質(zhì)量管理培訓(xùn)教程

1、質(zhì)量管理 可靠性9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社目的和要求1、理解可靠性及其評(píng)價(jià)尺度如可靠度、維修性、故障率、可靠壽命、平均壽命、保障性、可用性、可信性等的基本概念；2、了解常見的故障分布及其故障率函數(shù)，掌握相關(guān)計(jì)算方法；3、掌握可靠性串聯(lián)模型、并聯(lián)模型、混合模型可靠性的計(jì)算方法；4、概括了解常用的可靠性分析方法：故障模式及影響分析（FMEA）、故障模式、故障影響及危害性分析（FMECA）、故障數(shù)分析（ FTA）；5、概括了解可靠性管理、可靠性大綱的基本概念、可靠性目標(biāo)預(yù)測與分配方法。9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社目 錄第一節(jié) 可靠性概述第

2、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9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社第一節(jié) 可靠性概述9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社可靠性定義可靠性產(chǎn)品質(zhì)量可靠性是衡量產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)； 通常人們說產(chǎn)品“經(jīng)久、耐用”即可靠性；產(chǎn)品的可靠性是與產(chǎn)品的使用壽命緊密相連，是時(shí)間的函數(shù)。9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社一、可靠性定義GB/T3187-1994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(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力?！?可靠性的四大要素： （1）可靠性對(duì)

3、象。 （2）規(guī)定的條件。 （3）規(guī)定的時(shí)間。 （4）規(guī)定的功能。9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社可靠性工程發(fā)展及其重要性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(dá)42萬人，參與制造的廠家達(dá)1萬5千多家，生產(chǎn)周期達(dá)數(shù)年之久。象這樣龐大的復(fù)雜系統(tǒng)，一旦某一個(gè)元件或某一個(gè)部件出現(xiàn)故障，就會(huì)造成整個(gè)工程失敗，造成巨大損失。所以可靠性問題特別突出，不專門進(jìn)行可靠性研究是難于保證系統(tǒng)可靠性的。 9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社可靠性工程可靠性工程是指為了達(dá)到產(chǎn)品可靠性要求而進(jìn)行的有關(guān)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)和生產(chǎn)等一系列工作，它是建立在概率統(tǒng)計(jì)理論基

4、礎(chǔ)上，以零件、產(chǎn)品、或系統(tǒng)失效規(guī)律為基本研究內(nèi)容的一門應(yīng)用學(xué)科?？煽啃怨こ痰闹饕康木褪菑漠a(chǎn)品壽命周期的角度分析和研究可靠性，并給出在設(shè)計(jì)、制造、使用中實(shí)現(xiàn)和保證產(chǎn)品可靠性的技術(shù)。9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社可靠性工程的重要性主要表現(xiàn)在三個(gè)方面： 1. 高科技的需要 2. 經(jīng)濟(jì)效益的需要 3. 政治聲譽(yù)的需要 總之，無論是人民群眾的生活，國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要出發(fā)，還是從國防、科研的需要出發(fā)，研究可靠性問題是具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。 9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社可靠性基本理論可靠性數(shù)學(xué)與故障物理學(xué)；集合論與邏輯代數(shù)；概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)；圖論與隨

5、機(jī)過程；系統(tǒng)工程與人素工程學(xué)；環(huán)境工程學(xué)與環(huán)境應(yīng)力分析；試驗(yàn)及分析基礎(chǔ)理論。原件可靠性制定原件可靠性；元件失效分析與可靠性評(píng)價(jià)；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(diào)查和反饋。可靠性設(shè)計(jì)貯備設(shè)計(jì)和裕度設(shè)計(jì)；降額設(shè)計(jì)和構(gòu)件概率設(shè)計(jì)；熱設(shè)計(jì)、抗機(jī)械力設(shè)計(jì)；防潮、腐蝕、鹽霧、塵設(shè)計(jì)；電磁兼容設(shè)計(jì)和抗輻射設(shè)計(jì)；電磁兼容設(shè)計(jì)和抗輻射設(shè)計(jì)；維修性設(shè)計(jì)和使用性設(shè)計(jì)；質(zhì)量、體積、重量和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)綜合設(shè)計(jì)。系統(tǒng)可靠性可靠性預(yù)計(jì)與分配；失效模式效應(yīng)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(píng)估。 可試 靠驗(yàn) 性環(huán)境試驗(yàn)；壽命試驗(yàn)；篩選試驗(yàn)。 可教 靠育 性舉辦

6、各種可靠性學(xué)習(xí)班與講座；內(nèi)外培訓(xùn)和內(nèi)外考察；專業(yè)技術(shù)會(huì)議；出版可靠性刊物、可靠性教材。制造質(zhì)量控制手段和方法可靠性管理建立可靠性管理機(jī)構(gòu)和研究機(jī)構(gòu)；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(zhì)量反饋制度；開展產(chǎn)品可靠性評(píng)審。、使靠用性的?？勺C使用和維護(hù)規(guī)程制定；操作和維修人員培訓(xùn)；安全性設(shè)計(jì)；人-機(jī)匹配設(shè)計(jì)和環(huán)境設(shè)計(jì)?？煽啃?信息 現(xiàn)場數(shù)據(jù)收集、分析、整理和反饋；試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和反饋； 元器件失效率匯集和交換； 各種可靠性信息搜集和交流； 用戶調(diào)查和反饋。可靠性標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)；試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)；認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)；管理標(biāo)準(zhǔn)；設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)可靠性工程的基本內(nèi)容 9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性

