【文章內(nèi)容簡介】 系統(tǒng)的所有單元中的任一單元的失效或出現(xiàn)故障，都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)失效或出現(xiàn)故障的系統(tǒng)稱為串聯(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(zhì)量管理與可靠性》 機(jī)械工業(yè)出版社216。 串聯(lián)模型的可靠度計(jì)算 252。 根據(jù)概率計(jì)算的基本規(guī)則，可得串聯(lián)系統(tǒng)中可靠度的表達(dá)式為：系統(tǒng)可靠性模型 —— 串聯(lián)模型式中 Rs (t)—— 系統(tǒng)的可靠度； Ri (t)—— 第 i個(gè)單元的可靠度。 3/16/2023 蘇秦主編《質(zhì)量管理與可靠性》 機(jī)械工業(yè)出版社 若各單元的壽命分布均為指數(shù)分布，即?? ? ? v 式中 λs—— 系統(tǒng)的故障率； ? λ i—— 各單元的故障率。 ? 系統(tǒng)可靠性模型 —— 串聯(lián)模型216。串聯(lián)模型的可靠度計(jì)算 3/16/2023 蘇秦主編《質(zhì)量管理與可靠性》 機(jī)械工業(yè)出版社v 系統(tǒng)的平均故障間隔時(shí)間為?? 若串聯(lián)系統(tǒng)中各單元的壽命為指數(shù)分布時(shí)，系統(tǒng)的壽命也為指數(shù)分布。?v 由于 Ri(t)是個(gè)小于 1的數(shù)值，它的連乘積就更小，所以串聯(lián)的單元越多，系統(tǒng)可靠度越低。串聯(lián)單元越多，則 MTBFs也越小。 ? 216。串聯(lián)模型的可靠度計(jì)算 系統(tǒng)可靠性模型 —— 串聯(lián)模型3/16/2023 蘇秦主編《質(zhì)量管理與可靠性》 機(jī)械工業(yè)出版社216。并聯(lián)模型的可靠性框圖 252。 組成系統(tǒng)的所有子系統(tǒng)或單元都失效或出現(xiàn)故障時(shí)才會(huì)失效或出現(xiàn)故障的系統(tǒng)稱為并聯(lián)系統(tǒng)。252。 并聯(lián)模型的可靠度計(jì)算公式 系統(tǒng)可靠性模型 —— 并聯(lián)模型3/16/2023 蘇秦主編《質(zhì)量管理與可靠性》 機(jī)械工業(yè)出版社v 組成系統(tǒng)的 n個(gè)單元中，不發(fā)生故障的單元數(shù)不少于 r (r為介于 1和 n之間的某個(gè)數(shù) )系統(tǒng)就不會(huì)故障，這樣的系統(tǒng)稱為 r/n系統(tǒng)。它屬于工作貯備模型。v 如四臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī)，必須有二臺(tái)或二臺(tái)以上發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作，飛機(jī)才能安全飛行，這就是 4中取 2系統(tǒng)。 系統(tǒng)可靠性模型 —— n中取 r模型 (r/n)3/16/2023 蘇秦主編《質(zhì)量管理與可靠性》 機(jī)械工業(yè)出版社252。 當(dāng) n個(gè)單元都相同時(shí)，其可靠度可按二項(xiàng)展開式計(jì)算：?? 式中 n—— 系統(tǒng)的單元數(shù)； ? r—— 系統(tǒng)正常工作所必須的最少單元數(shù)。 系統(tǒng)可靠性模型 —— n中取 r模型 (r/n) 式中第一項(xiàng) R n(t)是 n個(gè)單元都正常工作的概率。第二項(xiàng)是 (n1)個(gè)單元正常工作，一個(gè)單元故障的概率， …… 前 r+1項(xiàng)是 r個(gè)單元正常工作 (n r)個(gè)單元故障的概率。 上式可看出，當(dāng) r=1時(shí)即為并聯(lián)模型，當(dāng) r=n時(shí)即為串聯(lián)模型。 3/16/2023 蘇秦主編《質(zhì)量管理與可靠性》 機(jī)械工業(yè)出版社216。串 — 并聯(lián)混合模型的可靠性框圖 252。 把若干個(gè)串聯(lián)系統(tǒng)或并聯(lián)系統(tǒng)重復(fù)地加以串聯(lián)或并聯(lián)，得到更復(fù)雜的可靠性結(jié)構(gòu)模型，稱為串 —并聯(lián)混合系統(tǒng)。252。 串 — 并聯(lián)混合模型，是基本串聯(lián)和并聯(lián)系統(tǒng)組合，對(duì)于其可靠性的計(jì)算，可以連續(xù)地用串聯(lián)和并聯(lián)的基本公式來分析計(jì)算。 