【正文】 C的平均故障間隔定在 80h以上。這種使參數(shù)性能穩(wěn)定的過程叫老煉。為了使元器件的使用壽命進一步提高，對關鍵的指標必須降額使用。在設計中應當注意：1) 要對類似的系統(tǒng)進行調(diào)查研究，了解過去發(fā)生故障的情況，分析 故障的原因及該故障對系統(tǒng)的影響；2) 盡量使用標準化元件，因為標準化元件性能可靠；3) 系統(tǒng)結構要盡量簡單、合理。如此得到的壽命數(shù)據(jù)是珍貴的、最有說服力的。此種試驗管理簡便，投資小，有重復 , 便于產(chǎn)品間的比較；現(xiàn)場壽命試驗現(xiàn)場壽命試驗模擬壽命試驗模擬壽命試驗第六節(jié)：可靠性試驗壽命試驗1) 完全壽命試驗：把 n個投試樣品試驗到全部失效 (包括故障，以后不再一一說明 )才停止的試驗，稱為完全壽命試驗，所獲得的 n 個失效時間稱為完全樣本。其中 r稱為截尾數(shù)，一般 r≤n，當 r=n時，截尾壽命試驗就成為完全壽命試驗。它是指試驗到指定的失效個數(shù)達到時停止。假如投試樣品為 n，按有無替換和截尾方式，可以組合成如下四種截尾壽命試驗：(n，無，時 ) 取 n個產(chǎn)品進行無替換定時截尾壽命試驗；(n，無，數(shù) ) 取 n個產(chǎn)品進行無替換定數(shù)截尾壽命試驗；(n，有，時 ) 取 n個產(chǎn)品進行有替換定時截尾壽命試驗；(n，有，數(shù) ) 取 n個產(chǎn)品進行有替換定數(shù)截尾壽命試驗；第六節(jié)：可靠性試驗3) 加速壽命試驗：隨著科學技術的發(fā)展，高可靠、長壽命的產(chǎn)品愈來愈多，截尾壽命試驗也不能適應這種需要。在加速壽命試驗中，再采用截尾試驗技術，就可使試驗時間大為縮短。第六節(jié)：可靠性試驗經(jīng)研究決定， 190oC, 220oC,240oC和 260oC等四個溫度水平作為加速應力水平，在這四個溫度水平下分別安排一個截尾壽命試驗，各獲得一個截尾樣本，然后再設法估計各溫度水平下的平均壽命。第六節(jié)：可靠性試驗。以溫度 T作縱軸，平均壽命 θ作橫軸，把表上的數(shù)據(jù)點在該坐標紙上，可以看出一個明顯的趨勢：隨著試驗溫度 T的下降，平均壽命 θ在增加，假如把圖上的四個點用一條光滑的曲線聯(lián)結起來，并順勢延長，那就可以看到，當試驗溫度水平為 150oC時，其平均壽命大約為 17000小時，這就是加速壽命試驗全過程的簡單縮影。此絕緣材料的物理性能得知，適當?shù)靥岣咴囼灉囟?，可以加速絕緣材料的老化，從而使擊穿時間提前到來 ,達到縮短試驗時間的目的。這些情況的出現(xiàn)對估計元器件的可靠性指標都是不利的，甚至很難給出估計。第六節(jié)：可靠性試驗*有替換試驗假如在截尾壽命試驗中還考慮失效產(chǎn)品是否允許替換，這又有無替換試驗與有替換試驗之分。它是指試驗到指定時間就立即停止試驗。完全壽命試驗完全壽命試驗截尾壽命試驗截尾壽命試驗加速壽命試驗加速壽命試驗第六節(jié)：可靠性試驗2) 截尾壽命試驗：把 n個投試樣品試驗到部分失效就停止的試驗，稱為截尾壽命試驗。它是將現(xiàn)場使用的主要工作條件在實驗室內(nèi)模擬，并受到人工控制，便利在實驗室內(nèi)參試樣品都在相同工作條件下進行壽命試驗。說明產(chǎn)品可靠性是符合定量要求；3) 研究產(chǎn)品失效機理，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設計、零部件、原材料和工藝方面 的缺陷，以便采取有效的糾正措施，提高產(chǎn)品可靠性；可靠性試驗： 從一批產(chǎn)品中隨機抽取 n個產(chǎn)品，在一定應力水平或一定環(huán)境下進行試驗，觀察工作狀態(tài)，對照事先確定的失效判據(jù)，發(fā)現(xiàn)有樣品失效，立即記錄其失效時間，最后用統(tǒng)計方法對失效數(shù)據(jù)進行處理，對失效原因進行分析。 第五節(jié)：可靠性設計固有可靠度的設計 :我們知道產(chǎn)品的工作可靠度近似地等于固有可靠度與使用可靠度的乘積。 