏差的控制、缺陷的處理和早期故障的排除,保證設(shè)計目標(biāo)的實現(xiàn)。
四、可靠性指標(biāo)
衡量產(chǎn)品可靠性水平有好幾種標(biāo)準(zhǔn),有定量的,也有定性的,有時要用幾種標(biāo)準(zhǔn)(指標(biāo))去度量一種產(chǎn)品的可靠性,但*基本*常用的有以下幾種標(biāo)準(zhǔn)。

1.可靠度R(t);它是產(chǎn)品在規(guī)定條件和規(guī)定時間內(nèi)完成規(guī)定功能的概率。一批產(chǎn)品的數(shù)量為N,從t =0時開始使用,隨著時間的推移,失效的產(chǎn)品件數(shù)逐漸增加,而正常工作的產(chǎn)品件數(shù)n(t)逐漸減少,用R(t)表示產(chǎn)品在任意時刻t的可靠度。


R(t)=[N-n(t)]/N

N:試驗樣品總數(shù)   n(t):到t時刻樣品失效的總數(shù)
由上式可看出0≤R(t)≤1,因此R(t)越接近于1,產(chǎn)品的可靠度越高.

 



圖片附件: 可靠度.gif (2007-3-26 16:36, 22.19 K)

顯然,不可靠度

F(t)=n(t)/N=1-R(t)

可靠度加上不可靠度等于1,即R(t)+F(t)=1

2.失效率(故障率)λ(t);它是指某產(chǎn)品(零部件)工作到時間t之后,在單位時間△t內(nèi)發(fā)生失效的概率


圖片附件: 失效率.gif (2007-3-26 16:41, 12.33 K)



失效率單位:λ(t)對目前具有高可靠性的產(chǎn)品來說,需用更小的單位來作為失效率的基本單位,采用一個菲特(Fit)來定義,1Fit=10-6/103h=10-9/h 它的意義是每1000個產(chǎn)品工作106h,只有一個失效.
  失效率曲線(浴盤曲線Bathtub-curve):產(chǎn)品的失效率隨工作時間的變化具有不同的特點,根據(jù)長期以來的理論研究和數(shù)據(jù)統(tǒng)計,發(fā)現(xiàn)多數(shù)設(shè)備失效率曲線形同浴盤的剖面,它明顯地分為三段,分別對元器件的三個不同階段或時期.


圖片附件: 浴盤曲線.jpg (2007-3-26 16:41, 55.79 K)

 
**階段是早期失效期(InfantMortality);表明器件在開始使用時,失效率很高,但隨著產(chǎn)品工作時間的增加,失效率迅速降低,這一階段失效的原因大多是由于設(shè)計、原材料和制造過程中的缺陷造成的。
為了縮短這一階段的時間,產(chǎn)品應(yīng)在投入運行前進(jìn)行試運轉(zhuǎn),以便及早發(fā)現(xiàn)、修正和排除故障;或通過試驗進(jìn)行篩選,剔除不合格品


  **階段是偶然失效期,也稱隨機(jī)失效期(RandomFailures);這一階段的特點是失效率較低,且較穩(wěn)定,往往可近似看作常數(shù),產(chǎn)品可靠性指標(biāo)所描述的就是這個時期,這一時期是產(chǎn)品的良好使用階段,由于在這一階段中,產(chǎn)品失效率近似為一常數(shù),故設(shè)λ(t)=λ(常數(shù))由可靠度計算公式得:

圖片附件: Rt.jpg (2007-3-26 16:44, 10.76 K)


這一式表明設(shè)備的可靠度于失效率成指數(shù)關(guān)系.
  第三階段是耗損失效期(Wearout);該階段的失效率隨時間的延長而急速增加,主要原因是器件的損失己非常的嚴(yán)重,壽命快到盡頭了,可適當(dāng)?shù)木S修或直接更換了.
3.平均無故障工作時間MTBF(Mean Time BetweenFailure);是指相鄰兩次故障之間的平均工作時間,也稱為平均故障間隔。它僅適用于可維修產(chǎn)品。同時也規(guī)定產(chǎn)品在總的使用階段累計工作時間與故障次數(shù)的比值為MTBF。

MTBF=總的工作時間/故障數(shù)=1/λ

思考題:
1 產(chǎn)品的可靠性定義是什么?
2提高產(chǎn)品的可靠性有哪幾方面的重要意義.
3 度量一種產(chǎn)品的可靠性常用的指標(biāo)是什么.

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