【正文】 15 現(xiàn)代科技迅速發(fā)展導(dǎo)致各個(gè)領(lǐng)域里的各種設(shè)備和產(chǎn)品不斷朝著高性能、高可靠性方向發(fā)展，各種先進(jìn)的設(shè)備和產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、科研、文教衛(wèi)生等各個(gè)行業(yè)，設(shè)備的可靠性直接關(guān)系到人民群眾的生活和國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)，所以，深入研究產(chǎn)品可靠性的意義是非常重大的。 產(chǎn)品或設(shè)備的故障都會(huì)影響生產(chǎn)和造成巨大經(jīng)濟(jì)損失 。 特別是大型流程企業(yè) ， 有時(shí)因一臺(tái)關(guān)鍵設(shè)備的故障導(dǎo)致工廠停產(chǎn) ， 其損失都是每天幾十萬(wàn)元甚至幾百萬(wàn)元 。 因此 ， 從經(jīng)濟(jì)效益的來(lái)看 ， 研究可靠性是很有意義的 。 研究與提高產(chǎn)品的可靠性是要付出一定代價(jià)的。從生產(chǎn)角度看，要增加產(chǎn)品的研制和生產(chǎn)的成本。但是，從使用角度看，由于產(chǎn)品可靠性提高了，就大大減少了使用費(fèi)和維修費(fèi)，同時(shí)還減少了產(chǎn)品壽命周期的成本。 所以，從總體上看，研究可靠性是有經(jīng)濟(jì)效益的。 16 ? 從政治方面考慮，無(wú)論哪個(gè)國(guó)家，產(chǎn)品的先進(jìn)性和可靠性對(duì)提高這個(gè)國(guó)家的國(guó)際地位、國(guó)際聲譽(yù)及促進(jìn)國(guó)際貿(mào)易發(fā)展都起很大的作用。 綜上所述，可靠性工程的誕生、發(fā)展是社會(huì)的需要，與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，尤其與電子技術(shù)的發(fā)展是分不開(kāi)的。雖然工程可靠性起源于軍事領(lǐng)域，但從它的推廣應(yīng)用和給企業(yè)與社會(huì)帶來(lái)的巨大經(jīng)濟(jì)效益的事實(shí)中，人們更加認(rèn)識(shí)到提高產(chǎn)品可靠性的重要性。世界各國(guó)紛紛投入大量人力、物力進(jìn)行研究，并在更廣泛的領(lǐng)域里推廣應(yīng)用。 17 三個(gè)主要分支： ①可靠性工程或工程可靠性。 它包括系統(tǒng)可靠性分析、設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)和使用，貫穿于從產(chǎn)品設(shè)計(jì)直到產(chǎn)品退役的整個(gè)壽命周期。 ②可靠性物理學(xué)或故障物理學(xué)。 它是新發(fā)展起來(lái)的元器件失效分析技術(shù)，著重于從微觀角度出發(fā)，研究元器件的失效發(fā)展過(guò)程和失效機(jī)理，以采取糾正措施，提高可靠性。 ③可靠性數(shù)學(xué)。 主要研究解決可靠性問(wèn)題的數(shù)學(xué)方法和數(shù)學(xué)模型以及可靠性的定量規(guī)律。涉及概率論、隨機(jī)過(guò)程、運(yùn)籌學(xué)、拓?fù)鋵W(xué)等數(shù)學(xué)分支。 可靠性內(nèi)容 18 可靠性活動(dòng)存在于產(chǎn)品的整個(gè)壽命期內(nèi)，大體分為以下幾個(gè)階段 : ① 可靠性設(shè)計(jì)階段 ② 工程開(kāi)發(fā)階段 ③ 批生產(chǎn)階段 ④ 使用階段 在產(chǎn)品整個(gè)壽命期內(nèi)可靠性工程的活動(dòng)有兩個(gè)并行的過(guò)程： 一是工程技術(shù)過(guò)程 二是可靠性管理 總之，可靠性活動(dòng)貫穿于產(chǎn)品的全壽命過(guò)程中， 設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理三者不可偏廢 。 