可靠性基礎(chǔ)知識(shí)介紹

可靠性根底知識(shí)簡(jiǎn)介1整理課件一、可靠性的根本概念1、故障〔失效〕①故障〔失效〕的定義：產(chǎn)品或產(chǎn)品的一局部不能或?qū)⒉荒芡瓿深A(yù)定功能的事件或狀態(tài)〔可修復(fù)〕，稱(chēng)故障。產(chǎn)品終止了規(guī)定功能〔不可修復(fù)〕，叫失效。故障通常是失效后的狀態(tài)，也有可能失效前就存在。②故障的分類(lèi)按故障出現(xiàn)的規(guī)律分：偶然故障、損耗故障；按故障出現(xiàn)的結(jié)果分：致命故障、非致命故障；2整理課件按故障的統(tǒng)計(jì)特性分：獨(dú)立故障、附屬故障。偶然故障：由于偶然因素引起的故障。偶然故障是隨機(jī)的，無(wú)法控制，只能通過(guò)統(tǒng)計(jì)概率來(lái)預(yù)測(cè)。損耗故障：是由于產(chǎn)品規(guī)定的性能隨時(shí)間增加而逐漸衰退所引起。致命故障：完全喪失完成規(guī)定功能的能力，并可能造成人或物的重大損失。非致命故障：不影響任務(wù)的完成，但會(huì)導(dǎo)致非方案的維修。獨(dú)立故障：由產(chǎn)品本身引起而又不能成為引起3整理課件其它器件故障原因的故障。非獨(dú)立故障：其它產(chǎn)品故障引起的故障。注意：評(píng)價(jià)產(chǎn)品可靠性的統(tǒng)計(jì)原那么是：只統(tǒng)計(jì)獨(dú)立故障。③故障模式、故障機(jī)理故障模式：故障的表現(xiàn)形式，稱(chēng)故障模式；故障機(jī)理：引起故障的原因，稱(chēng)故障機(jī)理。例：燈泡不能正常點(diǎn)亮，燈泡出現(xiàn)了故障，此燈泡不能正常點(diǎn)亮的表現(xiàn)形式，就稱(chēng)為燈泡的故障模式；引起燈泡不能正常點(diǎn)亮的原因是：燈絲斷路，燈泡內(nèi)部發(fā)生了物理變化，這就是4整理課件燈泡不能正常點(diǎn)亮的故障機(jī)理。2、浴盆曲線(xiàn)大多數(shù)產(chǎn)品故障概率隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)，呈浴盆形狀，故將故障率曲線(xiàn)，稱(chēng)“浴盆曲線(xiàn)〞。5整理課件①早期故障期是產(chǎn)品剛剛投入使用的初期，此時(shí)故障率較高，故障缺陷容易暴露，產(chǎn)品的早期失效一般是由于設(shè)計(jì)缺陷、制作缺陷、材料缺陷、安裝調(diào)整不當(dāng)?shù)仍蛞?。出現(xiàn)的早期故障可以通過(guò)加強(qiáng)工藝措施、質(zhì)量管理措施及環(huán)境應(yīng)力篩選等設(shè)計(jì)措施加以防止。②偶然故障期此時(shí)已將早期失效的故障降到最低，發(fā)生的故障是由偶然因素引起，在此區(qū)域性能根本穩(wěn)定6整理課件故障率趨于常數(shù)，A、B區(qū)是耗損期到來(lái)之前產(chǎn)品的主要使用期。出現(xiàn)的偶然故障，只能通過(guò)統(tǒng)計(jì)方法來(lái)預(yù)測(cè)。③耗損故障期產(chǎn)品使用很長(zhǎng)一段時(shí)間后，故障迅速上升，直至極度。此時(shí)的故障主要由產(chǎn)品的老化、疲勞、磨損、腐蝕等原因引起。對(duì)耗損故障可通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析耗損期到來(lái)的起始拐點(diǎn)，并通過(guò)預(yù)防維修來(lái)延長(zhǎng)產(chǎn)品的壽命。7整理課件二、可靠性的根本定義1、可靠性可靠性定義：產(chǎn)品在規(guī)定條件下、規(guī)定時(shí)間內(nèi)、完成規(guī)定功能的能力，稱(chēng)產(chǎn)品的可靠性。產(chǎn)品可靠性分：固有可靠性、使用可靠性；基本可靠性和任務(wù)可靠性。固有可靠性：是產(chǎn)品在設(shè)計(jì)、制造中形成的，是產(chǎn)品自身的一種固有特性，也是可控的特性，它源于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制作者。8整理課件使用可靠性：是產(chǎn)品在實(shí)際使用中，表現(xiàn)出的一種性能和保持能力的一種特性。它不僅和產(chǎn)品設(shè)計(jì)的固有可靠性有關(guān)，還和產(chǎn)品制作、操作使用、維修保障各因素緊密相關(guān)。根本可靠性：產(chǎn)品在規(guī)定條件下無(wú)故障的持續(xù)時(shí)間或概率，稱(chēng)根本可靠性。在評(píng)定產(chǎn)品根本可靠性時(shí)，需統(tǒng)計(jì)所有故障。其中所有可維修故障，決定著對(duì)維修人員的合理安排。任務(wù)可靠性：是產(chǎn)品在規(guī)定任務(wù)剖面內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。只考慮任務(wù)期間影響任務(wù)完成的故障。