7、 機(jī)械工業(yè)出版社可靠性工程的基本任務(wù) 可靠性工程貫穿于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和使用各個(gè)階段，其基本任務(wù)為： 根據(jù)可靠性定義內(nèi)容，對(duì)產(chǎn)品可靠性提出明確 的量化要求；尋找提高產(chǎn)品可靠性的途徑；在滿足產(chǎn)品規(guī)定的可靠性前提下，盡量降低產(chǎn)品的重量、體積和費(fèi)用；9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社二、可靠性的評(píng)價(jià)尺度 最主要的評(píng)價(jià)尺度 可靠度 R(t) 故障概率（不可靠度）F(t) 故障密度函數(shù)f(t) 故障率 (t) 維修性 可靠壽命 平均壽命 置信度 可用性、可信性、保障性9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社二、可靠性的評(píng)價(jià)尺度 可靠度 *可靠度（Reliabili

8、ty）是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，能正常完成規(guī)定功能的概率，通常用R來表示。由于可靠度常常是時(shí)間的函數(shù)，因此又稱為可靠度函數(shù)，表示為RR（t）。就概率分布而言，又稱為可靠度分布函數(shù)，其取值范圍為：0R（t）1。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(guān)系有： F（t）=1R（t）9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社可靠度的分類固有可靠度R1： 設(shè)備在設(shè)計(jì)、制造過程中形成的可靠度；使用可靠度R2： 設(shè)備在使用過程中，使用者的操作及維護(hù)能力，環(huán)境、運(yùn)輸和保管等使用條件對(duì)降低固有可靠度的概率；工作可靠度R0：設(shè)備在規(guī)定條件和規(guī)定時(shí)間內(nèi)履行

9、規(guī)定功能的概率； R0= R1 R2可靠度9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社二、可靠性的評(píng)價(jià)尺度維修性 維修性是指在規(guī)定條件下使用的產(chǎn)品，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)按規(guī)定的程序和方法進(jìn)行維修時(shí)，保持或恢復(fù)到完成規(guī)定功能的能力。常用的維修性尺度有： （1）維修度M（t） （2）有效度A（t） （3）最大維修時(shí)間tmax （4）修復(fù)率（t） （5）平均修復(fù)時(shí)間（MTTR）9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社二、可靠性的評(píng)價(jià)尺度故障率*故障率又稱為失效率，是指產(chǎn)品工作到某一時(shí)刻時(shí)，在單位時(shí)間內(nèi)失效或出現(xiàn)故障的概率，常用 (t)。 在給定的時(shí)間區(qū)間t1，t2內(nèi)，故障概率

10、可以用不可靠度函數(shù)表示為在給定的時(shí)間區(qū)間t1，t2內(nèi)，系統(tǒng)故障發(fā)生的比率稱為該區(qū)間的平均故障率；當(dāng)故障率定義為給定的區(qū)間t，tt趨近于零時(shí)，此時(shí)的故障率為瞬時(shí)故障率，簡稱為故障率。9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社可靠性的其它特征量平均故障間隔期MTBF： 兩次相鄰故障間隔內(nèi)正常工作的平均時(shí)間，通常用于表示可修復(fù)設(shè)備的可靠性；平均壽命MTTF： 是指設(shè)備從使用到失效為止的使用時(shí)間平均值； 常用于表示不可修復(fù)設(shè)備的可靠性故障率： 設(shè)備工作到某一時(shí)刻時(shí)，在單位時(shí)間內(nèi)失效或出現(xiàn)故障的概率，常用 (t)可靠性的基本概念9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社可

11、靠度函數(shù)設(shè)備平均壽命9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社 A早期故障期；B偶然故障期； C耗損故障期；D使用壽命 對(duì)于可修復(fù)的產(chǎn)品在不進(jìn)行預(yù)防性維修時(shí)，或者對(duì)于不可修復(fù)產(chǎn)品在投入使用后出現(xiàn)的故障率變化情況，其故障率曲線為“浴盆曲線”9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社故障率曲線分析“浴盆曲線”。A早期故障期： 產(chǎn)品早期故障反映了設(shè)計(jì)、制造、加工、裝配等質(zhì)量薄弱環(huán)節(jié)。早期故障期又稱調(diào)整期或鍛煉期，此種故障可用廠內(nèi)試驗(yàn)的辦法來消除。 9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社故障率曲線分析D正常工作期：在此期間產(chǎn)品故障率低而且穩(wěn)定，是設(shè)備

12、工作的最佳時(shí)期。在這期間內(nèi)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(gè)時(shí)期又叫偶然失效期?？煽啃匝芯康闹攸c(diǎn)，在于延長正常工作期的長度。 9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社故障率曲線分析C損耗時(shí)期： 零件磨損、陳舊，引起設(shè)備故障率升高。如能預(yù)知耗損開始的時(shí)間，通過加強(qiáng)維修，在此時(shí)間開始之前就及時(shí)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(shè)備與系統(tǒng)的有效壽命。 故障率的單位一般采用10-5小時(shí)或10-9小時(shí)(稱10-9小時(shí)為1fit)。也可用工作次數(shù)、轉(zhuǎn)速、距離等。 9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社第二節(jié) 常見故