第五節(jié)：可靠性設計元器件的正確使用 :元器件選好之后，下一步就是如何在設計中正確使用這些元器件。在篩選合格的元器件時，有的元器件參數(shù)、性能并不穩(wěn)定，其原因主要是參數(shù)飄移。要求系統(tǒng)的 MTBF在 50h 以上，已知 A， B 的 MTBF 分別為 200h， 400h，試求 C的 MTBF。不可修復系統(tǒng) MTTF (Mean Time To Failure): 失效前平均工作時間若產(chǎn)品的故障概率密度 f(t)按指數(shù)分布，且 ?(t)=常數(shù)時，MTTF=1/?第五節(jié)：可靠性設計可修復系統(tǒng) MTBF (Mean Time Between Failure)對一系統(tǒng)，在發(fā)生故障后，如果經(jīng)過維修能夠恢復到正常狀態(tài)，這種系統(tǒng)稱為可修復系統(tǒng)。2) 根據(jù)總目標要求和實際狀況，正確地分配各元件的可靠度。對于指數(shù)分布，串聯(lián)系統(tǒng)的故障率等于各元件故障率之和。第四節(jié)：可靠度函數(shù)與故障率第四節(jié)：可靠度函數(shù)與故障率故障率曲線 (3):這個曲線分三段1) 早期故障時期使用初期故障率比較高的時期，它是由于機器內(nèi)在的設計錯誤，原材料、工藝產(chǎn)生的缺陷造成的2) 偶發(fā)故障時期：使用的中間過程中故障率較低，且狀態(tài)較穩(wěn)定的時期。因此，提供備用元件比提供備用組合有更好的整體可靠性。第三節(jié)：可靠度的計算可靠度的計算 (6):串 并聯(lián)方式 :假定有 mX n個元件的系統(tǒng)，采取串聯(lián)、并聯(lián)兩種方式構成，分兩種情況考慮。第三節(jié)：可靠度的計算可靠度的計算 (4):并聯(lián)方式 :設系統(tǒng)由多個元件構成，如果其中某一元件發(fā)生故障，系統(tǒng)仍能正常工作，只有當所有元件都發(fā)生故障時，系統(tǒng)才不能正常工作，這種構成方式稱為并聯(lián)方式。關系：可靠度的計算 :設可靠度為 R，累積故障概率為 F， R+F=1.我們就元件構成系統(tǒng)的不同類型，討論系統(tǒng)與元件之間可靠度的關系。3) 使用可靠度 Ru(Use Reliability): 它與產(chǎn)品的使用有關，與包裝、運輸、保管、環(huán)境、操作情況、維修等因素有關。例如：火箭發(fā)射系統(tǒng)，只要在十分鐘內(nèi)把火箭送上軌道即可；海底電纜，要求在幾十年內(nèi)可靠；家用電器，有幾萬小時可靠，顧客也就滿意了。第三節(jié)：信噪比及其應用第一節(jié)：可靠性和可靠度 概念第二節(jié)：故障的統(tǒng)計分布函數(shù) 第三節(jié)：可靠度的計算第四節(jié)：可靠度函數(shù)與故障率第五節(jié)：可靠性設計第六節(jié)：可靠性試驗第五講：可靠性設計第一節(jié)：可靠性和可靠度概念產(chǎn)品的質量指標可分為兩類 :性能指標 產(chǎn)品完成規(guī)定功能所需要的指標 例如：電視機的圖象、彩色、音質、選擇性能等可靠性指標 產(chǎn)品性能隨時間的保持能力 例如：電視機的平均壽命 元器件的失效率100臺計算機開始工作 仍有 95臺在工作t=0 t=1000第一節(jié)：可靠性和可靠度概念可靠性 :產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定的時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力，稱為產(chǎn)品的可靠性。理論上和實踐中經(jīng)常要考慮信號功率與噪聲功率的比值，這個比值就叫做信噪比，通常用 η表示 η= 信號功率 /噪聲功率 = S/N在試驗設計中采用信噪比是田口玄一于 1957年提出來的。A. 影響不顯著的因素，可選用低等級。參數(shù)設計所用的主要方法就是正交設計法。三階段設計的重點是參數(shù)設計和容差設計。