9整理課件任務(wù)剖面是指產(chǎn)品完成特定任務(wù)時(shí)間內(nèi)，所經(jīng)歷的時(shí)間和環(huán)境的時(shí)序描述。此期間并非所有故障都發(fā)生，并非所有故障都致命，任務(wù)期間的所有產(chǎn)品故障將影響著任務(wù)的可靠性。2、維修性維修性定義：產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，按規(guī)定的程序和方法，保持和恢復(fù)執(zhí)行規(guī)定狀態(tài)的能力，維修性的概率度量，稱(chēng)維修度M。維修性分：預(yù)防性維修、修復(fù)性維修。10整理課件預(yù)防性維修：也稱(chēng)維護(hù)，是根據(jù)產(chǎn)品功能隨時(shí)間衰減的特性及可能出現(xiàn)的故障采取預(yù)防性措施，以延長(zhǎng)產(chǎn)品的壽命?；謴?fù)性維修：是產(chǎn)品發(fā)生故障后，使其產(chǎn)品盡可能恢復(fù)故障前的狀態(tài)。產(chǎn)品可靠性和可維修性，是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的兩個(gè)重要設(shè)計(jì)特性。在產(chǎn)品的方案論證、評(píng)審中，就要對(duì)此提出要求，并落實(shí)到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中。3、可用性可用性定義：在要求的外部資源得到保證的前11整理課件提下，產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)刻或區(qū)間內(nèi)處于可執(zhí)行規(guī)定功能狀態(tài)的能力。簡(jiǎn)言之，產(chǎn)品在任意時(shí)刻使用時(shí)，該產(chǎn)品此時(shí)表現(xiàn)的可用能力，稱(chēng)產(chǎn)品的可用性。是可靠性、可維修性和維修保障的綜合反映。可靠性是通過(guò)延長(zhǎng)產(chǎn)品的工作時(shí)間提高產(chǎn)品可用性；維修性是通縮短產(chǎn)品的停機(jī)時(shí)間提高產(chǎn)品可用性?？捎眯苑郑汗逃锌捎眯?、使用可用性?？捎眯缘母怕识攘?，稱(chēng)可用度A。固有可用性：不受外部資源的影響；使用可用性：受外部資源的影響。12整理課件4、平安性平安性定義：是不發(fā)生危險(xiǎn)事件的能力。導(dǎo)致以下后果發(fā)生的事件為危險(xiǎn)事件：①人員傷亡；②財(cái)產(chǎn)損失；③環(huán)境破壞。5、全壽命周期費(fèi)用LCC全壽命周期費(fèi)用：是指在系統(tǒng)的整個(gè)壽命周期內(nèi)，為獲取并維持系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)〔包括處置〕所發(fā)生的全部費(fèi)用。全壽命周期費(fèi)用分布見(jiàn)圖1。13整理課件圖114整理課件1、可靠度R產(chǎn)品在規(guī)定條件下、規(guī)定時(shí)間內(nèi)、完成規(guī)定功能的概率度量，稱(chēng)可靠度。也就是產(chǎn)品功能隨時(shí)間保持預(yù)期壽命的概率大小，是時(shí)間的函數(shù)，一般用R〔t〕表示。R〔t〕=P〔T＞t〕T:產(chǎn)品發(fā)生的故障時(shí)間；t:產(chǎn)品的規(guī)定時(shí)間。三、可靠性的常用度量15整理課件假設(shè)產(chǎn)品的總數(shù)為No,工作到時(shí)刻t產(chǎn)品發(fā)生的故障數(shù)為r〔t〕，產(chǎn)品在時(shí)刻t的可靠度觀(guān)測(cè)值為：例：設(shè)t=0時(shí)，有10000只燈泡投入工作，當(dāng)t=365天時(shí)，有300只燈泡壞了，計(jì)算工作一年后燈泡的可靠度？R〔t〕==0.9716整理課件例：某電子元件110個(gè)，在同樣的條件下進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)下表，計(jì)算電子元件的可靠度R〔t〕、累計(jì)故障〔失效〕分布函數(shù)F〔t〕各是多少？見(jiàn)下表1：17整理課件表1：電子元件累計(jì)失效統(tǒng)計(jì)序號(hào)失效時(shí)間范圍h失效數(shù)累計(jì)數(shù)r(t)仍在工作數(shù)NsR(t)F(t)10001101020～400661040.9450.0553400～8002834760.6910.3094800～12003771390.3550.64551200～16002394160.1450.85561600～2000910370.0640.93672000～2400510820.0180.98282400～2800110910.0090.99192800～3200111000118整理課件

