【正文】 機械工業(yè)出版社可靠性工程的基本任務 216。各種可靠性信息搜集和交流； ?可靠性 .信息性舉辦各種可靠性學習班與講座； ?內外培訓和內外考察； ?專業(yè)技術會議； ?出版可靠性刊物、可靠性教材。性環(huán)境試驗； ?壽命試驗； ?篩選試驗。系統(tǒng)可靠性可靠性預計與分配； ?失效模式效應與危害度分析； ?事件樹分析法 (ETA)； ?故障樹分析法 (FTA)； ?可靠性綜合評估。 ? 3/16/2023 蘇秦主編《質量管理與可靠性》 機械工業(yè)出版社可靠性基本理論可靠性數(shù)學與故障物理學； ?集合論與邏輯代數(shù)；概率論與數(shù)理統(tǒng)計； ?圖論與隨機過程；系統(tǒng)工程與人素工程學；環(huán)境工程學與環(huán)境應力分析；試驗及分析基礎理論。 1. 高科技的需要216。可靠性工程是指為了達到產(chǎn)品可靠性要求而進行的有關設計、試驗和生產(chǎn)等一系列工作，它是建立在概率統(tǒng)計理論基礎上，以零件、產(chǎn)品、或系統(tǒng)失效規(guī)律為基本研究內容的一門應用學科。 美國的宇宙飛船阿波羅工程有 700萬只元器件和零件，參加人數(shù)達 42萬人，參與制造的廠家達 1萬 5千多家，生產(chǎn)周期達數(shù)年之久。 （ 2）規(guī)定的條件。3/16/2023 蘇秦主編《質量管理與可靠性》 機械工業(yè)出版社一、可靠性定義216。3/16/2023 蘇秦主編《質量管理與可靠性》 機械工業(yè)出版社目 錄第一節(jié) 可靠性概述第二節(jié) 常見故障分布及其故障率函數(shù) 第三節(jié) 系統(tǒng)可靠性分析模型第四節(jié) 可靠性分析方法 第五節(jié) 可靠性管理3/16/2023 蘇秦主編《質量管理與可靠性》 機械工業(yè)出版社第一節(jié) 可靠性概述3/16/2023 蘇秦主編《質量管理與可靠性》 機械工業(yè)出版社可靠性定義216?？煽啃?≠ 產(chǎn)品質量216。GB/T31871994規(guī)定的可靠性定義為： “ 產(chǎn)品在規(guī)定的條件和規(guī)定的時間內，完成規(guī)定功能的能力。 （ 3）規(guī)定的時間。象這樣龐大的復雜系統(tǒng)，一旦某一個元件或某一個部件出現(xiàn)故障，就會造成整個工程失敗，造成巨大損失。216。 2. 經(jīng)濟效益的需要216。原件可靠性制定原件可靠性； ?元件失效分析與可靠性評價； ?元器件及原材料的合理選擇； ?元器件的老化篩選； ?元器件現(xiàn)場使用情況調查和反饋。制造建立可靠性管理機構和研究機構； ?制定可靠性管理綱要； ?制定產(chǎn)品可靠性管理規(guī)范； ?建立質量反饋制度； ?開展產(chǎn)品可靠性評審。元器件失效率匯集和交換； ?可靠性工程貫穿于產(chǎn)品設計、生產(chǎn)和使用各個階段，其基本任務為：252。最主要的評價尺度252。 故障率 λ(t)252。 置信度252。252。 產(chǎn)品完成規(guī)定功能與不能完成規(guī)定功能是互逆事件，因此可靠度與不可靠度之間的關系有：252。設備在使用過程中，使用者的操作及維護能力，環(huán)境、運輸和保管等使用條件對降低固有可靠度的概率；u工作可靠度 R0：設備在規(guī)定條件和規(guī)定時間內履行規(guī)定功能的概率；R0=維修性 252。故障率 *252。 在給定的時間區(qū)間 [t1， t2]內，系統(tǒng)故障發(fā)生的比率稱為該區(qū)間的平均故障率；當故障率定義為給定的區(qū)間 [t， t＋ △ t]趨近于零時，此時的故障率為瞬時故障率，簡稱為故障率。是指設備從使用到失效為止的使用時間平均值； λ(t)216。 