質(zhì)量管理與可靠性七

第12章

可靠性基礎(chǔ)知識12.1基本概念12.1.1可靠性的基本概念可靠性概念

經(jīng)典的定義：產(chǎn)品在規(guī)定條件下和在規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。（三要素）用概率→可靠度產(chǎn)品→硬件，軟件和流程性材料。產(chǎn)品的可靠性是指產(chǎn)品全壽命周期的可靠性、與設(shè)計、制造、使用密切相關(guān)（全壽命）。各個階段對可靠性的影響大?。涸O(shè)計40～50%制造20～30%固有可靠性使用20～30%使用可靠性實際過程中表現(xiàn)出的能力——使用可靠性，與安裝、操作使用、維修保障有關(guān)。還可分為：基本可靠性、任務(wù)可靠性。在規(guī)定任務(wù)剖面內(nèi)完成規(guī)定的功能的能力。第12章

可靠性基礎(chǔ)知識12.1.2故障及其分類條件、時間容易理解，功能→故障產(chǎn)品或其一部分不能本將不完成預(yù)定的功能的事件或狀態(tài)稱為故障。對于不可修的產(chǎn)品也稱失效。故障——表現(xiàn)形式——故障模式物理、化學(xué)變化的原因——機理

第12章

可靠性基礎(chǔ)知識分類有多種方法：由后果——致命和非致命統(tǒng)

計——獨立和從屬規(guī)

律——早期、偶然和耗損第12章

可靠性基礎(chǔ)知識12.1.3維修性定義：產(chǎn)品在規(guī)定條件下、時間內(nèi)，按規(guī)定的程序和方法進行維修時，保持或恢復(fù)其規(guī)定狀態(tài)的能力。條件：機構(gòu)和場所，人、設(shè)備、工具、備件、資料。程序、方法：技術(shù)文件規(guī)定的，維修工作、類型、步驟方法。維修性也是產(chǎn)品設(shè)計賦予的固有特性。第12章

可靠性基礎(chǔ)知識12.1.4可信性和可用性可信性是表示可用性及其影響因素?？煽啃?、維修性、維修保障性的非定量綜合描述?？捎眯允窃谝蟮耐獠抠Y源得到保證前提下，產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時刻或時間區(qū)間內(nèi)處于執(zhí)行規(guī)定功能狀態(tài)的能力，R.M.S綜合反映概率度量→可用度

（有效度）第12章

可靠性基礎(chǔ)知識12.1.5可靠性與產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)系質(zhì)量：

性能特性——容易評價

專門特性——可用性、難于直觀判斷

安全性——難于直觀判斷經(jīng)濟性——容易判別、比較

時間性——容易判別、比較 適用性——容易判別、比較

第12章

可靠性基礎(chǔ)知識12.1.6可靠性發(fā)展歷史

二戰(zhàn)：雷達

軍事→電子→機械→其它、民用

可靠性—維修性—維修保障性—安全性

宏觀→微觀.定性→定量.手工→計算機

統(tǒng)計試驗→工程試驗、篩選、強化.

以可靠性為中心的全面質(zhì)量管理可靠性與性能最大區(qū)別：看不見、測不到。但可以統(tǒng)計、評估。第12章

可靠性基礎(chǔ)知識12.2可靠性、維修性的常用度量參數(shù)12.2.1累積故障概率分布函數(shù)、可靠度函數(shù)、故障率函數(shù)累積故障概率分布函數(shù) F(t)=P(T≤t) F(t)=1－R(t) R(t)+F(t)=1第12章