2、累計(jì)故障〔失效〕分布函數(shù)F是度量故障的指標(biāo)。是產(chǎn)品在規(guī)定條件下、規(guī)定時(shí)間內(nèi)、不能完成規(guī)定功能的概率，為累計(jì)故障〔失效〕分布函數(shù)，也稱(chēng)不可靠度。也是時(shí)間的函數(shù)，一般用F〔t〕表示。F〔t〕=P〔T≤t〕可靠性與故障分布函數(shù)是兩個(gè)對(duì)立的事件，其關(guān)系式為：R〔t〕+F〔t〕=1F〔t〕=

19整理課件由上例可知，計(jì)算燈泡的累計(jì)故障函數(shù)，即不可靠度為：F〔t〕=1-0.97=0.033、故障概率密度函數(shù)f故障概率密度函數(shù)f〔t〕，是累計(jì)故障分布函數(shù)F〔t〕的導(dǎo)數(shù)，它表示在t時(shí)刻后的一個(gè)單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)品發(fā)生故障的概率。設(shè)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，發(fā)生故障的產(chǎn)品數(shù)為,未發(fā)生故障的產(chǎn)品數(shù)為，產(chǎn)品總數(shù)為，那么有：20整理課件

，λ是當(dāng)t=0時(shí)，f(t)的取值。21整理課件4、故障率λ故障率定義：產(chǎn)品工作到某時(shí)刻未發(fā)生故障，在該時(shí)刻后的單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生故障的概率，稱(chēng)為產(chǎn)品故障〔失效〕率，或稱(chēng)瞬時(shí)失效率。產(chǎn)品故障率一般用λ〔t〕表示。

