質(zhì)量管理培訓(xùn)教程

質(zhì)量管理可靠性1/10/2023目的和要求1、理解可靠性及其評價尺度如可靠度、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。1/10/2023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1/10/2023第一節(jié)可靠性概述1/10/2023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，是時間的函數(shù)。1/10/2023一、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）可靠性對象。（2）規(guī)定的條件。（3）規(guī)定的時間。（4）規(guī)定的功能。1/10/2023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。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。

1/10/2023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、試驗(yàn)和生產(chǎn)等一系列工作，它是建立在概率統(tǒng)計理論基礎(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。可靠性工程的主要目的就是從產(chǎn)品壽命周期的角度分析和研究可靠性，并給出在設(shè)計、制造、使用中實(shí)現(xiàn)和保證產(chǎn)品可靠性的技術(shù)。1/10/2023可靠性工程的重要性主要表現(xiàn)在三個方面：

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。

1/10/2023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；圖論與隨機(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(diào)查和反饋。

可靠性設(shè)計貯備設(shè)計和裕度設(shè)計；降額設(shè)計和構(gòu)件概率設(shè)計；熱設(shè)計、抗機(jī)械力設(shè)計；防潮、腐蝕、鹽霧、塵設(shè)計；電磁兼容設(shè)計和抗輻射設(shè)計；電磁兼容設(shè)計和抗輻射設(shè)計；維修性設(shè)計和使用性設(shè)計；質(zhì)量、體積、重量和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)綜合設(shè)計。系統(tǒng)可靠性可靠性預(yù)計與分配；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)；可靠性綜合評估?？稍嚳框?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)品可靠性評審。、使靠用性的保可證

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；人-機(jī)匹配設(shè)計和環(huán)境設(shè)計?？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)計標(biāo)準(zhǔn)；產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)可靠性工程的基本內(nèi)容1/10/2023可靠性工程的的基本任務(wù)可靠性工程貫貫穿于產(chǎn)品設(shè)設(shè)計、生產(chǎn)和和使用各個階階段，其基本本任務(wù)為：根據(jù)可靠性定定義內(nèi)容，對對產(chǎn)品可靠性性提出明確的量化要求；；尋找提高產(chǎn)品品可靠性的途途徑；在滿足產(chǎn)品規(guī)規(guī)定的可靠性性前提下，盡盡量降低產(chǎn)品品的重量、體體積和費(fèi)用；；12/29/2022二、可可靠性性的評評價尺尺度最主要要的評評價尺尺度可靠度度R(t)故障概概率（（不可可靠度度）F(t)故障密密度函函數(shù)f(t)故障率率λλ(t)維修性性可靠壽壽命平均壽壽命置信度度可用性性、可可信性性、保保障性性12/29/2022二、可可靠性性的評評價尺尺度可靠度度*可靠度度（Reliability）是是指產(chǎn)產(chǎn)品在在規(guī)定定的條條件和和規(guī)定定的時時間內(nèi)內(nèi)，能能正常常完成成規(guī)定定功能能的概概率，，通常常用R來表表示。。由于可可靠度度常常常是時時間的的函數(shù)數(shù)，因因此又又稱為為可靠靠度函函數(shù)，，表示示為R＝R（t）。。就概概率分分布而而言，，又稱稱為可可靠度度分布布函數(shù)數(shù)，其其取值值范圍圍為：：0≤≤R（（t））≤1。產(chǎn)品完完成規(guī)規(guī)定功功能與與不能能完成成規(guī)定定功能能是互互逆事事件，，因此此可靠靠度與與不可可靠度度之間間的關(guān)關(guān)系有有：F（（t））=1－－R（（t））12/29/2022可靠靠度度的的分分類類固有有可可靠靠度度R1：設(shè)備備在在設(shè)設(shè)計計、、制制造造過過程程中中形形成成的的可可靠靠度度；；使用用可可靠靠度度R2：設(shè)備備在在使使用用過過程程中中，，使使用用者者的的操操作作及及維維護(hù)護(hù)能能力力，，環(huán)環(huán)境境、、運(yùn)運(yùn)輸輸和保保管管等等使使用用條條件件對對降降低低固固有有可可靠靠度度的的概概率率；；工作作可可靠靠度度R0：設(shè)備備在在規(guī)規(guī)定定條條件件和和規(guī)規(guī)定定時時間間內(nèi)內(nèi)履履行行規(guī)規(guī)定定功功能能的的概概率率；；R0=R1×R2可靠靠度度12/29/2022二、可靠靠性的評評價尺度度維修性維修性是是指在規(guī)規(guī)定條件件下使用用的產(chǎn)品品，在規(guī)規(guī)定時間間內(nèi)按規(guī)規(guī)定的程程序和方方法進(jìn)行行維修時時，保持持或恢復(fù)復(fù)到完成成規(guī)定功功能的能能力。常用的維維修性尺尺度有：：（1）維維修度M（t））（2）有有效度A（t））（3）最最大維修修時間tmax（4）修修復(fù)率μμ（t））（5）平平均修復(fù)復(fù)時間（（MTTR）12/29/2022二、可靠性性的評價尺尺度故障率*故障率又稱稱為失效率率，是指產(chǎn)產(chǎn)品工作到到某一時刻刻時，在單單位時間內(nèi)內(nèi)失效或出出現(xiàn)故障的的概率，常常用λ(t)。