13、障分布及其故障率函數(shù) 9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社一、指數(shù)分布及其故障率函數(shù) 指數(shù)分布函數(shù)（應(yīng)用最廣）指數(shù)分布的故障前時(shí)間t的概率密度函數(shù)和累積分布函數(shù)分別為 式中表示故障（失效）率，是指數(shù)分布的主要參數(shù)。指數(shù)分布的可靠度函數(shù)為 9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社指數(shù)分布的故障率函數(shù)指數(shù)分布函數(shù)的故障率函數(shù)為一個(gè)常數(shù)，是平均壽命（MTBF）的倒數(shù)。平均故障間隔時(shí)間為1/。一、指數(shù)分布及其故障率函數(shù) 9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社指數(shù)分布例題例10-1：一元件壽命服從指數(shù)分布，其平均壽命()為2000小時(shí)，求故障率

14、及求可靠度R (100)=? R(1000)=? 解： (小時(shí)) 此元件在100小時(shí)時(shí)的可靠度為0.95，而在1000小時(shí)時(shí)的可靠度為0.60。 9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社一、指數(shù)分布及其故障率函數(shù)指數(shù)分布的“無記憶性” 如果某產(chǎn)品的工作時(shí)間服從指數(shù)分布時(shí)，從開始到工作一段時(shí)間t0內(nèi)，其可靠度為R，工作時(shí)間t0結(jié)束后，產(chǎn)品仍然可以工作，在下一個(gè)工作時(shí)間間隔t0內(nèi)，該系統(tǒng)仍然和新的一樣，其可靠度仍為。即前一個(gè)故障對(duì)下一個(gè)故障無后效作用。9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社一、指數(shù)分布及其故障率函數(shù)如果系統(tǒng)已經(jīng)工作了t0時(shí)間后，其在t0以后的工

15、作時(shí)間t的可靠度可用條件概率來表示為9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社二、正態(tài)分布及其故障率函數(shù)正態(tài)分布的特性 正態(tài)分布在機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)中大量應(yīng)用，如材料強(qiáng)度、磨損壽命、齒輪輪齒彎曲、疲勞強(qiáng)度以及難以判斷其分布的場合。正態(tài)分布的故障概率密度 正態(tài)分布的累積分布函數(shù)可靠度函數(shù)為9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社二、正態(tài)分布及其故障率函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布將正態(tài)分布曲線的均值移至零處，使0，又使標(biāo)準(zhǔn)離差1，則得到標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布，表示為N（0，1）。正態(tài)分布的可靠度函數(shù)用標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的形式表示為：9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社二、正

16、態(tài)分布及其故障率函數(shù)正態(tài)分布的故障率函數(shù)：用標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布形式表示為：9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社正態(tài)分布例題1從某批故障服從正態(tài)分布的儀器中抽取5臺(tái)進(jìn)行壽命試驗(yàn)，各臺(tái)儀器到發(fā)生故障的時(shí)間分別為10.5,11,11.2,12.5,12.8(103h),試求該批儀器工作12103h時(shí)的可靠度。解： 9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社三、對(duì)數(shù)正態(tài)分布及其故障率函數(shù) 對(duì)數(shù)正態(tài)分布函數(shù) 如果隨機(jī)變量t的對(duì)數(shù)xlnt服從正態(tài)分布，則t為對(duì)數(shù)正態(tài)分布，對(duì)數(shù)正態(tài)分布的故障概率密度函數(shù)和累計(jì)分布函數(shù)為 ，t0 9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械

17、工業(yè)出版社三、對(duì)數(shù)正態(tài)分布及其故障率函數(shù)對(duì)數(shù)正態(tài)分布的故障密度函數(shù) 對(duì)數(shù)正態(tài)分布的故障率函數(shù) 為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的概率密度函數(shù)，和分別為故障時(shí)間隨機(jī)變量 t的自然對(duì)數(shù)lnt的均值和標(biāo)準(zhǔn)離差。9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社 威布爾分布應(yīng)用比較廣泛，常用來描述材料疲勞失效、軸承失效等壽命分布的。 正態(tài)分布、指數(shù)分布、瑞利分布等都可以看作是威布爾分布的特例。四、威布爾分布及其故障率函數(shù) 9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社四、威布爾分布及其故障率函數(shù) 威布爾分布函數(shù) 式中通稱為形狀參數(shù)，它影響威布爾分布曲線的形狀；為尺度參數(shù)；為位置參數(shù)；這三個(gè)威布爾參數(shù)