Δr〔t〕:t時(shí)刻后，Δt時(shí)間內(nèi)發(fā)生故障的產(chǎn)品數(shù)；Δt：所取時(shí)間間隔。Ns〔t〕：在t時(shí)刻沒(méi)有發(fā)生故障的產(chǎn)品數(shù)。22整理課件例：上述例題中，假設(shè)一年后第一天燈泡又有1只壞了，求此時(shí)的故障率。：△t=1天，△r(t)=1只，Ns(t)=10000-300=9700此時(shí)的故障率：==0.000103/天低故障率的元器件，常以/h為故障的單位，讀為菲特〔Fit〕。如果產(chǎn)品故障服從指數(shù)分布時(shí)，產(chǎn)品的故障率λ為常數(shù)，此時(shí)可靠度為：23整理課件一個(gè)由假設(shè)干組成局部構(gòu)成的復(fù)雜產(chǎn)品，不管組成局部的故障是什么分布，只要在故障后即予維修，且修后如新，那么產(chǎn)品的故障分布就近似為指數(shù)分布。指數(shù)分布因其簡(jiǎn)單而得到較廣泛的應(yīng)用。常見(jiàn)的分布形式還有威布爾分布、對(duì)數(shù)正態(tài)分布等。R(t)、F(t)、f(T)之間的關(guān)系如以下圖所示：24整理課件25整理課件5、平均失效〔故障〕前時(shí)間MTTF設(shè)No個(gè)不可修復(fù)的產(chǎn)品，在同樣的條件下進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)得其全部失效的時(shí)間為平均失效前的時(shí)間為：對(duì)于不可修復(fù)的產(chǎn)品，產(chǎn)品失效前的工作時(shí)間，就是產(chǎn)品的壽命時(shí)間。MTTF時(shí)間即為產(chǎn)品的平均壽命時(shí)間。當(dāng)產(chǎn)品服從指數(shù)分布時(shí)，那么：

26整理課件例：設(shè)有5個(gè)不可修復(fù)的產(chǎn)品進(jìn)行壽命試驗(yàn)，它們發(fā)生失效的時(shí)間分別是：1000h、1500h、2000h、2200h、2300h、計(jì)算該產(chǎn)品MTTF的觀(guān)測(cè)值？假設(shè)產(chǎn)品服從指數(shù)分布，計(jì)算故障率是多少？在平均壽命內(nèi)的可靠度是多少？=1000+1500+2000+2200+23005=1800h27整理課件λ(t)===0.00056/hR(t)==28整理課件例：有100個(gè)不可修復(fù)的電子產(chǎn)品進(jìn)行試驗(yàn)，在500小時(shí)內(nèi)，3個(gè)壞掉了，到600小時(shí)時(shí)，又有2個(gè)壞掉了，求λ(t)在500小時(shí)這個(gè)時(shí)刻的故障率？：t=500h,△t=600-500=100，△r(t)=2，Ns(t)=100-3=97

==2.062×/h29整理課件6、平均故障間隔時(shí)間MTBF一個(gè)可修復(fù)產(chǎn)品使用中發(fā)生了No次故障，每次故障修復(fù)后，又重新投入使用，測(cè)得每次故障前工作持續(xù)時(shí)間為其平均故障間隔時(shí)間MTBF為：T：為產(chǎn)品的總工作時(shí)間；No：發(fā)生故障次數(shù)。對(duì)于完全可修復(fù)產(chǎn)品，壽命時(shí)間，就是相鄰兩次故障間的工作時(shí)間，即無(wú)故障工作時(shí)間。因修復(fù)后產(chǎn)品如新，一批產(chǎn)品發(fā)生了No次故障，

30整理課件相當(dāng)于No個(gè)新品工作到首次故障，因此：當(dāng)產(chǎn)品壽命服從指數(shù)分布時(shí)，平均無(wú)故障時(shí)間MTBF：是衡量一個(gè)產(chǎn)品〔尤其是電器產(chǎn)品〕可靠性的主要指標(biāo)。單位為“小時(shí)〞。它反映了產(chǎn)品的時(shí)間質(zhì)量，是表達(dá)產(chǎn)品在規(guī)定時(shí)間內(nèi)保持規(guī)定功能的一種能力。具體來(lái)說(shuō)，是指相鄰兩次故障之間的平均工作時(shí)間，也稱(chēng)為平均故障間隔時(shí)間。31整理課件例：設(shè)有一個(gè)電子產(chǎn)品累計(jì)工作時(shí)間為10萬(wàn)小時(shí)，共發(fā)生故障50次，計(jì)算該產(chǎn)品MTBF的觀(guān)測(cè)值。產(chǎn)品服從指數(shù)分布，其故障率是多少？MTBF內(nèi)的可靠度是多少？