在給定的時時間區(qū)間[t1，t2]內(nèi)，故障障概率可以以用不可靠靠度函數(shù)表表示為在給定的時時間區(qū)間[t1，t2]內(nèi)，，系統(tǒng)故障障發(fā)生的比比率稱為該該區(qū)間的平平均故障率率；當(dāng)故障障率定義為為給定的區(qū)區(qū)間[t，，t＋△t]趨近于于零時，此此時的故障障率為瞬時時故障率，，簡稱為故故障率。12/29/2022可靠性的其其它特征量量平均故障間間隔期MTBF：兩次相鄰故故障間隔內(nèi)內(nèi)正常工作作的平均時時間，通常常用于表示示可修復(fù)設(shè)備備的可靠性性；平均壽命MTTF：：是指設(shè)備從從使用到失失效為止的的使用時間間平均值；；常用于于表示不可修復(fù)設(shè)設(shè)備的可靠靠性故障率λ：設(shè)備工作到到某一時刻刻時，在單單位時間內(nèi)內(nèi)失效或出出現(xiàn)故障的的概率，常常用λ(t)可靠性的基基本概念12/29/2022可靠度函數(shù)設(shè)備平均壽命命12/29/2022A—早早期故故障期期；B—偶偶然故故障期期；C—耗耗損故故障期期；D—使使用壽壽命對于可可修復(fù)復(fù)的產(chǎn)產(chǎn)品在在不進(jìn)進(jìn)行預(yù)預(yù)防性性維修修時，，或者者對于于不可可修復(fù)復(fù)產(chǎn)品品在投投入使使用后后出現(xiàn)現(xiàn)的故故障率率變化化情況況，其其故障障率曲曲線為為“浴浴盆曲曲線””12/29/2022故障率曲曲線分析析“浴盆曲線線”。A早期故故障期：：產(chǎn)品早期期故障反反映了設(shè)設(shè)計、制制造、加加工、裝裝配等質(zhì)質(zhì)量薄弱弱環(huán)節(jié)。。早期故故障期又又稱調(diào)整整期或鍛鍛煉期，，此種故故障可用用廠內(nèi)試試驗(yàn)的辦辦法來消消除。12/29/2022故障率曲曲線分析析D正常工工作期：：在此期期間產(chǎn)產(chǎn)品故故障率率低而而且穩(wěn)穩(wěn)定，，是設(shè)設(shè)備工工作的的最佳佳時期。。在這這期間間內(nèi)產(chǎn)產(chǎn)品發(fā)發(fā)生故故障大大多出出于偶偶然因因素，，如突然然過載載、碰碰撞等等，因因此這這個時時期又又叫偶偶然失失效期?？煽煽啃孕匝芯烤康闹刂攸c(diǎn)，，在于于延長長正常常工作作期的的長度。12/29/2022故障率曲線線分析C損耗時期期：零件磨損、、陳舊，引引起設(shè)備故故障率升高高。如能預(yù)預(yù)知耗損開開始的時間間，通過加加強(qiáng)維修，，在此時間間開始之前前就及時將將陳舊損壞壞的零件更更換下來，，可使故障障率下降，，也就是說說可延長可可維修的設(shè)設(shè)備與系統(tǒng)統(tǒng)的有效壽壽命。故障率的單單位一般采采用10-5小時或10-9小時(稱10-9小時為1fit)。。也可用工工作次數(shù)、、轉(zhuǎn)速、距距離等。12/29/2022第二節(jié)常常見故障障分布及其其故障率函函數(shù)12/29/2022一、、指指數(shù)數(shù)分分布布及及其其故故障障率率函函數(shù)數(shù)指數(shù)數(shù)分分布布函函數(shù)數(shù)（（應(yīng)應(yīng)用用最最廣廣））指數(shù)數(shù)分分布布的的故故障障前前時時間間t的的概概率率密密度度函函數(shù)數(shù)和和累累積積分分布布函函數(shù)數(shù)分分別別為為式中中λλ表表示示故故障障（（失失效效））率率，，是是指指數(shù)數(shù)分分布布的的主主要要參參數(shù)數(shù)。。指數(shù)數(shù)分分布布的的可可靠靠度度函函數(shù)數(shù)為為12/29/2022指數(shù)分分布的的故障障率函函數(shù)指數(shù)分分布函函數(shù)的的故障障率函函數(shù)為為一個個常數(shù)數(shù)，是是平均均壽命命（MTBF））的倒倒數(shù)。。平均故故障間間隔時時間為為1/λ。。一、指指數(shù)分分布及及其故故障率率函數(shù)數(shù)12/29/2022指數(shù)分分布例例題例10-1：一一元件件壽命命服從從指數(shù)數(shù)分布布，其其平均均壽命命(θ)為2000小小時，，求故故障率率λ及及求可可靠度度R(100)=?R(1000)=?解：(小時時)此元件件在100小時時時的可可靠度度為0.95，而在在1000小時時的可可靠度為0.60。12/29/2022一、指數(shù)數(shù)分布及及其故障障率函數(shù)數(shù)指數(shù)分布布的“無無記憶性性”如果某產(chǎn)產(chǎn)品的工工作時間間服從指指數(shù)分布布時，從從開始到到工作一一段時間間t0內(nèi)內(nèi)，其可可靠度為為R，工工作時間間t0結(jié)結(jié)束后，，產(chǎn)品仍仍然可以以工作，，在下一一個工作作時間間間隔t0內(nèi)，該該系統(tǒng)仍仍然和新新的一樣樣，其可可靠度仍仍為。即即前一個個故障對對下一個個故障無無后效作作用。12/29/2022一、指數(shù)分布布及其故障率率函數(shù)如果系統(tǒng)已經(jīng)經(jīng)工作了t0時間后，其其在t0以后后的工作時間間t的可靠度度可用條件概概率來表示為為12/29/2022二、正態(tài)分分布及其故故障率函數(shù)數(shù)正態(tài)分布的的特性正態(tài)分布在在機(jī)械可靠靠性設(shè)計中中大量應(yīng)用用，如材料料強(qiáng)度、磨磨損壽命、、齒輪輪齒齒彎曲、疲疲勞強(qiáng)度以以及難以判判斷其分布布的場合。。正態(tài)分布的的故障概率率密度正態(tài)分布的的累積分布布函數(shù)可靠度函數(shù)數(shù)為12/29/2022二、、正正態(tài)態(tài)分分布布及及其其故故障障率率函函數(shù)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)正正態(tài)態(tài)分分布布將正正態(tài)態(tài)分分布布曲曲線線的的均均值值移移至至零零處處，，使使μμ＝＝0，，又又使使標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)離離差差σσ＝＝1，，則則得得到到標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)正正態(tài)態(tài)分分布布，，表表示示為為N（（0，，1））。。正態(tài)態(tài)分分布布的的可可靠靠度度函函數(shù)數(shù)用用標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)正正態(tài)態(tài)分分布布的的形形式式表表示示為為：：12/29/2022二、正正態(tài)分分布及及其故故障率率函數(shù)數(shù)正態(tài)分分布的的故障障率函函數(shù)：用標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)正態(tài)態(tài)分布布形式式表示示為：：12/29/2022正態(tài)分分布例例題1從某批批故障障服從從正態(tài)態(tài)分布布的儀儀器中中抽取取5臺臺進(jìn)行行壽命命試驗(yàn)驗(yàn)，各各臺儀儀器到到發(fā)生生故障障的時時間分分別為為10.5,11,11.2,12.5,12.8(103h),試求求該批批儀器器工作作12×103h時的的可靠靠度。。