19 167。 2機(jī)械可靠性學(xué)科的必要性 可靠性學(xué)科的推行，不應(yīng)僅僅將其作為提高某種產(chǎn)品質(zhì)量的措施，而應(yīng)將它看成是提高整個(gè)工業(yè)體系，某一行業(yè)的管理水平，將我國(guó)的產(chǎn)品質(zhì)量全面引上一個(gè)新臺(tái)階的戰(zhàn)略措施。 20 ? 在電子產(chǎn)品的可靠性不斷提高以及機(jī)械設(shè)備越來(lái)越復(fù)雜的今天，機(jī)械可靠性的問(wèn)題已突出地?cái)[在人們的面前。由于以下原因使人們對(duì)可靠性工作的必要性逐步提高了認(rèn)識(shí)： (1)機(jī)械設(shè)備的龐大、復(fù)雜與密集程度的提高， 反過(guò)來(lái)要求設(shè)備本身的安全性相應(yīng)地提高。 (2)產(chǎn)品責(zé)任法使企業(yè)必須考慮產(chǎn)品故障所造成 的損失，以及由此而引起的法律責(zé)任。 (3)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的壓力。產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然 趨勢(shì)，可靠性被當(dāng)作競(jìng)爭(zhēng)的武器：誰(shuí)的產(chǎn)品可靠性 高，誰(shuí)就能立足于市場(chǎng)。 21 (4)人工費(fèi)用日益提高。由于人工修理費(fèi)用不斷增高，反過(guò)來(lái)要求設(shè)備 (產(chǎn)品 )應(yīng)在投入運(yùn)行之后盡量少修或不修。 (5)國(guó)際市場(chǎng)迫使人們必須重視機(jī)電產(chǎn)品的可靠性工 作。當(dāng)前由于部分機(jī)電產(chǎn)品的可靠性差，嚴(yán)重影響 我國(guó)機(jī)電產(chǎn)品的聲譽(yù)。 22 1 167。 3機(jī)械可靠性的定義和特征量 ? 所謂 可靠性特征量 ，是用來(lái)描述產(chǎn)品總體可靠性高低的各種可靠性數(shù)量指標(biāo)的總稱，其理論值，即期望值是惟一的。在針對(duì)具體對(duì)象進(jìn)行具體估算時(shí)，其觀測(cè)值與產(chǎn)品數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)的處理方法等有關(guān)。 23 不同特征量的用途各有所不同，在不同的情況下，產(chǎn)品的可靠性可以用不同的特征量來(lái)表示。 這些特征量具有如下 特點(diǎn) ： ① 能用數(shù)值簡(jiǎn)單而明確地表達(dá)和判定產(chǎn)品的可靠性、維修性和有效性。 ② 能用數(shù)學(xué)方法表達(dá)特征量之間的關(guān)系，方便地獲取所需 要的結(jié)果。 ④ 能充分利用產(chǎn)品的各種數(shù)據(jù)。 ③ 能夠揭示影響產(chǎn)品可靠性的各種因素和描述它們的影響程 度。 24 1 ? 系統(tǒng)可分為 可修系統(tǒng) 與 不可修系統(tǒng) 兩大類。 ? 所謂不可修系統(tǒng)，是指系統(tǒng)或其組成單元一旦發(fā)生失效，不再修復(fù)，系統(tǒng)處于報(bào)廢狀態(tài)，這樣的系統(tǒng)稱為不可修系統(tǒng)。 ? 可修系統(tǒng)是指系統(tǒng)的組成單元發(fā)生故障 后，經(jīng)過(guò)維修能夠使系統(tǒng)恢復(fù)到正常工 作狀態(tài)。維修的含義是廣泛的，可以是 更換，也可以是修理等等。 定義： 產(chǎn)品在規(guī)定條件下，規(guī)定時(shí)間內(nèi)不能 完成規(guī)定的功能，則稱為該產(chǎn)品失效。 25 1 ? 產(chǎn)品在工作中常常由于偶然因素而發(fā)生失效，對(duì)一件產(chǎn)品而言，在哪一時(shí)刻失效，是無(wú)法事先預(yù)知的，因此 失效是一個(gè)隨機(jī)事件 。但是大量隨機(jī)事件中包含著一定的規(guī)律，偶然事件中包含著必然性。