==2000h由可知，λ(t)===0.0005/h；32整理課件

R(t)==7、平均修復(fù)時(shí)間MTTR平均修復(fù)時(shí)間，是在規(guī)定的條件下，規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，產(chǎn)品在任一規(guī)定的維修級(jí)別上，修復(fù)性維修總時(shí)間與在該級(jí)別上被修復(fù)產(chǎn)品的故障總數(shù)之比。T：是修復(fù)總時(shí)間；n：是修復(fù)次數(shù)。33整理課件例：某產(chǎn)品使用了1810h，其間發(fā)生3次故障，第1次故障時(shí)間3h，第2次故障時(shí)間8h，第3次故障時(shí)間2h，計(jì)算該產(chǎn)品平均修復(fù)時(shí)間是多少？

==4.33/h平均修復(fù)時(shí)間MTTR，是度量產(chǎn)品維修性的重要指標(biāo)。34整理課件8、貯存壽命產(chǎn)品在規(guī)定條件下存儲(chǔ)時(shí)，仍能滿(mǎn)足規(guī)定質(zhì)量要求的時(shí)間長(zhǎng)度，稱(chēng)為貯存壽命。產(chǎn)品出廠(chǎng)后即使不工作，在規(guī)定的條件下存貯，產(chǎn)品也有一個(gè)非工作狀態(tài)的偶然故障率，非工作的偶然故障率比工作故障率小的多，但貯存產(chǎn)品的可靠性也在不斷下降，因此，儲(chǔ)存壽命是度量產(chǎn)品存儲(chǔ)可靠性的一個(gè)不可無(wú)視的度量參數(shù)。35整理課件⑴、可靠性設(shè)計(jì)的主要度量指標(biāo)產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)的主要度量指標(biāo)，見(jiàn)下表：四、可靠性設(shè)計(jì)的根本方法36整理課件37整理課件⑵、可靠性設(shè)計(jì)的主要技術(shù)1、規(guī)定定量的可靠性要求；2、建立可靠性模型；3、可靠性分配；4、可靠性預(yù)計(jì)；5、可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么；6、耐環(huán)境設(shè)計(jì)；7、元器件選用與控制；8、電磁兼容設(shè)計(jì)9、降額設(shè)計(jì)與熱設(shè)計(jì)38整理課件1、規(guī)定定性定量的可靠性要求產(chǎn)品開(kāi)發(fā)前規(guī)定定性或定量的可靠性指標(biāo)，是產(chǎn)品設(shè)計(jì)者進(jìn)行產(chǎn)品固有可靠性的設(shè)計(jì)目標(biāo)，也是考核產(chǎn)品可靠性的主要依據(jù)。工程上常用的可靠性指標(biāo)為：平均故障間隔時(shí)間MTBF和產(chǎn)品的使用壽命兩個(gè)指標(biāo)。39整理課件2、建立可靠性模型建立可靠性模型，是用以預(yù)計(jì)和評(píng)估產(chǎn)品可靠性的模型；建立系統(tǒng)、分系統(tǒng)可靠性模型，便于進(jìn)行定量分配、估計(jì)、評(píng)價(jià)產(chǎn)品的可靠性?？煽啃阅Ｐ?，包括可靠性框圖、可靠性數(shù)學(xué)模型。可靠性框圖：產(chǎn)品中各單元之間的邏輯功能關(guān)系，不同于產(chǎn)品原理圖。產(chǎn)品原理圖：是產(chǎn)品各單元的物理關(guān)系?？煽啃阅Ｐ桶ǎ捍?lián)模型、并聯(lián)模型、混聯(lián)