解：12/29/2022三、對對數(shù)正正態(tài)分分布及及其故故障率率函數(shù)數(shù)對數(shù)正正態(tài)分分布函函數(shù)如果隨隨機(jī)變變量t的對對數(shù)x＝lnt服從從正態(tài)態(tài)分布布，則則t為為對數(shù)數(shù)正態(tài)態(tài)分布布，對對數(shù)正正態(tài)分分布的的故障障概率率密度度函數(shù)數(shù)和累累計分分布函函數(shù)為為，t≥≥012/29/2022三、對數(shù)正態(tài)態(tài)分布及其故故障率函數(shù)對數(shù)正態(tài)分布布的故障密度度函數(shù)對數(shù)正態(tài)分布布的故障率函函數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分分布的概率密密度函數(shù)，μμ和σ分別為為故障時間隨隨機(jī)變量t的自然對數(shù)數(shù)lnt的均均值和標(biāo)準(zhǔn)離離差。12/29/2022威布爾分布布應(yīng)用比較較廣泛，常常用來描述述材料疲勞勞失效、軸軸承失效等等壽命分布布的。正態(tài)分布、、指數(shù)分布布、瑞利分分布等都可可以看作是是威布爾分分布的特例例。四、威布爾爾分布及其其故障率函函數(shù)12/29/2022四、、威威布布爾爾分分布布及及其其故故障障率率函函數(shù)數(shù)威布布爾爾分分布布函函數(shù)數(shù)式中中ββ通通稱稱為為形形狀狀參參數(shù)數(shù)，，它它影影響響威威布布爾爾分分布布曲曲線線的的形形狀狀；；ηη為為尺尺度度參參數(shù)數(shù)；；δδ為為位位置置參參數(shù)數(shù)；；這這三三個個威威布布爾爾參參數(shù)數(shù)對對威威布布爾爾分分布布曲曲線線有有很很大大的的影影響響，，它它們們總總是是正正的的。?？煽靠慷榷群瘮?shù)數(shù)為為威布布爾爾分分布布的的故故障障率率函函數(shù)數(shù)為為t≥≥δδ≥≥012/29/2022五、伯伯努利利試驗(yàn)驗(yàn)和二二項(xiàng)分分布對試驗(yàn)驗(yàn)E重重復(fù)進(jìn)進(jìn)行一一系列列試驗(yàn)驗(yàn)，如如果在在每次次試驗(yàn)驗(yàn)中只只有兩兩種可可能的的結(jié)果果，而而且結(jié)結(jié)果是是相互互獨(dú)立立的；；每次次試驗(yàn)驗(yàn)是獨(dú)獨(dú)立進(jìn)進(jìn)行的的，與與其它它次試試驗(yàn)的的結(jié)果果無關(guān)關(guān)；每每次試試驗(yàn)事事件發(fā)發(fā)生的的概率率在整整個試試驗(yàn)中中是相相同的的。只只要滿滿足這這些條條件的的試驗(yàn)驗(yàn)就為為伯努努利試試驗(yàn)。。伯努努利試試驗(yàn)中中，事事件發(fā)發(fā)生的的次數(shù)數(shù)稱為為隨機(jī)機(jī)事件件，它它服從從二項(xiàng)項(xiàng)分布布，二二項(xiàng)分分布是是一種種離散散型分分布。。12/29/2022五、伯伯努利利試驗(yàn)驗(yàn)和二二項(xiàng)分分布如果投投入n個相相同的的零件件進(jìn)行行試驗(yàn)驗(yàn)，令令試驗(yàn)驗(yàn)出現(xiàn)現(xiàn)故障障或失失效即即不可可靠度度為F（t）＝＝p，，可靠靠度R（t）＝＝1－－F（（t））＝1－p＝q，則則在規(guī)規(guī)定的的時間間內(nèi)零零件出出現(xiàn)故故障或或失效效這一一事件件發(fā)生生k次次的概概率為為T為隨隨機(jī)事事件發(fā)發(fā)生的的次數(shù)數(shù)如果進(jìn)進(jìn)行的的n個個產(chǎn)品品的試試驗(yàn)中中，僅僅僅允允許r個試試驗(yàn)驗(yàn)失效效，則則通過過試驗(yàn)驗(yàn)的概概率為為例題12/29/2022六、泊松分分布對于二項(xiàng)分分布，當(dāng)p較小(p≤0.1),而n較大(n≥50)時,可用用泊松分布布近似二項(xiàng)項(xiàng)分布。如果對n個個某相同產(chǎn)產(chǎn)品進(jìn)行可可靠性試驗(yàn)驗(yàn)，僅僅允允許r個產(chǎn)產(chǎn)品失效效，則通過過試驗(yàn)的概概率可靠度和計計算備件數(shù)數(shù)k為備件數(shù)數(shù)，R（t）為可靠靠度12/29/2022六、泊松分布布例題：某零件的壽命命服從指數(shù)分分布，其故障障率λ=0.0001次次/小時，在系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)5000小小時之內(nèi)需要要用備件更換換零件，現(xiàn)有有備件2個，試求求系統(tǒng)正常運(yùn)運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠度度。解：12/29/2022七、伽馬分布布及其故障率率函數(shù)伽馬分布的故故障密度函數(shù)數(shù)（η是形狀參參數(shù)，λ是尺尺度參數(shù)））t≥0，η＞＞0，λ＞0伽馬分布的可可靠度函數(shù)伽馬分布的故故障率函數(shù)為為12/29/2022第三節(jié)節(jié)系系統(tǒng)統(tǒng)可靠靠性分分析模模型12/29/2022可靠性性模型型指的的是系系統(tǒng)可可靠性性邏輯輯框圖圖(也也稱可可靠靠性方方框圖圖)及及其數(shù)數(shù)學(xué)模模型。。原理圖圖表示示系統(tǒng)統(tǒng)中各各部分分之間間的物物理關(guān)關(guān)系。。而可可靠性性邏輯輯圖則則表示示系統(tǒng)統(tǒng)中各各部分分之間間的功功能關(guān)關(guān)系，，即用用簡明明扼要要的直直觀方方法表表現(xiàn)能能使系系統(tǒng)完完成任任務(wù)的的各種種串——并——旁聯(lián)聯(lián)方框框的組組合。。12/29/2022邏輯輯圖圖和和原原理理圖圖了解解系系統(tǒng)統(tǒng)中中各各個個部部分分(或或單單元元)的的功功能能和和它它們們相相互互之之間間的的聯(lián)聯(lián)系系以以及及對對整整個個系系統(tǒng)統(tǒng)的的作作用用和和影影響響對對建建立立系系統(tǒng)統(tǒng)的的可可靠靠性性數(shù)數(shù)學(xué)學(xué)模模型型、、完完成成系系統(tǒng)統(tǒng)的的可可靠靠性性設(shè)設(shè)計計、、分分配配和和預(yù)預(yù)測測都都具具有有重重要要意意義義。。借借助助于于可可靠靠性性邏邏輯輯圖圖可可以以精精確確地地表表示示出出各各個個功功能能單單元元在在系系統(tǒng)統(tǒng)中中的的作作用用和和相相互互之之間間的的關(guān)關(guān)系系。。