注冊可靠性工程師考試必備復習資料(已修改)
2025-05-12 04:37 本頁面
【正文】 一、可靠性概論 可靠性工程的發(fā)展及其重要性可靠性工程起源與第二次世界大戰(zhàn)（日本，齊藤善三郎）。20世紀60年代是可靠性全面發(fā)展的階段，20世紀70年代是可靠性發(fā)展步入成熟的階段，20世界80年代是可靠性工程向更深更廣的方向發(fā)展。1950年12月，美國成立了“電子設(shè)備可靠性專門委員會”，1952年8月，組成“電子設(shè)備可靠性咨詢組（AGREE），1957年6月發(fā)表《軍用電子設(shè)備可靠性》，標志著可靠性已經(jīng)成為一門獨立的學科，是可靠性發(fā)展的重要里程碑?？煽啃怨ぷ鞯闹匾院途o迫性：①武器裝備的可靠性是發(fā)揮作戰(zhàn)效能的關(guān)鍵，民用產(chǎn)品的可靠性是用戶滿意的關(guān)鍵②成為參與國際競爭的關(guān)鍵因素③是影響企業(yè)盈利的關(guān)鍵④是影響企業(yè)創(chuàng)建品牌的關(guān)鍵⑤是實現(xiàn)由制造大國向制造強國轉(zhuǎn)變的必由之路。可靠性關(guān)鍵產(chǎn)品是指一旦發(fā)生故障會嚴重影響安全性、可用性、任務(wù)成功及壽命周期費用的產(chǎn)品、價格昂貴的產(chǎn)品。 可靠性定義及分類產(chǎn)品可靠性指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。概率度量成為可靠度。壽命剖面是指產(chǎn)品從制造到壽命終結(jié)或退出使用這段時間內(nèi)所經(jīng)歷的全部事件和環(huán)境的時序描述，包含一個或幾個任務(wù)剖面。任務(wù)剖面是指產(chǎn)品在完成規(guī)定任務(wù)這段時間內(nèi)所經(jīng)歷的事件和環(huán)境的時序描述。產(chǎn)品可靠性可分為固有和使用可靠性，固有可靠性水平肯定比使用可靠性水平高。產(chǎn)品可靠性也可分為基本可靠性和任務(wù)可靠性?；究煽啃允钱a(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)無故障工作的能力，它反映產(chǎn)品對維修資源的要求。任務(wù)可靠性是產(chǎn)品在規(guī)定的任務(wù)剖面內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。同一產(chǎn)品的基本可靠性水平肯定比任務(wù)可靠性水平要低。 故障及其分類故障模式是指故障的表現(xiàn)形式，如短路、開路、斷裂等。故障機理是指引起故障的物理、化學或生物的過程。故障原因是指引起故障的設(shè)計、制造、使用和維修等有關(guān)的原因。非關(guān)聯(lián)故障是指已經(jīng)證實未按規(guī)定的條件使用而引起的故障，或已經(jīng)證實僅屬某項將不采用的設(shè)計所引起的故障，關(guān)聯(lián)故障才能作為評價產(chǎn)品可靠性的故障數(shù)。 可靠性常用度量參數(shù)故障率λ(t)是工作到某時刻尚未發(fā)生故障的產(chǎn)品，在該時刻后單位時間內(nèi)發(fā)生故障的概率。單位為109/h，稱為菲特。故障率是故障的一個相對率，與樣本量無關(guān)。MTTF平均失效前時間，描述不可修復產(chǎn)品。在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)產(chǎn)品壽命單位總數(shù)與失效產(chǎn)品總數(shù)之比。MTBF平均故障間隔時間，描述可修復產(chǎn)品。MTBF=1/λ（指數(shù)分布）λ故障率為常數(shù)。故障服從指數(shù)分布，故障率為常數(shù)λ，此時可靠度為R（t）=e^(λt) 產(chǎn)品故障率盆浴曲線早期故障期：主要是設(shè)計與制造中的缺陷導致；偶然故障期：有偶然因素引起；耗損故障期：由老化、疲勞、磨損、腐蝕等耗損性因素引起。