可靠性基礎(chǔ)知識第12章

可靠性基礎(chǔ)知識可靠靠度度函函數(shù)數(shù)能力力————概概率率→→可可靠靠度度R(t)=P(T>t)T————產(chǎn)品品故故障障前前的的工工作作時時間間，，隨隨機機變變量量。。t———規(guī)規(guī)定定時時間間設(shè)有有No個產(chǎn)產(chǎn)品品投投入入使使用用，，r(t)———故故障障數(shù)數(shù)。。R(t)=(No-r(t))/NoF(t)=r(t)/No第12章章可靠靠性性基基礎(chǔ)礎(chǔ)知知識識第12章章可靠靠性性基基礎(chǔ)礎(chǔ)知知識識故障障概概率率密密度度函函數(shù)數(shù)某種種產(chǎn)產(chǎn)品品，，試試驗驗可可得得直直方方圖圖f(t)=R(t)、、F(t)的的性性質(zhì)質(zhì)取值值范范圍圍（（概概率率））【0.1】單調(diào)調(diào)性性：非增增、、非非減減對稱稱性性1－F（t）1－R(t)第12章章可靠靠性性基基礎(chǔ)礎(chǔ)知知識識12.2.2故故障障率率與與浴浴盆盆曲曲線線故障障率率函函數(shù)數(shù)（（失失效效率率））某時時刻刻尚尚未未發(fā)發(fā)生生故故障障的的產(chǎn)產(chǎn)品品，，在在該該時時刻刻后后單單位位時時間間內(nèi)內(nèi)發(fā)發(fā)生生故故障障的的概概率率————故故障障率率（（風(fēng)風(fēng)險險函函數(shù)數(shù)））λ(t)=λ0————指數(shù)數(shù)分分布布第12章章可靠靠性性基基礎(chǔ)礎(chǔ)知知識識浴盆盆曲曲線線第12章章可靠性基基礎(chǔ)知識識①早期故故障階段段機械：跑跑合期（（磨合期期）、設(shè)設(shè)計缺陷陷、加工工缺陷、、安裝缺缺陷②偶然：：偶然因因素，操操作、負負荷③耗損：：老化、、疲勞、、磨損、、腐蝕。?？赏ㄟ^過維修、、更換第12章章可靠性基基礎(chǔ)知識識故障率與與可靠度度及故障障密度函函數(shù)的關(guān)關(guān)系四個函數(shù)之間間的關(guān)系系：R(t)F(t)λ(t)f(t)第12章章可靠性基基礎(chǔ)知識識12.2.3平平均故故障前時時間與平平均故障障間隔時時間平均故障障前時間間（MTTF）MTTF=∑∑ti/N每每個產(chǎn)產(chǎn)品的壽壽命平均故障障間隔時時間（MTBF）MTBF=∑∑ti/N每每次故故障前的的壽命產(chǎn)品的MTBF與產(chǎn)品維維修效果果有關(guān)。?；拘迯?fù)復(fù)和完全全修復(fù)第12章章可靠性基基礎(chǔ)知識識產(chǎn)品的特特征壽命命產(chǎn)品壽命命：可靠靠壽命、、使用壽壽命、總總壽命、、貯存期期限可靠壽壽命：：tR一定可可靠度度下的的壽命命使用壽壽命：：tr一一定定故障障率下下的壽壽命總壽命命：投投入使使用到到報廢廢的總總工作作時間間貯存期期限：：在規(guī)規(guī)定條條件下下，產(chǎn)產(chǎn)品能能貯存存的日日歷持持續(xù)時時間→→啟封封使用用能滿滿足規(guī)規(guī)定要要求。。第12章可靠性性基礎(chǔ)礎(chǔ)知識識平均修修復(fù)時時間MTTR和可用用度AMTTR=∑∑ττi/NA=MTBF/(MTTR+MTBF)第12章可靠性性基礎(chǔ)礎(chǔ)知識識12.3可可靠靠性設(shè)設(shè)計、、分析析12.3.1可可靠靠性設(shè)設(shè)計產(chǎn)品的的可靠靠性與與設(shè)計計、生生產(chǎn)和和管理理相關(guān)關(guān)可靠性性設(shè)計計水平平與固固有可可靠性性關(guān)系系重大大?？煽啃孕栽O(shè)計計的主主要技技術(shù)：：規(guī)定定定性定定量的的可靠靠性要要求———可可靠性性指標標指標體體系：：目標標、產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)質(zhì)量水水平、、考核核、驗驗證、、動力力，MTBF、MTTF、MTTR、A、λ(t)、R(t)第12章可靠性性基礎(chǔ)礎(chǔ)知識識12.3.2可靠性性模型型產(chǎn)品系系統(tǒng)級級、分分系統(tǒng)統(tǒng)級、、部件件級的的可靠靠性模模型功能→→數(shù)學(xué)學(xué)方法：：定量的的可靠靠性分分析，，分配配、預(yù)預(yù)計、、評估估乘法模模型（（串聯(lián)聯(lián)）加法模模型（（并聯(lián)聯(lián)）第12章可靠性性基礎(chǔ)礎(chǔ)知識識第12章可靠性性基礎(chǔ)礎(chǔ)知識識第12章可靠性性基礎(chǔ)礎(chǔ)知識識12.3.3可靠性性分配配Rs(t)=f(R1,R2,····Rn)Rs*：R1*,R2*,···Rn*把總的可靠靠性定量要要求分配到到規(guī)定的層層次，使可可靠性、性性能、經(jīng)濟濟性達到綜綜合平衡。。λs=∑λi---λi=λs/n第12章可靠性基礎(chǔ)礎(chǔ)知識評分分配法法：λi=CiλsCi——第i個子系系統(tǒng)的評分分系數(shù)Ci=wi/wwi——第i個子系系統(tǒng)的評分分數(shù)w——系統(tǒng)的評分分數(shù)第12章可靠性基礎(chǔ)礎(chǔ)知識12.3.4可靠性預(yù)計計對產(chǎn)品可靠靠性的定量量估計R1，R2，···RnRs串聯(lián)模型：：Rs=R1*R2*···*Rn=∏Ri相似產(chǎn)品可可靠性數(shù)據(jù)據(jù)、結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)成、特點點、環(huán)境第12章可靠性基礎(chǔ)礎(chǔ)知識12.3.5可靠性設(shè)計計準則原有的工程程經(jīng)驗總結(jié)結(jié)：條理化化、系統(tǒng)化化、標準化化、科學(xué)化化。產(chǎn)品類型、、重要程度度及要求、、特點，類類似產(chǎn)品經(jīng)經(jīng)驗，已有有的標準、、規(guī)范，概概率設(shè)計方方法第12章可靠性基礎(chǔ)礎(chǔ)知識耐環(huán)境設(shè)計計產(chǎn)品使用環(huán)環(huán)境的影響響：振動、、沖擊、噪噪音、防潮潮、防腐、、熱設(shè)計。。電子元器件件的選用與與控制（數(shù)數(shù)據(jù)）電子元器件件可靠性設(shè)設(shè)計數(shù)據(jù)。。電磁兼容性性設(shè)計降額設(shè)計和和熱設(shè)計第12章可靠性基礎(chǔ)礎(chǔ)知識12.4可可靠性性分析12.4.1故障障模式影響響及危害性性分析（FMECA）可靠性———故障，減減少故障→→危害、安安全性→可可靠性影響響故障模式→→產(chǎn)品功能能影響→單單點故障。。影響的嚴重重程度（嚴嚴酷度）＋＋發(fā)生概率率→危害提提出可能的的預(yù)防第12章可靠性基礎(chǔ)知知識FMECA實施步驟危害性矩陣圖圖危害性——以以線段長段評評定FMECA用途①