雖雖然然根根據(jù)據(jù)原原理理圖圖也也可可以以繪繪制制出出可可靠靠性性邏邏輯輯圖圖，，但但并并不不能能將將它它們們二二者者等等同同起起來來。。12/29/2022邏輯輯圖圖和和原原理理圖圖例如如，，為為了了獲獲得得足足夠夠的的電電容容量量，，常常將將三三個個電電器器并并聯(lián)聯(lián)。。假假定定選選定定失失效效模模式式是是電電容容短短路路，，則則其其中中任任何何一一個個電電容容器器短短路路都都可可使使系系統(tǒng)統(tǒng)失失敗敗。。因此此，，該該系系統(tǒng)統(tǒng)的的原原理理圖圖是是并并聯(lián)聯(lián)，，而而邏邏輯輯圖圖應(yīng)應(yīng)是是串串聯(lián)聯(lián)的的。。12/29/2022邏輯圖和和原理圖圖例如，為為了獲得得足夠的的電容量量，常將將三個電電器并聯(lián)聯(lián)。假定定選定失失效模式式是電容容短路，，則其中中任何一一個電容容器短路路都可使使系統(tǒng)失失敗。因此，該該系統(tǒng)的的原理圖圖是并聯(lián)聯(lián)，而邏邏輯圖應(yīng)應(yīng)是串聯(lián)聯(lián)的。c1c2c312/29/2022邏輯圖和和原理圖圖例如，為為了獲得得足夠的的電容量量，常將將三個電電器并聯(lián)聯(lián)。假定定選定失失效模式式是電容容短路，，則其中中任何一一個電容容器短路路都可使使系統(tǒng)失失敗。因此，該該系統(tǒng)的的原理圖圖是并聯(lián)聯(lián)，而邏邏輯圖應(yīng)應(yīng)是串聯(lián)聯(lián)的。c1c2c3c1c2c3可靠性框圖12/29/2022在建立立可靠靠性邏邏輯圖圖時，，必須須注意意與工工作原原理圖圖的區(qū)區(qū)別。。畫可靠靠性邏邏輯圖圖，首首先應(yīng)應(yīng)明確確系統(tǒng)統(tǒng)功能能是什什么，，也就就是要要明確確系統(tǒng)統(tǒng)正常常工作作的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)是是什么么，同同時還還應(yīng)弄弄清部部件A、B正常工工作時時應(yīng)處處的狀狀態(tài)。12/29/2022可靠性邏輯輯框圖按級級展開abdce42135ⅠⅤⅡⅢⅣⅥⅦⅧCLRXXDDⅰⅱⅲⅳ系統(tǒng)級分系統(tǒng)級設(shè)備級部件級組件級12/29/2022可靠性模型型的作用若已知組件件中各單元元的可靠性性指標(biāo)(如如可靠度、、故障率或或MTBF等)，即即可由下一一級的邏輯輯框圖及數(shù)數(shù)學(xué)模型計計算上一級級的可靠性性指標(biāo)，這這樣逐級向向上推，直直到算出系系統(tǒng)的可靠靠性指標(biāo)。。這就是利利用系統(tǒng)可可靠性模型型及已知的的單元可靠靠性指標(biāo)預(yù)預(yù)計或估計計系統(tǒng)可靠靠性指標(biāo)的的過程。12/29/2022系統(tǒng)可靠性模模型圖7-9可靠性模型分類可靠性模型工作儲備非儲備非工作儲備旁聯(lián)串聯(lián)多數(shù)表決并聯(lián)混聯(lián)混合n中取r簡單12/29/2022系統(tǒng)可靠性模模型——串聯(lián)聯(lián)模型一、串聯(lián)模型型組成系統(tǒng)的所所有單元中任任一單元的故故障就會導(dǎo)致致整個系統(tǒng)故故障的系統(tǒng)稱稱串聯(lián)系統(tǒng)。。它屬于非貯貯備可靠性模模型，其邏輯輯框圖如圖所所示。123n……12/29/2022串聯(lián)模型的可可靠性框圖組成系統(tǒng)的所所有單元中的的任一單元的的失效或出現(xiàn)現(xiàn)故障，都會會導(dǎo)致整個系系統(tǒng)失效或出出現(xiàn)故障的系系統(tǒng)稱為串聯(lián)聯(lián)系統(tǒng)。系統(tǒng)可靠性模模型——串聯(lián)聯(lián)模型12/29/2022串聯(lián)模型的可可靠度計算根據(jù)概率計算算的基本規(guī)則則，可得串聯(lián)聯(lián)系統(tǒng)中可靠靠度的表達(dá)式式為：系統(tǒng)可靠性模模型——串聯(lián)聯(lián)模型式中Rs(t)——系統(tǒng)的的可靠度；Ri(t)——第i個單元的可靠靠度。12/29/2022若各單元的壽壽命分布均為為指數(shù)分布，，即式中λs——系統(tǒng)的故故障率；λi——各單元的的故障率。系統(tǒng)可靠性模模型——串聯(lián)聯(lián)模型串聯(lián)模型的可可靠度計算12/29/2022系統(tǒng)的平平均故障障間隔時時間為若串聯(lián)系系統(tǒng)中各各單元的的壽命為為指數(shù)分分布時，，系統(tǒng)的的壽命也為為指數(shù)分分布。由于Ri(t)是個小于于1的數(shù)值，，它的連連乘積就就更小，，所以串串聯(lián)的單單元越多多，系統(tǒng)統(tǒng)可靠度度越低。。串聯(lián)單單元越多多，則MTBFs也越小。。串聯(lián)模型型的可靠靠度計算算系統(tǒng)可靠靠性模型型——串串聯(lián)模型型12/29/2022并聯(lián)模型型的可靠靠性框圖圖組成系統(tǒng)統(tǒng)的所有有子系統(tǒng)統(tǒng)或單元元都失效效或出現(xiàn)現(xiàn)故障時時才會失失效或出出現(xiàn)故障障的系統(tǒng)統(tǒng)稱為并并聯(lián)系統(tǒng)統(tǒng)。并聯(lián)模型型的可靠靠度計算算公式系統(tǒng)可靠靠性模型型——并并聯(lián)模型型12/29/2022組成系統(tǒng)統(tǒng)的n個單元中中，不發(fā)發(fā)生故障障的單元元數(shù)不少少于r(r為介于1和n之間的某某個數(shù))系統(tǒng)就不不會故障障，這樣樣的系統(tǒng)統(tǒng)稱為r/n系統(tǒng)。它它屬于工工作貯備備模型。。如四臺發(fā)發(fā)動機(jī)的的飛機(jī)，，必須有有二臺或或二臺以以上發(fā)動動機(jī)正常常工作，，飛機(jī)才才能安全全飛行，，這就是是4中取取2系統(tǒng)統(tǒng)。系統(tǒng)可靠靠性模型型——n中取r模型(r/n)12/29/2022當(dāng)n個單元元都相相同時時，其其可靠靠度可可按二二項(xiàng)展展開式式計算算：式中n——系系統(tǒng)的的單元元數(shù)；；r——系系統(tǒng)正正常工工作所所必須須的最最少單單元數(shù)數(shù)。系統(tǒng)可可靠性性模型型———n中取取r模模型(r/n)式中第第一項(xiàng)項(xiàng)Rn(t)是n個單元元都正正常工工作的的概率率。第第二項(xiàng)項(xiàng)是(n-1)個單元元正常常工作作，一一個單單元故故障的的概率率，………前前r+1項(xiàng)是r個單元元正常常工作作(n-r)個單元元故障障的概概率。。