18、對(duì)威布爾分布曲線有很大的影響，它們總是正的?？煽慷群瘮?shù)為威布爾分布的故障率函數(shù)為t0 9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社五、伯努利試驗(yàn)和二項(xiàng)分布 對(duì)試驗(yàn)E重復(fù)進(jìn)行一系列試驗(yàn)，如果在每次試驗(yàn)中只有兩種可能的結(jié)果，而且結(jié)果是相互獨(dú)立的；每次試驗(yàn)是獨(dú)立進(jìn)行的，與其它次試驗(yàn)的結(jié)果無關(guān)；每次試驗(yàn)事件發(fā)生的概率在整個(gè)試驗(yàn)中是相同的。只要滿足這些條件的試驗(yàn)就為伯努利試驗(yàn)。伯努利試驗(yàn)中，事件發(fā)生的次數(shù)稱為隨機(jī)事件，它服從二項(xiàng)分布，二項(xiàng)分布是一種離散型分布。9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社五、伯努利試驗(yàn)和二項(xiàng)分布如果投入n個(gè)相同的零件進(jìn)行試驗(yàn)，令試驗(yàn)出現(xiàn)故障或失

19、效即不可靠度為F（t）p，可靠度R（t）1F（t）1pq，則在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)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(jī)事件發(fā)生的次數(shù) 如果進(jìn)行的n個(gè)產(chǎn)品的試驗(yàn)中，僅僅允許r個(gè) 試驗(yàn)失效，則通過試驗(yàn)的概率為例題9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社六、泊松分布對(duì)于二項(xiàng)分布，當(dāng)p較小(p0.1),而n較大(n50)時(shí),可用泊松分布近似二項(xiàng)分布。如果對(duì)n個(gè)某相同產(chǎn)品進(jìn)行可靠性試驗(yàn)，僅僅允許r個(gè) 產(chǎn)品失效，則通過試驗(yàn)的概率可靠度和計(jì)算備件數(shù) k為備件數(shù)，R（t）為可靠度 9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社六、泊松分布例題：某零件的壽命服從指數(shù)分布，其

20、故障率=0.0001次/小時(shí) ，在系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)5000小時(shí)之內(nèi)需要用備件更換零件，現(xiàn)有備 件2個(gè)，試求系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠度。解：9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社七、伽馬分布及其故障率函數(shù) 伽馬分布的故障密度函數(shù)（是形狀參數(shù)，是尺度參數(shù) ） t0，0，0伽馬分布的可靠度函數(shù) 伽馬分布的故障率函數(shù)為 9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社第三節(jié) 系統(tǒng)可靠性分析模型9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社可靠性模型指的是系統(tǒng)可靠性邏輯框圖(也稱 可靠性方框圖)及其數(shù)學(xué)模型。原理圖表示系統(tǒng)中各部分之間的物理關(guān)系。而可靠性邏輯圖則表示系統(tǒng)中各部

21、分之間的功能關(guān)系，即用簡明扼要的直觀方法表現(xiàn)能使系統(tǒng)完成任務(wù)的各種串并旁聯(lián)方框的組合。 9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社邏輯圖和原理圖 了解系統(tǒng)中各個(gè)部分(或單元)的功能和它們相互之間的聯(lián)系以及對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的作用和影響對(duì)建立系統(tǒng)的可靠性數(shù)學(xué)模型、完成系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)、分配和預(yù)測都具有重要意義。借助于可靠性邏輯圖可以精確地表示出各個(gè)功能單元在系統(tǒng)中的作用和相互之間的關(guān)系。雖然根據(jù)原理圖也可以繪制出可靠性邏輯圖，但并不能將它們二者等同起來。9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社邏輯圖和原理圖例如，為了獲得足夠的電容量，常將三個(gè)電器并聯(lián)。假定選定失效模式是

22、電容短路，則其中任何一個(gè)電容器短路都可使系統(tǒng)失敗。因此，該系統(tǒng)的原理圖是并聯(lián)，而邏輯圖應(yīng)是串聯(lián)的。9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社邏輯圖和原理圖例如，為了獲得足夠的電容量，常將三個(gè)電器并聯(lián)。假定選定失效模式是電容短路，則其中任何一個(gè)電容器短路都可使系統(tǒng)失敗。 因此，該系統(tǒng)的原理圖是并聯(lián)，而邏輯圖應(yīng)是串聯(lián)的。c1c2c39/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社邏輯圖和原理圖例如，為了獲得足夠的電容量，常將三個(gè)電器并聯(lián)。假定選定失效模式是電容短路，則其中任何一個(gè)電容器短路都可使系統(tǒng)失敗。 因此，該系統(tǒng)的原理圖是并聯(lián)，而邏輯圖應(yīng)是串聯(lián)的。c1c2c3c1c

23、2c3可靠性框圖9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社 在建立可靠性邏輯圖時(shí)，必須注意與工作原理圖的區(qū)別。 畫可靠性邏輯圖，首先應(yīng)明確系統(tǒng)功能是什么，也就是要明確系統(tǒng)正常工作的標(biāo)準(zhǔn)是什么，同時(shí)還應(yīng)弄清部件A、B正常工作時(shí)應(yīng)處的狀態(tài)。 9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社可靠性邏輯框圖按級(jí)展開abdce42135CLRXXDD系統(tǒng)級(jí)分系統(tǒng)級(jí)設(shè)備級(jí)部件級(jí)組件級(jí)9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社可靠性模型的作用若已知組件中各單元的可靠性指標(biāo)(如可靠度、故障率或MTBF等)，即可由下一級(jí)的邏輯框圖及數(shù)學(xué)模型計(jì)算上一級(jí)的可靠性指標(biāo)，這樣逐