對這些誤差因素可以采取兩種辦法：1) 消除這些因素 : 實際上往往很難做到，有的情況下，即使能做到 ,也要花費很大力氣和很高的費用，這是不值得的；2) 盡量降低誤差因素的作用，使產(chǎn)品性能因誤差因素變化而變化的敏感性最小。因素重要性的順序為 DCAB，最優(yōu)方案為 A3B1C2D3.第四節(jié)：擬水平法的方差分析第一節(jié)：穩(wěn)健性和穩(wěn)健設計第二節(jié)：產(chǎn)品的三階段設計第三節(jié)：信噪比第四講：穩(wěn)健設計穩(wěn)健性：穩(wěn)健性 (robustness), 也叫魯棒性，是指因素狀況發(fā)生微小變差對因變量影響的不敏感性。據(jù)經(jīng)驗知，海鷗牌比OP牌的效果好，故虛擬第 2水平并安排在第 1列。為了提高除銹效率，縮短酸洗時間，先安排酸洗試驗。為提高分析精度，我們只考慮因素 B，把因素 A， C都并入誤差。根據(jù)冷加工變形量，在該合金技術要求范圍內(nèi) ,硬度越低越好。交互作用 AXB也是顯著的，但由于 AXB占兩列，直觀分析法有些困難，因此把 A和 B的各種組合的試驗結果對照起來分析。通常，若 F (f因 ， fE)，就稱該因素是高度顯著的，用兩個星號表示；若 F (f因 ， fE)，但 F (f因 ， fE)，則稱該因素的影響是顯著的，用一個星號表示；若 F(f因 ， fE)，就稱該因素的影響是不顯著的，不用星號表示。根據(jù)工程技術人員的經(jīng)驗，取試驗因素和相應水平如下表：第二節(jié)： 3水平正交設計的方差分析解 ： (選用正交表 L9(34)表頭設計：試驗計劃與試驗結果：第二節(jié)： 3水平正交設計的方差分析詳細計算如下：第二節(jié)： 3水平正交設計的方差分析列方差分析表如下：最佳條件的選擇：對顯著因子應取最好的水平 ， 對不顯著因子的水平可以任意選取 ； 在實際中通常從降低成本操作方便等角度加以選擇 ， 上面的例子中對因子 A與 B應選擇 A2B2，因子 C可以任選，譬如為節(jié)約材料可選擇 C1第二節(jié)： 3水平正交設計的方差分析驗證試驗：對 A2B2C1進行三次試驗，結果為： 234， 240， 220，平均值為 . 此結果是滿意的例 2(有交互作用 ):為提高某產(chǎn)品的產(chǎn)量，需要考慮 3個因素：反應溫度、反應壓力和溶液濃度。第一節(jié)： 正交設計方差分析的步驟對因素進行顯著性檢驗 :給出檢驗水平 α，從 F分布表中查出臨界值 Fα(f因 ， fE)。比如 SAxB = S(AxB)1 + S(AxB)2第一節(jié)： 正交設計方差分析的步驟3) 試驗誤差的離差的平方和 SE設 S因 +交 為所有因素以及要考慮的交互作用的離差的平方和，因為 ST = S因 +交 + SE, 所以 SE = ST S因 +交計算自由度 :試驗的總自由度 f總 = 試驗總次數(shù) 1 = n 1各因素的自由度 f因 = 因素的水平數(shù) 1 = na 1兩因素交互作用的自由度等于兩因素的自由度之積 fAxB = fA X fB試驗誤差的自由度 fE = f總 f因 +交第一節(jié)： 正交設計方差分析的步驟計算平均離差平方和 (均方 ):在計算各因素離差平方和時，我們知道，它們都是若干項平方的和 , 它們的大小與項數(shù)有關，因此不能確切反映各因素的情況。SA反映了因素 A的水平變化時所引起的試驗結果的差異，即因素 A對試驗結果的影響。第一節(jié)： 正交設計方差分析的步驟2) 各因素離差的平方和下面以計算因素 A的離差的平方和 SA為例來說明。SB的自由度為 ( b 1)。均方 :第三節(jié)：雙因素試驗的方差分析F檢驗法 :統(tǒng)計量對于給出的 α， 查出 Fα(a 1, (a 1)(b1)), Fα(b 1, (a 1)(b1))的值， 由樣本計算出 F1, F2值。第三節(jié)：雙因素試驗的方差分析總離差平方和的分解 :記在水平 Ai 下的樣本均值為記在水平 Bj 下的樣本均值為樣本數(shù)據(jù)的總平均值為總離差平方和為將 ST改寫并分解得記為 ST = SA (效應平方和 )+ SB (效應平方和