上式可可看出出，當(dāng)當(dāng)r=1時即為為并聯(lián)聯(lián)模型型，當(dāng)當(dāng)r=n時即為為串聯(lián)聯(lián)模型型。12/29/2022串—并并聯(lián)混混合模模型的的可靠靠性框框圖把若干干個串串聯(lián)系系統(tǒng)或或并聯(lián)聯(lián)系統(tǒng)統(tǒng)重復(fù)復(fù)地加加以串串聯(lián)或或并聯(lián)聯(lián)，得得到更更復(fù)雜雜的可可靠性性結(jié)構(gòu)構(gòu)模型型，稱稱為串串—并并聯(lián)混混合系系統(tǒng)。。串—并并聯(lián)混混合模模型，，是基基本串串聯(lián)和和并聯(lián)聯(lián)系統(tǒng)統(tǒng)組合合，對對于其其可靠靠性的的計算算，可可以連連續(xù)地地用串串聯(lián)和和并聯(lián)聯(lián)的基基本公公式來來分析析計算算。系統(tǒng)可可靠性性模型型———串—并并聯(lián)混混合模模型12/29/2022例某某系統(tǒng)由7個單元串串并聯(lián)組成成，如圖所所示，已知知這7個單單元的可靠靠度為R1＝R2＝＝R3＝R4＝R5＝R6＝＝R7＝0.91，，試求該系系統(tǒng)的可靠靠度。解：首先計算U2和U3、、U4和U5組成的串聯(lián)聯(lián)子系統(tǒng)U23和U45的可靠度分分別為12/29/2022然后計算U23和U45再并聯(lián)的子子系統(tǒng)U2345以及U6和U7組成的并聯(lián)聯(lián)子系統(tǒng)U67的可靠度分分別為整個系統(tǒng)就就由單元U1、U2345和U67串聯(lián)組成，，故得整個個系統(tǒng)的可可靠度為12/29/2022系統(tǒng)可靠性性模型———復(fù)雜系統(tǒng)模模型對于復(fù)雜系系統(tǒng)的可靠靠度計算，，常常采用用狀態(tài)枚舉舉法（或稱稱為真值表表法）、全全概率公式式法（或稱稱為分解法法）、路徑徑枚舉法等等。12/29/2022第四節(jié)可可靠靠性分析析方法12/29/2022可靠性分分析方法法系統(tǒng)可靠靠性分析析是利用用歸納、、演繹的的方法對對系統(tǒng)可可能發(fā)生生的故障障進(jìn)行研研究，研研究故障障的原因因、后果果和影響響及危害害程度，，確定薄薄弱環(huán)節(jié)節(jié)，并預(yù)預(yù)測系統(tǒng)統(tǒng)的可靠靠性，從從而為系系統(tǒng)設(shè)計計提供改改進(jìn)建議議。常用的分析方方法有故障模模式及影響分分析（FMEA），以及及故障模式、、故障影響及及危害性分析析（FMECA）和故障障樹分析（FTA）。12/29/2022失效產(chǎn)品在規(guī)定條條件下，不能能完成既定的的功能在規(guī)定條件下下，產(chǎn)品參數(shù)數(shù)值不能維持持在規(guī)定的上上下限之間產(chǎn)品在工作范范圍內(nèi)，導(dǎo)致致零組件的破破裂、斷裂、、卡死、損壞壞等一、故障模式式及影響分析析(FMEA)故障模式及影影響分析12/29/2022FMEA起起始于于60年代代航空空航天天工業(yè)業(yè)項(xiàng)目目。1974年年美海海軍用用于艦艦艇裝裝備的的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)《艦艦艇裝裝備的的失效效模式式和后后果分分析實(shí)實(shí)施程程》，，首先先將它它用于于軍事事項(xiàng)目目合約約。1970年年晚期期，汽汽車工工業(yè)將將FMEA作為為在對對其零零件設(shè)設(shè)計和和生產(chǎn)產(chǎn)制造造的會會審項(xiàng)項(xiàng)目的的一部部分。。1980年年初，，產(chǎn)品品事故故責(zé)任任的費(fèi)費(fèi)用突突升和和不斷斷的法法庭起起訴事事件發(fā)發(fā)生，，使FMEA成成為降降低事事故的的不可可或缺缺的重重要工工具。。并由由開始始的500多家家公司司擴(kuò)展展到其其供應(yīng)應(yīng)商。。統(tǒng)計計表明明，全全面實(shí)實(shí)施FMEA能能避免免許多多回收收事件件的發(fā)發(fā)生1993年年包括括美國國三大大汽車車公司司和美美國質(zhì)質(zhì)量管管理協(xié)協(xié)會在在內(nèi)的的，美美汽車車工業(yè)業(yè)行動動集團(tuán)團(tuán)組織織采用用、編編制了了FMEA參考考手冊冊。一、故故障模模式及及影響響分析析(FMEA)12/29/2022一、、故故障障模模式式及及影影響響分分析析(FMEA)故障障模模式式及及影影響響分分析析實(shí)實(shí)施施步步驟驟（FailureModeandEffectAnalysis，，F(xiàn)MEA））（1））根根據(jù)據(jù)設(shè)設(shè)計計文文件件，，弄弄清清所所有有零零部部件件、、接接口口的的工工作作參參數(shù)數(shù)及及其其功功能能，，從從各各方方面面全全面面確確定定產(chǎn)產(chǎn)品品的的定定義義，，并并按按重重要要度度遞遞減減的的原原則則分分別別考考慮慮產(chǎn)產(chǎn)品品的的每每一一種種工工作作模模式式（（即即工工作作狀狀態(tài)態(tài)））；；（2））針針對對每每一一種種工工作作模模式式分分別別畫畫出出系系統(tǒng)統(tǒng)的的功功能能原原理理圖圖和和可可靠靠性性框框圖圖；；（3））確確定定分分析析的的范范圍圍，，列列出出每每一一個個部部件件、、零零件件與與接接口口明明顯顯和和潛潛在在的的故故障障模模式式、、發(fā)發(fā)生生的的原原因因與與影影響響；；12/29/2022一、故障障模式及及影響分分析(FMEA)（4）按按可能的的最壞結(jié)結(jié)果評定定每一種種故障模模式的危危害性級級別；（5）研研究檢測測每一種種故障模模式的方方法；（6）針針對各種種故障模模式，找找出故障障原因，，提出可可能的補(bǔ)補(bǔ)救措施施或預(yù)防防措施；；（7）提提出修改改設(shè)計或或采取其其它措施施的建議議，同時時指出設(shè)設(shè)計更改改或其它它措施對對各方面面的影響響；（8）寫寫出分析析報告，，總結(jié)設(shè)設(shè)計上無無法改正正的問題題，并說說明預(yù)防防故障或或控制故故障危險險性的必必要措施施。12/29/2022一、故障模式式及影響分析析(FMEA)FMEA的用用途：FMEA分析析每一個的所所有故障模式式，用于單一一故障分析，，采用歸納方方法進(jìn)行分析析。該方法只只能進(jìn)行定性性分析，但由由于FMEA分析法容易易掌握，因此此被廣泛接受受，已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)化。其缺點(diǎn)點(diǎn)是只能分析析硬件，花費(fèi)費(fèi)時間較多，，經(jīng)常不能考考慮故障與人人為因素的關(guān)關(guān)系。