系統(tǒng)可靠性模型 —— 串 — 并聯(lián)混合模型 3/16/2023 蘇秦主編《質(zhì)量管理與可靠性》 機(jī)械工業(yè)出版社例 某系統(tǒng)由 7個(gè)單元串并聯(lián)組成，如圖所示，已知這 7個(gè)單元的可靠度為 R1＝ R2＝ R3＝ R4＝ R5＝R6＝ R7＝ ，試求該系統(tǒng)的可靠度。解： 首先計(jì)算 U2和 U U4和 U5組成的串聯(lián)子系統(tǒng)U23和 U45的可靠度分別為3/16/2023 蘇秦主編《質(zhì)量管理與可靠性》 機(jī)械工業(yè)出版社v 然后計(jì)算 U23和 U45再并聯(lián)的子系統(tǒng) U2345以及 U6和U7組成的并聯(lián)子系統(tǒng) U67的可靠度分別為v 整個(gè)系統(tǒng)就由單元 U U2345和 U67串聯(lián)組成，故得整個(gè)系統(tǒng)的可靠度為3/16/2023 蘇秦主編《質(zhì)量管理與可靠性》 機(jī)械工業(yè)出版社系統(tǒng)可靠性模型 —— 復(fù)雜系統(tǒng)模型 v 對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)的可靠度計(jì)算，常常采用狀態(tài)枚舉法（或稱為真值表法）、全概率公式法（或稱為分解法）、路徑枚舉法等。3/16/2023 蘇秦主編《質(zhì)量管理與可靠性》 機(jī)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(zhì)量管理與可靠性》 機(jī)械工業(yè)出版社可靠性分析方法216。系統(tǒng)可靠性分析是利用歸納、演繹的方法對(duì)系統(tǒng)可能發(fā)生的故障進(jìn)行研究，研究故障的原因、后果和影響及危害程度，確定薄弱環(huán)節(jié)，并預(yù)測(cè)系統(tǒng)的可靠性，從而為系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供改進(jìn)建議。216。常用的分析方法有故障模式及影響分析（ FMEA），以及故障模式、故障影響及危害性分析（ FMECA）和故障樹分析（ FTA）。3/16/2023 蘇秦主編《質(zhì)量管理與可靠性》 機(jī)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(nèi)，導(dǎo)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。 故障模式及影響分析3/16/2023 蘇秦主編《質(zhì)量管理與可靠性》 機(jī)械工業(yè)出版社v FMEA起始于 60年代航空航天工業(yè)項(xiàng)目。v 1974年美海軍用于艦艇裝備的標(biāo)準(zhǔn)《艦艇裝備的失效模式和后果分析實(shí)施程》，首先將它用于軍事項(xiàng)目合約。v 1970年晚期，汽車工業(yè)將 FMEA作為在對(duì)其零件設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造的會(huì)審項(xiàng)目的一部分。v 1980年初，產(chǎn)品事故責(zé)任的費(fèi)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。并由開始的 500多家公司擴(kuò)展到其供應(yīng)商。統(tǒng)計(jì)表明，全面實(shí)施 FMEA能避免許多回收事件的發(fā)生 1993年包括美國三大汽車公司和美國質(zhì)量管理協(xié)會(huì)在內(nèi)的，美汽車工業(yè)行動(dòng)集團(tuán)組織采用、編制了 FMEA參考手冊(cè)。一、故障模式及影響分析 (FMEA) 3/16/2023 蘇秦主編《質(zhì)量管理與可靠性》 機(jī)械工業(yè)出版社一、故障模式及影響分析 (FMEA) 216。 故障模式及影響分析實(shí)施步驟（ Failure Mode and Effect Analysis， FMEA） （ 1）根據(jù)設(shè)計(jì)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(duì)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(gè)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(zhì)量管理與可靠性》 機(jī)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(jié)果評(píng)定每一種故障模式的危害性級(jí)別； （ 5）研究檢測(cè)每一種故障模式的方法； （ 6）針對(duì)各種故障模式，找出故障原因，提出可能的補(bǔ)救措施或預(yù)防措施； （ 7）提出修改設(shè)計(jì)或采取其它措施的建議，同時(shí)指出設(shè)計(jì)更改或其它措施對(duì)各方面的影響； （ 8）寫出分析報(bào)告，總結(jié)設(shè)計(jì)上無法改正的問題，并說明預(yù)防故障或控制故障危險(xiǎn)性的必要措施。