A早期故障期： 產(chǎn)品早期故障反映了設計、制造、加工、裝配等質量薄弱環(huán)節(jié)。在這期間內產(chǎn)品發(fā)生故障大多出于偶然因素，如突然過載、碰撞等，因此這個時期又叫偶然失效期。如能預知耗損開始的時間，通過加強維修，在此時間開始之前就及時將陳舊損壞的零件更換下來，可使故障率下降，也就是說可延長可維修的設備與系統(tǒng)的有效壽命。指數(shù)分布函數(shù)（應用最廣）252。指數(shù)分布的故障率函數(shù)252。一、指數(shù)分布及其故障率函數(shù) 3/16/2023 蘇秦主編《質量管理與可靠性》 機械工業(yè)出版社指數(shù)分布例題v 例 101：一元件壽命服從指數(shù)分布，其平均壽命(θ)為 2023小時，求故障率 λ及求可靠度 R (100)=? R(1000)=?? 解： (小時 )? v 此元件在 100小時時的可靠度為 ，而在 1000小時時的可靠度為 。3/16/2023 蘇秦主編《質量管理與可靠性》 機械工業(yè)出版社一、指數(shù)分布及其故障率函數(shù)216。正態(tài)分布的故障概率密度 252。 將正態(tài)分布曲線的均值移至零處，使 μ ＝ 0，又使標準離差 σ ＝ 1，則得到標準正態(tài)分布，表示為 N（ 0， 1）。用標準正態(tài)分布形式表示為：3/16/2023 蘇秦主編《質量管理與可靠性》 機械工業(yè)出版社正態(tài)分布例題 1v 從某批故障服從正態(tài)分布的儀器中抽取 5臺進行壽命試驗，各臺儀器到發(fā)生故障的時間分別為,11,(103h),試求該批儀器工作12103h時的可靠度。 對數(shù)正態(tài)分布的故障率函數(shù) ? 為標準正態(tài)分布的概率密度函數(shù)， μ和 σ分別為故障時間隨機變量 t的自然對數(shù) lnt的均值和標準離差。 威布爾分布函數(shù) 252。 威布爾分布的故障率函數(shù)為t≥δ≥0 3/16/2023 蘇秦主編《質量管理與可靠性》 機械工業(yè)出版社五、伯努利試驗和二項分布 v對試驗 E重復進行一系列試驗，如果在每次試驗中只有兩種可能的結果，而且結果是相互獨立的；每次試驗是獨立進行的，與其它次試驗的結果無關；每次試驗事件發(fā)生的概率在整個試驗中是相同的。 如果投入 n個相同的零件進行試驗，令試驗出現(xiàn)故障或失效即不可靠度為 F（ t）＝ p，可靠度 R（ t）＝ 1－ F（ t）＝ 1－ p＝ q，則在規(guī)定的時間內零件出現(xiàn)故障或失效這一事件發(fā)生 k次的概率為 T為隨機事件發(fā)生的次數(shù) 252。 伽馬分布的故障密度函數(shù) （ η是形狀參數(shù)， λ是尺度參數(shù) ） t≥0， η＞ 0， λ＞ 0 252。216。 了解系統(tǒng)中各個部分 (或單元 )的功能和它們相互之間的聯(lián)系以及對整個系統(tǒng)的作用和影響對建立系統(tǒng)的可靠性數(shù)學模型、完成系統(tǒng)的可靠性設計、分配和預測都具有重要意義。假定選定失效模式是電容短路，則其中任何一個電容器短路都可使系統(tǒng)失敗。v 因此，該系統(tǒng)的原理圖是并聯(lián)，而邏輯圖應是串聯(lián)的。c1 c2 c3c1 c2 c3可靠性框圖3/16/2023 蘇秦主編《質量管理與可靠性》 機械工業(yè)出版社v 在建立可靠性邏輯圖時，必須注意與工作原理圖的區(qū)別。這就是利用系統(tǒng)可靠性模型及已知的單元可靠性指標預計或估計系統(tǒng)可靠性指標的過程。 一、串聯(lián)模型 ?? 組成系統(tǒng)的所有單元中任一單元的故障就會導致整個系統(tǒng)故障的系統(tǒng)稱串聯(lián)系統(tǒng)。