40整理課件模型、其它冗余模型等，典型可靠性模型如下框圖所示：41整理課件幾種工程上常用的模型介紹如下：①串聯(lián)模型：

…A、產(chǎn)品可靠性串聯(lián)框圖：產(chǎn)品在功能上由n個(gè)功能單元串接在一起，構(gòu)成整個(gè)產(chǎn)品功能的系統(tǒng)，稱(chēng)可靠性串聯(lián)模型。串聯(lián)系統(tǒng)，在組成產(chǎn)品的所有單元中，任一單元發(fā)生故障，都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)產(chǎn)品的故障；只有所有分系統(tǒng)都能正常工作時(shí)，系統(tǒng)才能正常工作，這種可靠性系統(tǒng)，稱(chēng)產(chǎn)品的串聯(lián)系統(tǒng)模型。單元1單元2單元3單元n42整理課件產(chǎn)品電路原理圖；可靠性框圖：B、串聯(lián)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型串聯(lián)模型：產(chǎn)品的可靠度是各功能單元的乘積：

產(chǎn)品的故障率是各單元故障率之和：

LC43整理課件串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度是指所有單元都正常工作的概率。因此，系統(tǒng)總的可靠度等于各單元可靠度之積。應(yīng)注意的是上述數(shù)學(xué)模型是基于各工作單元彼此都相互獨(dú)立〔獨(dú)立故障〕。假設(shè)不獨(dú)立，相關(guān)聯(lián)單元的概率，用條件概率表述。44整理課件45整理課件串聯(lián)模型可靠度Rs(t)、故障率λ(t)計(jì)算舉例：例1：振蕩器的電感、電容的故障率振蕩器的壽命服從指數(shù)分布，計(jì)算振蕩器的故障率λs(t)、MTBF、及可靠度Rs(t)==

=46整理課件例2：假設(shè)一個(gè)產(chǎn)品由10個(gè)部件單元串聯(lián)組成，壽命服從指數(shù)分布，假設(shè)每個(gè)部件工作10000小時(shí)可靠度為0.9，計(jì)算產(chǎn)品工作到10000小時(shí)的可靠度是多少?

Rs(10000)==0.34947整理課件由上述串聯(lián)數(shù)學(xué)模型計(jì)算可知：產(chǎn)品組成串聯(lián)系統(tǒng)的單元越多，產(chǎn)品的可靠性越低。因此在滿(mǎn)足可靠性要求的同時(shí)，盡量簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，減少部件數(shù)量，多一個(gè)部件，就多一個(gè)故障概率。產(chǎn)品組成并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性高于各組成單元的可靠性。因此，為提高產(chǎn)品可靠性，應(yīng)考慮產(chǎn)品的冗余設(shè)計(jì)，也稱(chēng)工作貯備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。48整理課件②并聯(lián)模型：A、可靠性并聯(lián)框圖