安全性分析方法：危險源檢查單法；工程經(jīng)驗法；其他分析方法（失效模式影響及危害性分析、失效樹分析、事件樹分析、報警時間分析、警示與報警分析等）二、可靠性數(shù)學基礎(chǔ)樣本標準差可用于描述隨機變量樣本數(shù)據(jù)的離散性的統(tǒng)計量樣本均值、樣本中位數(shù)、樣本眾數(shù)可以用于描述隨機變量樣本數(shù)據(jù)的中心特征的統(tǒng)計量樣本均值屬于樣本矩。 可靠性工程中常用的概率分布離散型隨機變量分布：二項分布、泊松分布。連續(xù)型隨機變量分布：指數(shù)、正太、對數(shù)正態(tài)、威布爾分布。指數(shù)分布：f(x)=λe^(λx)，F(xiàn)（x）=1e^(λx)指數(shù)分布的均值μ=1/λ，方差σ^2=1/λ^2指數(shù)分布的性質(zhì)：失效率λ等于常數(shù)；平均壽命θ與失效率互為倒數(shù)；指數(shù)分布“無記憶性”。正態(tài)分布具有對稱性，計為N（μ，σ^2），μ決定正態(tài)分布曲線的位置，代表分布的中心傾向，σ^2決定正態(tài)分布曲線的形狀，表示分布的離散程度。威布爾分布既包括故障率為常數(shù)的模型，也包括故障率隨時間變化的遞減（早期故障）和遞增（耗損故障）模型。 參數(shù)估計點估計的解析法：矩法只適用于完全樣本；最好線性無偏估計和不變估計只適用于定數(shù)截尾情況；極大似然法和最小二乘法適用于所有情況，極大似然法是精度最好的方法。極大似然估計利用總體分布函數(shù)表達式及樣本數(shù)據(jù)來建立似然函數(shù)。具有一致性、有效性和漸近無偏性等。置信區(qū)間表示計算估計的精確程度，置信度表示估計結(jié)果的可信性。三、可靠性設(shè)計與分析 可靠性建模、分配與預計可靠性模型包括可靠性框圖及其相應的數(shù)學模型；可靠性模型分為基本可靠性模型（用于計算故障率或平均故障間隔時間，串聯(lián)模型）和任務(wù)可靠性模型。建立可靠性模型的目的：①明確各單元之間的可靠性邏輯關(guān)系及其數(shù)學模型②利用模型進行可靠性定量分配和預計，發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的薄弱環(huán)節(jié)，以改進設(shè)計③對不同的設(shè)計方案進行比較，為設(shè)計決策提供依據(jù)?？煽啃越Ｖ饕襟E：明確產(chǎn)品定義、繪制可靠性框圖、建立數(shù)學模型。非貯備模型：串聯(lián)模型；工作貯備模型：并聯(lián)模型（最簡單）、表決模型、橋聯(lián)模型；非工作貯備模型：旁聯(lián)模型。串聯(lián)系統(tǒng)的失效率，指數(shù)分布時，相加。采用并聯(lián)模型，提高了產(chǎn)品的任務(wù)可靠性，而基本可靠性降低，同時增加了產(chǎn)品的重量、體積等。可靠性分配是一個由整體到局部、由上到下的分解過程。分配方法有評分分配法、比例組合法、AGREE法、均等分配法。評分分配法考慮因素：復雜度、技術(shù)成熟度、重要度、工作時間和環(huán)境條件?？煽啃苑峙淠康模孩倜鞔_各單元的可靠性定量要求②發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的薄弱環(huán)節(jié)③對不同的設(shè)計方案進行比較，為設(shè)計決策提供依據(jù)④作為可靠性試驗與評估的依據(jù)之一?？煽啃灶A計是一個由局部到整體、由下到上的過程。預計方法：評分預計法、元器件計數(shù)法（初步設(shè)計階段）、應力分析法（詳細設(shè)計階段）和相似產(chǎn)品法。1評分預
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