24、級(jí)向上推，直到算出系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)。這就是利用系統(tǒng)可靠性模型及已知的單元可靠性指標(biāo)預(yù)計(jì)或估計(jì)系統(tǒng)可靠性指標(biāo)的過程。 9/22/2022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 圖7-9 可靠性模型分類可靠性模型工作儲(chǔ)備非儲(chǔ)備非工作儲(chǔ)備旁聯(lián)串聯(lián)多數(shù)表決并聯(lián)混聯(lián)混合n中取r簡單9/22/2022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)可靠性模型串聯(lián)模型一、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(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)故障的系統(tǒng)稱串聯(lián)系統(tǒng)。它屬于非貯備可靠性模型，其邏輯框圖如圖所示。 123n9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社串聯(lián)模型的可靠性框圖組成系統(tǒng)的所有

25、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9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社串聯(lián)模型的可靠度計(jì)算 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。 9/22/2022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 式中 s系統(tǒng)的故障率； i各單元的故障率。 系統(tǒng)可靠性模型串聯(lián)模型串聯(lián)模型的可靠度計(jì)算 9/22/2022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)的平均故障間隔時(shí)間為

26、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。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。 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9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社并聯(lián)模型的可靠性框圖 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)。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9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社 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

27、系統(tǒng)稱為r/n系統(tǒng)。它屬于工作貯備模型。 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)9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社當(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(n-1)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

28、型。 9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社串并聯(lián)混合模型的可靠性框圖 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)。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 9/22/2022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R1R2R3R4R5R6R70.91，試求該系統(tǒng)的可靠度。解：首先計(jì)算U2和U3、U4和U5組成的串聯(lián)子系統(tǒng)U23和U45的可靠度分別為9/22/20

29、22蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社然后計(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的可靠度分別為整個(gè)系統(tǒng)就由單元U1、U2345和U67串聯(lián)組成，故得整個(gè)系統(tǒng)的可靠度為9/22/2022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 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。9/22/2022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9/22/2022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系統(tǒng)可靠性分析是利用歸納、演繹的方法對(duì)系統(tǒng)

30、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)測系統(tǒng)的可靠性，從而為系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供改進(jìn)建議。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）。9/22/2022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) 故障模式及影響分析9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社FMEA起始于60年代航空航天工業(yè)項(xiàng)目。1

31、974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。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。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) 9/22/2022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(F

32、MEA) 故障模式及影響分析實(shí)施步驟（Failure Mode and Effect Analysis，F(xiàn)MEA） （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；9/22/2022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）研究檢測每一種故障模式

33、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。9/22/2022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) 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。9/22/

34、2022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)防探測采取的措施SODRPN9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社FMEA目的：1、發(fā)現(xiàn)、評(píng)價(jià)產(chǎn)品/過程中潛在的失效及其后果；2、找到能夠避免或減少這些潛在失效的措施；3、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。9/22/2022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

35、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)防和探測方法該方法在探測時(shí)有多好？跟蹤/評(píng)審/確認(rèn)控制計(jì)劃9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社FMEA的應(yīng)用：1、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。2、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。3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)。9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社FMEA的實(shí)施：FMEA應(yīng)該是

36、“事前”行動(dòng)，而非“事后”工作；D-FMEA在設(shè)計(jì)(圖紙、規(guī)范)完成之前P-FMEA在過程設(shè)計(jì)確定之前。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。9/22/2022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)意圖和設(shè)計(jì)目標(biāo)建立功能方塊圖/產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹決定分析之項(xiàng)目功能進(jìn)行DFMEA分析并填入表格確定風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)確定關(guān)鍵失效

37、模式糾正/預(yù)防措施評(píng)價(jià)措施后風(fēng)險(xiǎn)順序數(shù)適時(shí)更新文件保存所有RPN小于規(guī)定值？yesNO設(shè)計(jì)評(píng)審yesNO9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社RPN=S*O*D9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社DFMEA與PFMEA的區(qū)別分析對(duì)象不同：DFMEA是針對(duì)產(chǎn)品的系統(tǒng)、子

38、系統(tǒng)和零部件進(jìn)行分析；PFMEA是針對(duì)制造過程的每一個(gè)作業(yè)步驟進(jìn)行分析；潛在失效模式不同：DFMEA的失效模式是從產(chǎn)品的項(xiàng)目/功能上思考會(huì)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(huì)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；潛在失效后果不同： DFMEA的失效后果主要是對(duì)最終顧客的影響，也包括對(duì)制造的影響； PFMEA的失效后果除了對(duì)最終顧客的影響，還必須考慮對(duì)下一道工序的影響9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社PFMEA的目的1、幫助分析新/更改(或改進(jìn)的需要)的制造和裝配過程。2、確保存在的和潛在的制造和/或裝配過程失效