產(chǎn)品可靠性并聯(lián)框圖：產(chǎn)品在功能上由n個(gè)單元并接在一起構(gòu)成整個(gè)產(chǎn)品的功能系統(tǒng)，稱(chēng)可靠性并聯(lián)模型。并聯(lián)模型，組成產(chǎn)品的所有單元同時(shí)工作時(shí)，只要有一個(gè)單元不發(fā)生故障，單元1單元2單元n49整理課件產(chǎn)品的整個(gè)系統(tǒng)就不會(huì)發(fā)生故障的系統(tǒng)，也就是說(shuō)只有當(dāng)所有分系統(tǒng)均出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)才出現(xiàn)故障，這種稱(chēng)產(chǎn)品可靠性的并聯(lián)模型，也稱(chēng)工作貯備模型。B、并聯(lián)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型并聯(lián)模型：并聯(lián)系統(tǒng)的可靠度，大于各分系統(tǒng)的可靠度。并聯(lián)系統(tǒng)的失效度，等于各分系統(tǒng)失效度的連乘積。50整理課件并聯(lián)模型可靠度R計(jì)算舉例：假設(shè)一個(gè)產(chǎn)品由10個(gè)部件并聯(lián)組成，壽命服從指數(shù)分布，假設(shè)每個(gè)部件工作10000小時(shí)可靠度為0.9，計(jì)算產(chǎn)品工作到10000小時(shí)的可靠度是多少?=Rs(10000)==0.9999999999由并聯(lián)系統(tǒng)可靠性計(jì)算可知，產(chǎn)品組成并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性遠(yuǎn)大于各組成單元的可靠性。因此，51整理課件為提高產(chǎn)品的可靠性，應(yīng)考慮產(chǎn)品的冗余設(shè)計(jì)，也稱(chēng)工作貯備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。52整理課件③、混聯(lián)模型A、可靠性混聯(lián)框圖產(chǎn)品在功能上，同時(shí)存在串聯(lián)、并聯(lián)單元的產(chǎn)品系統(tǒng)，稱(chēng)產(chǎn)品可靠性混聯(lián)模型。B、混聯(lián)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型單元1單元2單元3單元6單元7單元5單元453整理課件54整理課件55整理課件56整理課件由以下圖所示的產(chǎn)品混聯(lián)模型，計(jì)算產(chǎn)品可靠度的數(shù)學(xué)模型是：57整理課件④、其它冗余系統(tǒng)模型★表決系統(tǒng)〔r/n，n中取r系統(tǒng)〕組成產(chǎn)品系統(tǒng)的n個(gè)單元中，正常的單元數(shù)不小于r，系統(tǒng)就不會(huì)出現(xiàn)故障，故障出現(xiàn)到一定數(shù)量，才會(huì)引起系統(tǒng)失效，這樣的系統(tǒng)稱(chēng)為表決單元1單元2單元nr/n(G〕58整理課件系統(tǒng)，它是工作貯備系統(tǒng)的一種形式。59整理課件60整理課件61整理課件★橋聯(lián)系統(tǒng)62整理課件★非工作貯備系統(tǒng)K

故障檢測(cè)和轉(zhuǎn)換裝置組成產(chǎn)品系統(tǒng)的各單元，只要有一個(gè)單元工作，當(dāng)工作單元故障時(shí)，通過(guò)轉(zhuǎn)換裝置接到另一個(gè)單元繼續(xù)工作，直到所有單元都故障時(shí)，系統(tǒng)單元1單元2單元n63整理課件才發(fā)生故障，此系統(tǒng)稱(chēng)為非工作貯備系統(tǒng)，也稱(chēng)旁聯(lián)系統(tǒng)、等待冗余系統(tǒng)。具體含義：是64整理課件65整理課件1166整理課件3、可靠性分配可靠性分配：在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，將產(chǎn)品可靠性的定量要求，按規(guī)定的準(zhǔn)那么分配到規(guī)定產(chǎn)品的不同層次的功能單元，稱(chēng)產(chǎn)品的可靠性分配。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)前，將產(chǎn)品可靠性總體指標(biāo)由整體到局部、由上一層到下一層逐一分解到各單元?？煽啃苑峙浞椒ㄓ校簩?zhuān)家評(píng)分分配法、比例分配法、等分配法、代數(shù)法、重要度分配法等多種方法。常用的是評(píng)分分配法，分配參數(shù)是故障率λ(t)。評(píng)分分配法考慮的主要影響因素是：67整理課件①產(chǎn)品的復(fù)雜程度；②產(chǎn)品技術(shù)的成熟度；③故障影響重要度；④環(huán)境影響因素。根據(jù)上述4個(gè)不同因素的影響，考慮評(píng)分的上下。68整理課件例：假設(shè)有四個(gè)部件A、B、C、D組成的串聯(lián)電子系統(tǒng)，壽命服從指數(shù)分布，其可靠性指標(biāo)為，MTBF=500h，試用評(píng)分法將可靠性分配到各部件中。①計(jì)算系統(tǒng)規(guī)定的故障率：②請(qǐng)專(zhuān)家對(duì)四種影響因素進(jìn)行評(píng)分，打分情況見(jiàn)下表：69整理課件專(zhuān)家打分評(píng)價(jià)表70整理課件