雖不能確知某一個(gè)產(chǎn)品發(fā)生失效的時(shí)刻，但是可以估計(jì)產(chǎn)品在某一時(shí)刻發(fā)生失效的概率。 ? 對(duì)于一個(gè)產(chǎn)品而言，只能是處于 工作狀態(tài) 或處于 失效狀態(tài) ，二者必居其一， 兩者為 互逆事件 。 產(chǎn)品喪失規(guī)定的功能，對(duì)不可修復(fù)產(chǎn)品一般稱為失效。對(duì)可修產(chǎn)品一般稱為 故障。在英語(yǔ)中故障和失效都用一個(gè)詞“ Failure” 表示習(xí)慣上，對(duì)二者沒(méi) 有嚴(yán)格的區(qū)分。 26 1 如果用 A表示產(chǎn)品處于工作狀態(tài)，用 A表示產(chǎn)品處于失效狀態(tài)，則該產(chǎn)品的兩種狀態(tài)關(guān)系可以表示為： 01AAAA? ???????? 假設(shè)產(chǎn)品發(fā)生失效的概率為 P(A)，則不發(fā)生失效的概率為 1— P(A)，即： ( ) 1 ( )P A P A??(11) (12) 27 ? 在前面討論中我們知道，產(chǎn)品有兩類，一類是不可修產(chǎn)品，一類是可修產(chǎn)品，對(duì)兩類不同的產(chǎn)品， 壽命 有不同 的定義 ：對(duì)不可修產(chǎn)品是指發(fā)生失效前的工作時(shí)間；對(duì)可修產(chǎn)品是指相鄰兩次故障之間的工作時(shí)間，這時(shí)也稱故障間隔工作時(shí)間。 ?任何產(chǎn)品，即使是同類產(chǎn)品也都有各自不同的壽命，它們壽命的長(zhǎng)短只有經(jīng)過(guò)一定的試驗(yàn)或者使用以后方可知道，所以 壽命是一個(gè)隨機(jī)變量 ，一般用時(shí)間 T來(lái)表示。 28 1 定義 按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對(duì)于不可修系統(tǒng)，可靠性的基本定義是：產(chǎn)品在在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。 ?“產(chǎn)品”是指作為單獨(dú)研究和實(shí)驗(yàn)的對(duì)象，它可以是某一個(gè)系統(tǒng)、設(shè)備、元件等等。 ?“規(guī)定條件”是指產(chǎn)品的工作條件、環(huán)境條件等。如發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的振動(dòng)應(yīng)力條件、電子設(shè)備工作時(shí)的電應(yīng)力條件等；產(chǎn)品外部的氣候條件、力學(xué)條件等就是環(huán)境條件。 ?“規(guī)定時(shí)間”是指產(chǎn)品執(zhí)行任務(wù)的時(shí)間。 ?“規(guī)定功能”是指產(chǎn)品的用途，也就是產(chǎn)品規(guī)定了的、必須具備的功能及其技術(shù)指標(biāo)。 可靠度 29 1 ?產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間區(qū)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的概率稱為可靠度，記為 R(t), 根據(jù)可靠度和壽命的定義，有下式 ( ) ( )R t P T t?? 由可靠度的定義， R(t)具有下面三條性質(zhì)： (1)R(t)為時(shí)間的遞減函數(shù)。 (2)0≤R(t)≤1。 (3)R(0)=1,R(∞)=0。 (13) 30 1 ? 在實(shí)際使用中，有時(shí)需要確定某一使用時(shí)期的可靠度，在這一使用期間之前 ,產(chǎn)品已工作了一段時(shí)間。例如，設(shè)一產(chǎn)品已經(jīng)工作了時(shí)間 t0，考察其在繼續(xù)工作期中 t時(shí)刻的可靠度。根據(jù)條件概率公式得 : ? ? ? ?? ?? ?0 0 00 0 0 000,( | ) |()PT ttT t RttRttt PT