系統(tǒng)可靠性模型 —— 串聯(lián)模型3/16/2023 蘇秦主編《質量管理與可靠性》 機械工業(yè)出版社216。 ? 系統(tǒng)可靠性模型 —— 串聯(lián)模型216。 ? 216。252。 系統(tǒng)可靠性模型 —— n中取 r模型 (r/n)3/16/2023 蘇秦主編《質量管理與可靠性》 機械工業(yè)出版社252。 上式可看出，當 r=1時即為并聯(lián)模型，當 r=n時即為串聯(lián)模型。252。3/16/2023 蘇秦主編《質量管理與可靠性》 機械工業(yè)出版社第四節(jié) 可靠性分析方法3/16/2023 蘇秦主編《質量管理與可靠性》 機械工業(yè)出版社可靠性分析方法216。3/16/2023 蘇秦主編《質量管理與可靠性》 機械工業(yè)出版社失效產(chǎn)品在規(guī)定條件下，不能完成既定的功能在規(guī)定條件下，產(chǎn)品參數(shù)值不能維持在規(guī)定的上下限之間產(chǎn)品在工作范圍內，導致零組件的破裂、斷裂、卡死、損壞等一、故障模式及影響分析 (FMEA) 216。v 1980年初，產(chǎn)品事故責任的費用突升和不斷的法庭起訴事件發(fā)生，使 FMEA成為降低事故的不可或缺的重要工具。 故障模式及影響分析實施步驟（ Failure Mode and Effect Analysis， FMEA） （ 1）根據(jù)設計文件，弄清所有零部件、接口的工作參數(shù)及其功能，從各方面全面確定產(chǎn)品的定義，并按重要度遞減的原則分別考慮產(chǎn)品的每一種工作模式（即工作狀態(tài)）； （ 2）針對每一種工作模式分別畫出系統(tǒng)的功能原理圖和可靠性框圖； （ 3）確定分析的范圍，列出每一個部件、零件與接口明顯和潛在的故障模式、發(fā)生的原因與影響；3/16/2023 蘇秦主編《質量管理與可靠性》 機械工業(yè)出版社一、故障模式及影響分析 (FMEA) （ 4）按可能的最壞結果評定每一種故障模式的危害性級別； （ 5）研究檢測每一種故障模式的方法； （ 6）針對各種故障模式，找出故障原因，提出可能的補救措施或預防措施； （ 7）提出修改設計或采取其它措施的建議，同時指出設計更改或其它措施對各方面的影響； （ 8）寫出分析報告，總結設計上無法改正的問題，并說明預防故障或控制故障危險性的必要措施。其缺點是只能分析硬件，花費時間較多，經(jīng)常不能考慮故障與人為因素的關系。3/16/2023 蘇秦主編《質量管理與可靠性》 機械工業(yè)出版社功能？特性或要求是什么會有什么問題？— 無功能— 部分功能— 功能過強— 功能降級— 功能間歇非預期功能后果是什么？ 后果嚴重程度？能做些什么？— 設計更改— 過程更改— 特殊控制— 標準程序或指南的更改起因？ 發(fā)生頻率？現(xiàn)在有哪些預防和探測方法該方法在探測時有多好？ 跟蹤 /評審 /確認控制計劃3/16/2023 蘇秦主編《質量管理與可靠性》 機械工業(yè)出版社216。主要是過程 (制造 )工程師和其小組的應用。v FMEA依靠小組的努力。 FMEA是一個永不停止、相互作用的持續(xù)改進的過程。潛在失效模式不同： DFMEA的失效模式是從產(chǎn)品的項目/功能上思考會發(fā)生什么問題，描述的是產(chǎn)品功能失效所 出現(xiàn)的現(xiàn)象； PFMEA的失效模式是從作業(yè)上思考會發(fā)生什么問題，描述的是作業(yè)過程失效所出現(xiàn)的現(xiàn)象；252。252。252。252。252。DFMEA與 PFMEA的區(qū)別252。3/16/2023 蘇秦主編《質量管理與可靠性》 機械工業(yè)出版社二、故障模式、故障影響及危害性分析（FMECA） 216。 危害度分析的目的是按照危害性級別及危害度數(shù)字或發(fā)生改