12/29/2022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SODRPN12/29/2022FMEA目目的：1、發(fā)現(xiàn)、、評價產(chǎn)品品/過程中中潛在的失失效及其后后果；2、找到能能夠避免或或減少這些些潛在失效效的措施；；3、將以上上述過程文文件化。FMEA是是對設(shè)計過過程的完善善，以明確確什么樣的的設(shè)計才能能滿足顧客客的需求。。12/29/2022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(qiáng)—功能降級—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有多好？跟蹤/評審/確認(rèn)控制計劃12/29/2022FMEA的應(yīng)應(yīng)用：1、設(shè)計DFMEA：針對產(chǎn)品本身身，產(chǎn)品設(shè)計計、開發(fā)時期期的分析技術(shù)術(shù)。主要是設(shè)設(shè)計工程師和和其小組應(yīng)用用。2、過程PFMEA：針對產(chǎn)品的實(shí)實(shí)現(xiàn)過程，過過程開發(fā)設(shè)計計的分析技術(shù)術(shù)。主要是過過程(制造)工程師和其其小組的應(yīng)用用。3程序/項(xiàng)目目FMEA：：針對程序/項(xiàng)項(xiàng)目，程序/項(xiàng)目開發(fā)設(shè)設(shè)計的分析技技術(shù)。12/29/2022FMEA的實(shí)實(shí)施：FMEA應(yīng)該是“事前前”行動，而而非“事后””工作；D-FMEA在設(shè)計(圖圖紙、規(guī)范)完成之前P-FMEA在過程設(shè)計計確定之前。。FMEA依靠靠小組的努力力。典型的FMEA小組組可以由設(shè)計計、制造、裝裝配、質(zhì)量等等有豐富經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)的工程技術(shù)術(shù)人員組成。。全面的事先先FMEA分分析，可方便便、經(jīng)濟(jì)地進(jìn)進(jìn)行早期更改改。即對產(chǎn)品品規(guī)范/過程程方案和控制制進(jìn)行較容易易、低成本地地修改，減輕輕事后修改的的浪費(fèi)和對進(jìn)進(jìn)度的影響。。FMEA是是一個永不停停止、相互作作用的持續(xù)改改進(jìn)的過程。。12/29/2022成立DFMEA小組資料搜集明確設(shè)計意圖和設(shè)計目標(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)險優(yōu)先數(shù)確定關(guān)鍵失效模式糾正/預(yù)防措施評價措施后風(fēng)險順序數(shù)適時更新文件保存所有RPN小于規(guī)定值？yesNO設(shè)計評審yesNO12/29/202212/29/2022RPN=S*O*D12/29/202212/29/202212/29/202212/29/202212/29/2022DFMEA與PFMEA的區(qū)區(qū)別分析對象象不同：：DFMEA是針針對產(chǎn)品品的系統(tǒng)統(tǒng)、子系系統(tǒng)和零零部件進(jìn)進(jìn)行分析析；PFMEA是針對對制造過過程的每每一個作作業(yè)步驟驟進(jìn)行分分析；潛在失效效模式不不同：DFMEA的失失效模式式是從產(chǎn)產(chǎn)品的項(xiàng)項(xiàng)目/功功能上思思考會發(fā)發(fā)生什么么問題，，描述的的是產(chǎn)品品功能失失效所出現(xiàn)的現(xiàn)現(xiàn)象；PFMEA的失失效模式式是從作作業(yè)上思思考會發(fā)發(fā)生什么么問題，，描述的的是作業(yè)業(yè)過程失失效所出出現(xiàn)的現(xiàn)現(xiàn)象；潛在失效效后果不不同：DFMEA的失失效后果果主要是是對最終終顧客的的影響，，也包括括對制造造的影響響；PFMEA的失效后后果除了對對最終顧客客的影響，，還必須考考慮對下一一道工序的的影響12/29/2022PFMEA的目的1、幫助分分析新/更更改(或改改進(jìn)的需要要)的制造造和裝配過過程。2、確保存存在的和潛潛在的制造造和/或裝裝配過程失失效模式和和影響都得得了考慮。。3、評價失失效對顧客客的潛在影影響。4、確定過過程缺陷，，提出可能能的原因，，針對原因因提出控制制措施。5、消除或或降低生產(chǎn)產(chǎn)不可接受受產(chǎn)品的頻頻率。6、增強(qiáng)對對不可接受受產(chǎn)品的可可探測度。。7、確定關(guān)關(guān)鍵特性和和重要特性性，以便編編制完整的的過程控制制計劃。8、建立過過程改進(jìn)的的優(yōu)先順序序。9、提供過過程開發(fā)文文件，為今今后開發(fā)制制造和裝配配過程提供供指導(dǎo)12/29/2022DFMEA與與PFMEA的的區(qū)區(qū)別別潛在在失失效效原原因因不不同同：：DFMEA是是從從產(chǎn)產(chǎn)品品的的設(shè)設(shè)計計角角度度去去分分析析；；PFMEA是是針針對對作作業(yè)業(yè)的的失失誤誤進(jìn)進(jìn)行行分分析析；；如如：：扭扭矩矩、、焊焊接接、、熱熱處處理理、、定定位位、、漏漏裝裝、、錯錯裝裝、、工工具具磨磨損損等等過程程控控制制方方法法不不同同：：防錯錯、、SPC、、首首件件檢檢查查、、制制程程中中抽抽查查、、成成品品全全檢檢；；分析析完完成成時時間間不不同同：：DFMEA在在設(shè)設(shè)計計概概念念最最終終形形成成之之時時或或之之前前，，最最終終在在產(chǎn)產(chǎn)品品加加工工圖圖樣樣完完成成之之前前全全部部結(jié)結(jié)束束；；PFMEA是是在在可可行行性性分分析析階階段段或或之之前前開開始始，，并并在在生生產(chǎn)產(chǎn)用用工工裝裝到到位位之之前前完完成成。。12/29/2022二、故障模式式、故障影響響及危害性分分析（FMECA）FMECA包包括故障模式式及影響分析析（FMEA）和危害性性分析（CA），目的在在于查明一切切可能的故障障模式，重點(diǎn)點(diǎn)在于查明一一切災(zāi)難性和和嚴(yán)重性的故故障模式，以以便通過修改改設(shè)計或采取取某種補(bǔ)救和和預(yù)防措施，，消除或減輕輕其影響的危危害性，最終終目的是提高高系統(tǒng)的可靠靠性和可維修修性。12/29/2022二、故故障模模式、、故障障影響響及危危害性性分析析（FMECA）危害度度數(shù)字字=故故障模模式故故障率率×故故障影影響發(fā)發(fā)生概概率××工作作時間間（或或工作作次數(shù)數(shù)）危害度度分析析的目目的是是按照照危害害性級級別及及危害害度數(shù)數(shù)字或或發(fā)生生改良良系的的聯(lián)合合影響響來對對FMEA所確確定的的每一一種故故障模模式進(jìn)進(jìn)行分分級。。