39、模式和影響都得了考慮。3、評(píng)價(jià)失效對(duì)顧客的潛在影響。4、確定過程缺陷，提出可能的原因，針對(duì)原因提出控制措施。5、消除或降低生產(chǎn)不可接受產(chǎn)品的頻率。6、增強(qiáng)對(duì)不可接受產(chǎn)品的可探測度。7、確定關(guān)鍵特性和重要特性，以便編制完整的過程控制計(jì)劃。8、建立過程改進(jìn)的優(yōu)先順序。9、提供過程開發(fā)文件，為今后開發(fā)制造和裝配過程提供指導(dǎo)9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社DFMEA與PFMEA的區(qū)別潛在失效原因不同：DFMEA是從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)角度去分析；PFMEA是針對(duì)作業(yè)的失誤進(jìn)行分析；如：扭矩、焊接、熱處理、定位、漏裝、錯(cuò)裝、工具磨損等過程控制方法不同：防錯(cuò)、SPC、首件檢查、制程中抽查、

40、成品全檢；分析完成時(shí)間不同：DFMEA在設(shè)計(jì)概念最終形成之時(shí)或之前，最終在產(chǎn)品加工圖樣完成之前全部結(jié)束；PFMEA是在可行性分析階段或之前開始，并在生產(chǎn)用工裝到位之前完成。9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社二、故障模式、故障影響及危害性分析（FMECA） FMECA包括故障模式及影響分析（FMEA）和危害性分析（CA），目的在于查明一切可能的故障模式，重點(diǎn)在于查明一切災(zāi)難性和嚴(yán)重性的故障模式，以便通過修改設(shè)計(jì)或采取某種補(bǔ)救和預(yù)防措施，消除或減輕其影響的危害性，最終目的是提高系統(tǒng)的可靠性和可維修性。 9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社二、故障模式、

41、故障影響及危害性分析（FMECA）危害度數(shù)字=故障模式故障率故障影響發(fā)生概率工作時(shí)間（或工作次數(shù)）危害度分析的目的是按照危害性級(jí)別及危害度數(shù)字或發(fā)生改良系的聯(lián)合影響來對(duì)FMEA所確定的每一種故障模式進(jìn)行分級(jí)。9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社故障的危害性級(jí)別I類災(zāi)難性故障：它是一種會(huì)造成操作人員死亡或使系統(tǒng)毀壞的故障；類致命性故障：是一種導(dǎo)致人員嚴(yán)重受傷、器材或系統(tǒng)嚴(yán)重?fù)p壞，從而任務(wù)失敗的故障；類嚴(yán)重故障：將使人員輕度受傷、器材及系統(tǒng)輕度損壞，從而導(dǎo)致系統(tǒng)不工作；類輕度故障：其嚴(yán)重程度不足以造成人員受傷、器材或系統(tǒng)損壞，但這些損壞會(huì)導(dǎo)致非計(jì)劃性維修。二、故障模式、故障影

42、響及危害性分析（FMECA）9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社FMECA的定性分析： 當(dāng)?shù)貌坏搅悴考Y(jié)構(gòu)的故障率時(shí)，用故障模式出現(xiàn)的概率等級(jí)做定性分析，一般可分為五個(gè)等級(jí)來評(píng)定故障發(fā)生的概率：A級(jí)經(jīng)常發(fā)生的故障模式B級(jí)極普通的故障模式C級(jí)偶然發(fā)生的故障模式D級(jí)很少發(fā)生的故障模式E級(jí)極少發(fā)生的故障模式二、故障模式、故障影響及危害性分析（FMECA）9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社對(duì)系統(tǒng)危害度分級(jí)： 1級(jí)： A 2級(jí)： B， A 3級(jí)：C， B，A 4級(jí)： 其余二、故障模式、故障影響及危害性分析（FMECA）9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠

43、性 機(jī)械工業(yè)出版社二、故障模式、故障影響及危害性分析（FMECA）FMECA的定量分析 故障后果概率（）或稱為損失概率，是當(dāng)故障模式發(fā)生時(shí)由故障后果造成危害性級(jí)別的條件概率。9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社二、故障模式、故障影響及危害性分析（FMECA）故障模式危害度數(shù)字（Cm）是在一種危害度級(jí)別下由故障模式之一所占危害度數(shù)字的份額，其表示為 式中： 故障模式危害度數(shù)字； 工作任務(wù)失敗的條件概率（即故障后果概率）； 故障模式相對(duì)頻率； 元件的故障率； 某任務(wù)階段內(nèi)的工作時(shí)間，常以小時(shí)或工作次數(shù)表示。9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社二、故障模式

44、、故障影響及危害性分析（FMECA）系統(tǒng)或產(chǎn)品危害度數(shù)字（Cr） 一個(gè)系統(tǒng)的危害度數(shù)字是在某一任務(wù)階段內(nèi)，同一危害度級(jí)別下各故障模式危害度數(shù)字Cm之和，用Cr表示 式中： 表示系統(tǒng)危害度數(shù)字； 表示屬于某一危害度的故障模式數(shù)； 表示系統(tǒng)在該危害度下的最后一個(gè)故障模式。9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社FMECA案例某固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)由推進(jìn)劑藥柱、內(nèi)襯、發(fā)動(dòng)機(jī)殼組成，試?yán)L制故障模式、影響及危害性分析表。 解：先繪制固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性框圖： 根據(jù)固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)使用功能、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及以往使用中出現(xiàn)的故障情況繪制故障模式、影響分析表發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)殼推進(jìn)劑藥柱內(nèi)襯9/22/2022蘇秦