3/16/2023 蘇秦主編《質(zhì)量管理與可靠性》 機(jī)械工業(yè)出版社一、故障模式及影響分析 (FMEA)216。 FMEA的用途： FMEA分析每一個(gè)的所有故障模式，用于單一故障分析，采用歸納方法進(jìn)行分析。該方法只能進(jìn)行定性分析，但由于 FMEA分析法容易掌握，因此被廣泛接受，已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。其缺點(diǎn)是只能分析硬件，花費(fèi)時(shí)間較多，經(jīng)常不能考慮故障與人為因素的關(guān)系。3/16/2023 蘇秦主編《質(zhì)量管理與可靠性》 機(jī)械工業(yè)出版社子系統(tǒng)功能要求潛在失效模式潛在失效后果嚴(yán)重度S級(jí)別潛在失效起因頻度o現(xiàn) 行控制采取的措施RPN建議措施責(zé)任及目標(biāo)完成日期措施 結(jié) 果預(yù)防探測(cè)采取的措施S O DRPN3/16/2023 蘇秦主編《質(zhì)量管理與可靠性》 機(jī)械工業(yè)出版社216。FMEA目的：v 發(fā)現(xiàn)、評(píng)價(jià)產(chǎn)品 /過程中潛在的失效及其后果；v 找到能夠避免或減少這些潛在失效的措施；v 將以上述過程文件化。 FMEA是對(duì)設(shè)計(jì)過程的完善，以明確什么樣的設(shè)計(jì)才能滿足顧客的需求。3/16/2023 蘇秦主編《質(zhì)量管理與可靠性》 機(jī)械工業(yè)出版社功能？特性或要求是什么會(huì)有什么問題？— 無功能— 部分功能— 功能過強(qiáng)— 功能降級(jí)— 功能間歇非預(yù)期功能后果是什么？ 后果嚴(yán)重程度？能做些什么？— 設(shè)計(jì)更改— 過程更改— 特殊控制— 標(biāo)準(zhǔn)程序或指南的更改起因？ 發(fā)生頻率？現(xiàn)在有哪些預(yù)防和探測(cè)方法該方法在探測(cè)時(shí)有多好？ 跟蹤 /評(píng)審 /確認(rèn)控制計(jì)劃3/16/2023 蘇秦主編《質(zhì)量管理與可靠性》 機(jī)械工業(yè)出版社216。FMEA的應(yīng)用：v設(shè)計(jì) DFMEA： 針對(duì)產(chǎn)品本身，產(chǎn)品設(shè)計(jì)、開發(fā)時(shí)期的分析技術(shù)。主要是設(shè)計(jì)工程師和其小組應(yīng)用。v過程 PFMEA： 針對(duì)產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)過程，過程開發(fā)設(shè)計(jì)的分析技術(shù)。主要是過程 (制造 )工程師和其小組的應(yīng)用。v3程序 /項(xiàng)目 FMEA： 針對(duì)程序 /項(xiàng)目，程序 /項(xiàng)目開發(fā)設(shè)計(jì)的分析技術(shù)。3/16/2023 蘇秦主編《質(zhì)量管理與可靠性》 機(jī)械工業(yè)出版社216。FMEA的實(shí)施：v FMEA應(yīng)該是 “ 事前 ” 行動(dòng)，而非 “ 事后 ” 工作；v DFMEA在設(shè)計(jì) (圖紙、規(guī)范 )完成之前v PFMEA在過程設(shè)計(jì)確定之前。v FMEA依靠小組的努力。典型的 FMEA小組可以由設(shè)計(jì)、制造、裝配、質(zhì)量等有豐富經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員組成。全面的事先 FMEA分析，可方便、經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行早期更改。即對(duì)產(chǎn)品規(guī)范 /過程方案和控制進(jìn)行較容易、低成本地修改，減輕事后修改的浪費(fèi)和對(duì)進(jìn)度的影響。 FMEA是一個(gè)永不停止、相互作用的持續(xù)改進(jìn)的過程。3/16/2023 蘇秦主編《質(zhì)量管理與可靠性》 機(jī)械工業(yè)出版社成立 DFMEA小組資料搜集明確設(shè)計(jì)意圖和