12/29/2022故障障的的危危害害性性級級別別I類類————災(zāi)災(zāi)難難性性故故障障：：它它是是一一種種會會造造成成操操作作人人員員死死亡亡或或使使系系統(tǒng)統(tǒng)毀毀壞壞的的故故障障；；Ⅱ類類————致致命命性性故故障障：：是是一一種種導(dǎo)導(dǎo)致致人人員員嚴(yán)嚴(yán)重重受受傷傷、、器器材材或或系系統(tǒng)統(tǒng)嚴(yán)嚴(yán)重重?fù)p損壞壞，，從從而而任任務(wù)務(wù)失失敗敗的的故故障障；；Ⅲ類類————嚴(yán)嚴(yán)重重故故障障：：將將使使人人員員輕輕度度受受傷傷、、器器材材及及系系統(tǒng)統(tǒng)輕輕度度損損壞壞，，從從而而導(dǎo)導(dǎo)致致系系統(tǒng)統(tǒng)不不工工作作；；Ⅳ類類————輕輕度度故故障障：：其其嚴(yán)嚴(yán)重重程程度度不不足足以以造造成成人人員員受受傷傷、、器器材材或或系系統(tǒng)統(tǒng)損損壞壞，，但但這這些些損損壞壞會會導(dǎo)導(dǎo)致致非非計計劃劃性性維維修修。。二、、故故障障模模式式、、故故障障影影響響及及危危害害性性分分析析（（FMECA））12/29/2022FMECA的定定性分析析：當(dāng)?shù)貌坏降搅悴考Y(jié)構(gòu)的的故障率率時，用用故障模模式出現(xiàn)現(xiàn)的概率率等級做做定性分分析，一一般可分分為五個個等級來來評定故故障發(fā)生生的概率率：A級———經(jīng)常發(fā)發(fā)生的故故障模式式B級———極普通通的故障障模式C級———偶然發(fā)發(fā)生的故故障模式式D級———很少發(fā)發(fā)生的故故障模式式E級———極少發(fā)發(fā)生的故故障模式式二、故障障模式、、故障影影響及危危害性分分析（FMECA）12/29/2022對系統(tǒng)危危害度分分級：1級：ⅠⅠA2級：ⅠⅠB，ⅡA3級：ⅠⅠC，ⅡB，ⅢⅢA4級：其其余二、故障障模式、、故障影影響及危危害性分分析（FMECA）12/29/2022二、故障模式式、故障影響響及危害性分分析（FMECA）FMECA的的定量分析故障后果概率率（β）或稱稱為損失概率率，是當(dāng)故障障模式發(fā)生時時由故障后果果造成危害性性級別的條件件概率。12/29/2022二、故障模模式、故障障影響及危危害性分析析（FMECA）故障模式危危害度數(shù)字字（Cm）是在一種種危害度級級別下由故故障模式之之一所占危危害度數(shù)字字的份額，，其表示為為式中：———故障障模式危害害度數(shù)字；；———工作任務(wù)務(wù)失敗的條條件概率（（即故障后后果概率））；———故障模模式相對頻頻率；———元件件的故障率率；———某任務(wù)務(wù)階段內(nèi)的的工作時間間，常以小小時或工作作次數(shù)表示示。12/29/2022二、故障模模式、故障障影響及危危害性分析析（FMECA）系統(tǒng)或產(chǎn)品品危害度數(shù)數(shù)字（Cr）一個系統(tǒng)的的危害度數(shù)數(shù)字是在某某一任務(wù)階階段內(nèi)，同同一危害度度級別下各各故障模式式危害度數(shù)數(shù)字Cm之和，用Cr表示式中：———表示示系統(tǒng)危害害度數(shù)字；；———表示屬于于某一危害害度的故障障模式數(shù)；；———表示系統(tǒng)統(tǒng)在該危害害度下的最最后一個故故障模式。。12/29/2022FMECA案例某固體火箭箭發(fā)動機(jī)由由推進(jìn)劑藥藥柱、內(nèi)襯襯、發(fā)動機(jī)機(jī)殼組成，，試?yán)L制故故障模式、、影響及危危害性分析析表。解：先繪制制固體火箭箭發(fā)動機(jī)的的可靠性框框圖：根據(jù)固體火火箭發(fā)動機(jī)機(jī)使用功能能、結(jié)構(gòu)特特點(diǎn)及以往往使用中出出現(xiàn)的故障障情況繪制制故障模式式、影響分分析表發(fā)動機(jī)機(jī)殼殼推進(jìn)劑藥柱柱內(nèi)襯12/29/2022FMECA案案例例固體體火火箭箭發(fā)發(fā)動動機(jī)機(jī)失失效效模模式式后后果果分分析析項(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)儲存和使用內(nèi)襯與外殼分離與藥柱或隔熱層分離發(fā)動機(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12/29/2022三、故障障樹分析析（FTA）故障樹分分析概述述故障樹分分析法（（FaultTreeAnalysis，簡簡稱FTA）也也稱為失失效樹分分析法，，它是一一種可靠靠性、安安全性分分析和預(yù)預(yù)測的方方法。故障樹樹分析析法研研究的的是引引起整整個系系統(tǒng)出出現(xiàn)故故障這這一事事件的的各種種直接接的和和間接接的原原因（（這些些原因因也是是事件件），，在這這些事事件間間建立立相應(yīng)應(yīng)的邏邏輯關(guān)關(guān)系，，從而而確定定系統(tǒng)統(tǒng)出現(xiàn)現(xiàn)故障障原因因的可可能組組合方方式及及其發(fā)發(fā)生的的概率率。。12/29/2022故障樹樹分析析法的的一般般步驟驟為：：（1））選擇擇和確確定頂頂事件件；（2））自上上而下下建造造故障障樹；；（3））建立立故障障樹的的數(shù)學(xué)學(xué)模型型；（4））根據(jù)據(jù)故障障樹對對系統(tǒng)統(tǒng)進(jìn)行行可靠靠性的的定性性分析析；（5））根據(jù)據(jù)故障障樹對對系統(tǒng)統(tǒng)進(jìn)行行可靠靠性的的定量量計算算。三、故故障樹樹分析析（FTA）12/29/2022故障樹中常常常使用的的符號有三三類：事件件符號、邏邏輯門符號號和轉(zhuǎn)移符符號三、故障樹樹分析（FTA）12/29/2022三、故障障樹分析析（FTA）12/29/2022三、故障樹分分析（FTA）故障樹的建樹樹方法可以分分為人工建樹樹和計算機(jī)輔輔助建樹。人工建樹采用用演繹法進(jìn)行行，計算機(jī)輔輔助建樹采用用合成法和決決策表法進(jìn)行行。人工建樹從頂頂事件開始，，由上而下，，逐級追查事事件的原因，，直到找出全全部底事件，，主要步驟有有：選擇和確確定頂事；建建造故障樹。。12/29/2022故障樹的定性性分析割集是一些能能使事件發(fā)生生的底事件的的集合，當(dāng)這這些底事件同同時發(fā)生時頂頂事件必然發(fā)發(fā)生。系統(tǒng)故故障樹的一個個割集，代表表該系統(tǒng)發(fā)生生故障的一種種可能性，即即指一種故障障模式。故障樹分析方方法中定性分分析就是找出出所有導(dǎo)致頂頂事件發(fā)生的的最小割集。。組成最小割集集的底事件個個數(shù)稱為最小小割集的階，，階數(shù)愈小，，愈容易出故故障，最低階階的最小割集集是最容易出出故障的薄弱弱環(huán)節(jié)。三、故障樹分分析（FTA）12/29/2022下圖圖所所示示故故障障樹樹的的最最小小割割集集為為：：{}{}{,,}該最最小小割割集集中中{}{}為為一一階階割割集集，，{,,}為三三階階割割集集。。