45、主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社FMECA案例固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)失效模式后果分析項(xiàng)目失效模式失效原因可能后果發(fā)生概率嚴(yán)重性可能措施發(fā)動(dòng)機(jī)破裂工藝質(zhì)量差材料缺陷運(yùn)輸中損壞搬運(yùn)中損壞內(nèi)壓過高導(dǎo)彈毀壞0.0006嚴(yán)重嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量、消除缺陷。進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，采用合理包裝，在運(yùn)輸中保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)劑藥柱斷裂孔穴黏結(jié)面分離固化殘余應(yīng)力溫度過低老化燃燒速度過高內(nèi)壓過高機(jī)殼在工作過程中破裂0.0001嚴(yán)重嚴(yán)格控制生產(chǎn)過程，確保工藝質(zhì)量嚴(yán)格控制生產(chǎn)過程在溫度極限之內(nèi)儲(chǔ)存和使用內(nèi)襯與外殼分離與藥柱或隔熱層分離發(fā)動(dòng)機(jī)殼成型后凈化不夠黏接劑不良黏接過程控制不嚴(yán)燃燒速度過高內(nèi)壓過高機(jī)殼在工作過程中破裂0.0001嚴(yán)重

46、嚴(yán)格執(zhí)行正常清潔程序，機(jī)殼清潔后嚴(yán)格檢驗(yàn)，確保清除一切粘染物9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社三、故障樹分析（FTA） 故障樹分析概述故障樹分析法（Fault Tree Analysis，簡稱FTA）也稱為失效樹分析法，它是一種可靠性、安全性分析和預(yù)測的方法。故障樹分析法研究的是引起整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)故障這一事件的各種直接的和間接的原因（這些原因也是事件），在這些事件間建立相應(yīng)的邏輯關(guān)系，從而確定系統(tǒng)出現(xiàn)故障原因的可能組合方式及其發(fā)生的概率 。9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社故障樹分析法的一般步驟為： （1）選擇和確定頂事件； （2）自上而下建造故障

47、樹； （3）建立故障樹的數(shù)學(xué)模型； （4）根據(jù)故障樹對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行可靠性的定性分析； （5）根據(jù)故障樹對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行可靠性的定量計(jì)算。三、故障樹分析（FTA） 9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社故障樹中常常使用的符號(hào)有三類：事件符號(hào)、邏輯門符號(hào)和轉(zhuǎn)移符號(hào) 三、故障樹分析（FTA） 9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社三、故障樹分析（FTA）9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社三、故障樹分析（FTA）故障樹的建樹方法可以分為人工建樹和計(jì)算機(jī)輔助建樹。人工建樹采用演繹法進(jìn)行，計(jì)算機(jī)輔助建樹采用合成法和決策表法進(jìn)行。人工建樹從頂事件開始，由

48、上而下，逐級(jí)追查事件的原因，直到找出全部底事件，主要步驟有：選擇和確定頂事；建造故障樹。9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社故障樹的定性分析 割集是一些能使事件發(fā)生的底事件的集合，當(dāng)這些底事件同時(shí)發(fā)生時(shí)頂事件必然發(fā)生。系統(tǒng)故障樹的一個(gè)割集，代表該系統(tǒng)發(fā)生故障的一種可能性，即指一種故障模式。故障樹分析方法中定性分析就是找出所有導(dǎo)致頂事件發(fā)生的最小割集。組成最小割集的底事件個(gè)數(shù)稱為最小割集的階，階數(shù)愈小，愈容易出故障，最低階的最小割集是最容易出故障的薄弱環(huán)節(jié)。三、故障樹分析（FTA）9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社下圖所示故障樹的最小割集為： , ,

49、 該最小割集中 為一階割集， , , 為三階割集。三、故障樹分析（FTA）9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社故障樹的定量分析 利用故障樹作為計(jì)算模型，在確定各底事件的故障模式和分布參數(shù)或故障概率值的情況下，按故障樹的邏輯結(jié)構(gòu)逐步向上運(yùn)算，計(jì)算出系統(tǒng)頂事件發(fā)生的概率，從而對(duì)系統(tǒng)的可靠性、安全性和風(fēng)險(xiǎn)作出評(píng)估。三、故障樹分析（FTA）9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社故障樹案例以某電機(jī)過熱為頂事件來說明故障樹的建立過程 電機(jī)的電路原理圖如下圖所示。電源MR電阻電機(jī)保險(xiǎn)絲在導(dǎo)線、接點(diǎn)都正常，而且無外力作用的條件下，如果選取電機(jī)發(fā)熱事件為頂事件，則電機(jī)發(fā)

50、熱時(shí)間可能是由于被卡死或電機(jī)電流過大的事件所造成；而電機(jī)電流過大，只有在回路電流過大，而保險(xiǎn)絲不起保護(hù)作用的情況下發(fā)生；回路電流過大又是由于電源電壓過高或電阻短路才會(huì)出現(xiàn)，因此電機(jī)發(fā)熱的故障樹如圖所示。9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社電機(jī)過熱電機(jī)卡死電機(jī)電流過大保險(xiǎn)絲失效回路電流過大電壓過大電阻短路電機(jī)發(fā)熱的故障樹或與或9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社該故障樹的基本事件：X1，X2，X3，X4割集有：X1,X2,X3,X2,X4,X2,X3,X4,X1,X2,X3,X4最小割集：X1,X2,X3,X2,X4電機(jī)過熱電機(jī)卡死電機(jī)電流過大保險(xiǎn)絲失