=8×9×6×8=345671整理課件4、可靠性預(yù)計(jì)可靠性預(yù)計(jì)：是在設(shè)計(jì)階段對(duì)系統(tǒng)的可靠性所進(jìn)行的定量估計(jì)。是根據(jù)系統(tǒng)組成的元件、部件的可靠性數(shù)據(jù)，用可靠性模型來(lái)進(jìn)行預(yù)計(jì)的?？煽啃灶A(yù)計(jì)方法主要有2種：①元器件計(jì)數(shù)法：適于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)早期，不需了解元器件和邏輯關(guān)系進(jìn)行的可靠性預(yù)計(jì)，預(yù)計(jì)結(jié)果較粗糙。②應(yīng)力分析法：用于產(chǎn)品具體開(kāi)發(fā)階段，元器件信息了解較詳細(xì)，預(yù)計(jì)結(jié)果較準(zhǔn)確?？蓞⒄誈JB/Z299C/MIL-HDBK-217F國(guó)標(biāo)進(jìn)行λ計(jì)算。72整理課件73整理課件應(yīng)力分析法計(jì)算步驟如下：74整理課件75整理課件=2.5×0.5×1+16×0.7×1+5×2.5×1+120×0.3×1+100×0.5×1=122.2上述為元件計(jì)數(shù)法可靠性預(yù)計(jì)計(jì)算舉例?？煽啃苑峙洌€有相似產(chǎn)品預(yù)計(jì)法、專(zhuān)家評(píng)分法等方法，專(zhuān)家評(píng)分法在可靠性分配里已做了詳細(xì)介紹。5、可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么根據(jù)國(guó)標(biāo)GJB450A-2004產(chǎn)品可靠性工作通用要求，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中提出和規(guī)定產(chǎn)品的可靠性設(shè)計(jì)要求和準(zhǔn)那么，確保產(chǎn)品可靠性設(shè)76整理課件計(jì)貫徹各環(huán)節(jié)的始終。6、耐環(huán)境設(shè)計(jì)產(chǎn)品耐環(huán)境設(shè)計(jì)，包括：防潮設(shè)計(jì)、防霉設(shè)計(jì)、熱設(shè)計(jì)、抗沖擊、振動(dòng)設(shè)計(jì)、抗噪聲設(shè)計(jì)等，進(jìn)行產(chǎn)品系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)，首先要確保產(chǎn)品固有可靠性的耐環(huán)境設(shè)計(jì)。7、元器件選用與控制元器件的固有可靠性，是由生產(chǎn)廠(chǎng)家研制和保證的；元器件的使用可靠性是由使用單位的研發(fā)人員保證的。國(guó)內(nèi)外失效分析資料說(shuō)明，有相當(dāng)多的元器件失效，并非元器件固有可靠性不高，而是由于使用者對(duì)元器件的選用不當(dāng)或77整理課件使用有誤引起。因此只有正確選用、合理使用元器件，才能保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)的固有可靠性。為此，要了解進(jìn)廠(chǎng)元器件性能、使用穩(wěn)定性、元器件供貨商質(zhì)量保證手段，對(duì)元器件進(jìn)行認(rèn)真篩選和選用，對(duì)失效元器件要進(jìn)行認(rèn)真分析，找出失效的真正原因；元器件在制作和存貯中，還要注意靜電對(duì)元器件的影響，采取防靜電措施。8、電磁兼容設(shè)計(jì)EMC設(shè)備、分系統(tǒng)、系統(tǒng)不會(huì)由于受到處于同一電磁環(huán)境中其它設(shè)備的電磁輻射而導(dǎo)致性能降低78整理課件或故障；也不會(huì)由于自身的電磁輻射使處于同一電磁環(huán)境中的其它設(shè)備、分系統(tǒng)、系統(tǒng)產(chǎn)生不允許的性能降低或故障；這種滿(mǎn)足國(guó)標(biāo)對(duì)電子設(shè)備或系統(tǒng)要求的電磁輻射和敏感度的限值，即電磁干擾EMI、電磁敏感性EMS的限值設(shè)計(jì)，稱(chēng)產(chǎn)品的電磁兼容設(shè)計(jì)〔EM