三、、故故障障樹樹分分析析（（FTA））12/29/2022故障障樹樹的的定定量量分分析析利用用故故障障樹樹作作為為計計算算模模型型，，在在確確定定各各底底事事件件的的故故障障模模式式和和分分布布參參數(shù)數(shù)或或故故障障概概率率值值的的情情況況下下，，按按故故障障樹樹的的邏邏輯輯結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)逐逐步步向向上上運(yùn)運(yùn)算算，，計計算算出出系系統(tǒng)統(tǒng)頂頂事事件件發(fā)發(fā)生生的的概概率率，，從從而而對對系系統(tǒng)統(tǒng)的的可可靠靠性性、、安安全全性性和和風(fēng)風(fēng)險險作作出出評評估估。。三、、故故障障樹樹分分析析（（FTA））12/29/2022故障障樹樹案案例例以某某電電機(jī)機(jī)過過熱熱為為頂頂事事件件來來說說明明故故障障樹樹的的建建立立過過程程電機(jī)機(jī)的的電電路路原原理理圖圖如如下下圖圖所所示示。?！娫丛碝R電阻阻電機(jī)機(jī)保險險絲絲在導(dǎo)導(dǎo)線線、、接接點(diǎn)點(diǎn)都都正正常常，，而而且且無無外外力力作作用用的的條條件件下下，，如如果果選選取取電電機(jī)機(jī)發(fā)發(fā)熱熱事事件件為為頂頂事事件件，，則則電電機(jī)機(jī)發(fā)發(fā)熱熱時時間間可可能能是是由由于于被被卡卡死死或或電電機(jī)機(jī)電電流流過過大大的的事事件件所所造造成成；；而而電電機(jī)機(jī)電電流流過過大大，，只只有有在在回回路路電電流流過過大大，，而而保保險險絲絲不不起起保保護(hù)護(hù)作作用用的的情情況況下下發(fā)發(fā)生生；；回回路路電電流流過過大大又又是是由由于于電電源源電電壓壓過過高高或或電電阻阻短短路路才才會會出出現(xiàn)現(xiàn)，，因因此此電電機(jī)機(jī)發(fā)發(fā)熱熱的的故故障障樹樹如如圖圖所所示示。。12/29/2022電機(jī)過過熱電機(jī)卡死電機(jī)電流過過大保險絲絲失效回路電流過過大電壓過大電阻短路電機(jī)發(fā)發(fā)熱的的故障障樹或與或12/29/2022該故障樹的的基本事件件：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)電流過大保險絲失效回路電流過大電壓過大電阻短路X1X2X3X4或與或12/29/2022電機(jī)過熱電機(jī)卡死電機(jī)電流過大保險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)的的概率分分別為0.1，，0.2，0.3，0.4，，則可求出出頂事件件發(fā)生的的概率12/29/2022故障樹分分析（FTA））案例12/29/2022第五節(jié)可可靠性管管理12/29/2022可靠性管理理概述可靠性管理理就是從系系統(tǒng)的觀點(diǎn)點(diǎn)出發(fā)，對對產(chǎn)品全壽壽命周期中中的各項(xiàng)可可靠性工程程技術(shù)活動動進(jìn)行計劃劃、組織、、監(jiān)督和控控制等綜合合性的工作作，用最小小的資源達(dá)達(dá)到產(chǎn)品計計劃所要求求的定量可可靠性，以以實(shí)現(xiàn)既定定的可靠性性目標(biāo)和全全壽命周期期費(fèi)用最省省。就是預(yù)防產(chǎn)產(chǎn)品在使用用過程中發(fā)發(fā)生隨機(jī)故故障，使其其發(fā)生故障障的概率小小到可以忽忽略的程度度，這只能能依靠系統(tǒng)統(tǒng)而周密的的控制和管管理。12/29/2022可靠性管理理概述可靠性管理理的特點(diǎn)（1）可靠靠性管理是是一項(xiàng)技術(shù)術(shù)性很強(qiáng)的的管理工作作，它既要要有可靠性性工程技術(shù)術(shù)的基礎(chǔ)知知識，又要要有與產(chǎn)品品相關(guān)的專專業(yè)知識，，以及需要要管理方面面的知識。。（2）可靠靠性管理是是一個全過過程的管理理。（3）可靠靠性管理是是數(shù)據(jù)管理理。（4）可靠靠性管理具具有很強(qiáng)的的經(jīng)濟(jì)性，，不是單純純的技術(shù)管管理。12/29/2022可靠靠性性大大綱綱可靠靠性性大大綱綱是是產(chǎn)產(chǎn)品品在在研研制制過過程程中中全全部部可可靠靠性性工工作作的的總總體體規(guī)規(guī)劃劃，，包包括括可可靠靠性性目目標(biāo)標(biāo)要要求求，，必必須須進(jìn)進(jìn)行行的的各各項(xiàng)項(xiàng)工工作作及及實(shí)實(shí)施施要要求求，，它它是是一一份份綱綱領(lǐng)領(lǐng)性性文文件件。。12/29/2022可靠靠性性大大綱綱可靠靠性性大大綱綱的的評評審審為了使制制訂的可可靠性大大綱進(jìn)行行有效的的貫徹，，必須要要對產(chǎn)品品的各個個階段進(jìn)進(jìn)行可靠靠性大綱綱的評審審，并需需要制訂訂一個對對可靠性性大綱評評審的評評審計劃劃。主要對產(chǎn)產(chǎn)品的方方案設(shè)計計階段、、研制階階段、生生產(chǎn)階段段和使用用階段進(jìn)進(jìn)行檢查查評審。。12/29/2022可靠度目目標(biāo)預(yù)測測與分配配確定產(chǎn)品品的可靠靠度目標(biāo)標(biāo)的步驟驟（1）要要選擇適適合產(chǎn)品品使用條條件的可可靠性尺尺度（2）根根據(jù)選擇擇的可靠靠性尺度度，以用用戶的要要求為出出發(fā)點(diǎn)確確定其目目標(biāo)值。?？煽慷饶磕繕?biāo)值的的確定規(guī)規(guī)則：（1）根根據(jù)售后后服務(wù)水水平來確確定。（2）根根據(jù)過去去的實(shí)踐踐資料來來確定。。（3）根根據(jù)產(chǎn)品品的社會會責(zé)任來來確定。。（4）根根據(jù)經(jīng)濟(jì)濟(jì)性來確確定。（5）根根據(jù)產(chǎn)品品的價值值來確定定。12/29/2022可靠度度目標(biāo)標(biāo)確定定例例1根據(jù)市市場預(yù)預(yù)測，，需要要某種種產(chǎn)品品1000臺。。根據(jù)據(jù)以往往類似似產(chǎn)品品的實(shí)實(shí)際資資料，，確定定該產(chǎn)產(chǎn)品的的平均均修理理時間間為MTTR=2h，這這1000臺產(chǎn)產(chǎn)品，，有三三名維維修人人員即即可承承擔(dān)維維修工工作，，產(chǎn)品品發(fā)生生故障障后往往復(fù)搬搬運(yùn)時時間估估計為為TW=4h，設(shè)設(shè)維修修人員員每班班工作作時間間為8h。。設(shè)每每天該該產(chǎn)品品運(yùn)行行的時時間為為10h。。試在在產(chǎn)品品設(shè)計計開發(fā)發(fā)過程程中確確定其其可靠靠度目目標(biāo)值值。12/29/2022解：（1））確定可靠靠度目標(biāo)值值按照發(fā)生一一次故障，，就修理一一次計算，，修理一臺臺產(chǎn)品所需需的時間為為TS=T