51、效回路電流過大電壓過大電阻短路X1X2X3X4或與或9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社電機(jī)過熱電機(jī)卡死電機(jī)電流過大保險(xiǎn)絲失效回路電流過大電壓過大電阻短路X1X2X3X4假定X1，X2，X3，X4出現(xiàn)的概率分別為0.1，0.2，0.3，0.4，則可求出頂事件發(fā)生的概率9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社故障樹分析（FTA）案例9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社第五節(jié) 可靠性管理9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社可靠性管理概述 可靠性管理就是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，對(duì)產(chǎn)品全壽命周期中的各項(xiàng)可靠性工程技術(shù)活動(dòng)進(jìn)行

52、計(jì)劃、組織、監(jiān)督和控制等綜合性的工作，用最小的資源達(dá)到產(chǎn)品計(jì)劃所要求的定量可靠性，以實(shí)現(xiàn)既定的可靠性目標(biāo)和全壽命周期費(fèi)用最省。 就是預(yù)防產(chǎn)品在使用過程中發(fā)生隨機(jī)故障，使其發(fā)生故障的概率小到可以忽略的程度，這只能依靠系統(tǒng)而周密的控制和管理。9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社可靠性管理概述可靠性管理的特點(diǎn)（1）可靠性管理是一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)的管理工作，它既要有可靠性工程技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)，又要有與產(chǎn)品相關(guān)的專業(yè)知識(shí)，以及需要管理方面的知識(shí)。（2）可靠性管理是一個(gè)全過程的管理。（3）可靠性管理是數(shù)據(jù)管理。（4）可靠性管理具有很強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性，不是單純的技術(shù)管理。9/22/2022蘇秦主編

53、質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社可靠性大綱 可靠性大綱是產(chǎn)品在研制過程中全部可靠性工作的總體規(guī)劃，包括可靠性目標(biāo)要求，必須進(jìn)行的各項(xiàng)工作及實(shí)施要求，它是一份綱領(lǐng)性文件。 9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社可靠性大綱可靠性大綱的評(píng)審 為了使制訂的可靠性大綱進(jìn)行有效的貫徹，必須要對(duì)產(chǎn)品的各個(gè)階段進(jìn)行可靠性大綱的評(píng)審，并需要制訂一個(gè)對(duì)可靠性大綱評(píng)審的評(píng)審計(jì)劃。主要對(duì)產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)階段、研制階段、生產(chǎn)階段和使用階段進(jìn)行檢查評(píng)審。9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社可靠度目標(biāo)預(yù)測與分配 確定產(chǎn)品的可靠度目標(biāo)的步驟 （1）要選擇適合產(chǎn)品使用條件的可靠性尺度 （

54、2）根據(jù)選擇的可靠性尺度，以用戶的要求為出發(fā)點(diǎn)確定其目標(biāo)值?？煽慷饶繕?biāo)值的確定規(guī)則： （1）根據(jù)售后服務(wù)水平來確定。 （2）根據(jù)過去的實(shí)踐資料來確定。 （3）根據(jù)產(chǎn)品的社會(huì)責(zé)任來確定。 （4）根據(jù)經(jīng)濟(jì)性來確定。 （5）根據(jù)產(chǎn)品的價(jià)值來確定。9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社可靠度目標(biāo)確定 例1 根據(jù)市場預(yù)測，需要某種產(chǎn)品1000臺(tái)。根據(jù)以往類似產(chǎn)品的實(shí)際資料，確定該產(chǎn)品的平均修理時(shí)間為MTTR=2h，這1000臺(tái)產(chǎn)品，有三名維修人員即可承擔(dān)維修工作，產(chǎn)品發(fā)生故障后往復(fù)搬運(yùn)時(shí)間估計(jì)為TW=4h，設(shè)維修人員每班工作時(shí)間為8h。設(shè)每天該產(chǎn)品運(yùn)行的時(shí)間為10h。試在產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)

55、過程中確定其可靠度目標(biāo)值。9/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社解：（1）確定可靠度目標(biāo)值 按照發(fā)生一次故障，就修理一次計(jì)算，修理一臺(tái)產(chǎn)品所需的時(shí)間為TS = TWMTTR = 42 = 6h維修人員的日維修能力TM為：TM = 每班工作時(shí)間人數(shù) = 83 = 24h一天的維修能力MS為一天所容許的故障臺(tái)數(shù)，MS表示為：MS = TM / TS = 24 / 6 = 4臺(tái) 可靠度目標(biāo)確定 例19/22/2022蘇秦主編質(zhì)量管理與可靠性 機(jī)械工業(yè)出版社 由一天的維修能力MS可得一天所容許的不可靠度F（t）為： 于是可靠度R（t）為： R（t）=1F（t）=10.004 = 0.996 = 99.6% 99.6%就是要求的