確定定關(guān)鍵件和重重要件②

單點點故障和薄弱弱環(huán)節(jié)③

為維修性性、測試性、、安全性、保保障性、試驗驗提出信息第12章章可靠靠性性基基礎(chǔ)礎(chǔ)知知識識第12章章可靠靠性性基基礎(chǔ)礎(chǔ)知知識識FMECA的工工作作效效果果因因素素①分分析析者者的的水水平平②可可利利用用的的信信息息③分分析析的的時時機機，，設(shè)設(shè)計計過過程程第12章章可靠靠性性基基礎(chǔ)礎(chǔ)知知識識12.4.2維維修修性性設(shè)設(shè)計計產(chǎn)品品的的維維修修性性是是設(shè)設(shè)計計出出來來的的。。維修修性性定定性性設(shè)設(shè)計計主主要要有有：：簡簡化化設(shè)設(shè)計計、、可可達達性性設(shè)設(shè)計計、、標標準準化化互互換換性性與與模模塊塊化化設(shè)設(shè)計計、、防防差差錯錯及及識識別別標標志志設(shè)設(shè)計計、、維維修修安安全全設(shè)設(shè)計計、、故故障障檢檢測測設(shè)設(shè)計計、、維維修修中中人人素素工工程程設(shè)設(shè)計計等等。。第12章章可靠靠性性基基礎(chǔ)礎(chǔ)知知識識(1)簡簡化化設(shè)設(shè)計計：：盡盡可可能能采采用用最最簡簡單單的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)和和外外形形,以以降降低低對對使使用用和和維維修修人人員員的的技技能能要要求求。。(2)可達達性性設(shè)設(shè)計計：：是是當當產(chǎn)產(chǎn)品品發(fā)發(fā)生生故故障障進進行行維維修修時時,容容易易接接近近需需維維修修部部位位的的設(shè)設(shè)計計。。(3)標準準化化、、互互換換性性與與模模塊塊化化設(shè)設(shè)計計。。(4)防差差錯錯及及識識別別標標志志設(shè)設(shè)計計。。(5)維修修安安全全性性設(shè)設(shè)計計。。(6)故障障檢檢測測設(shè)設(shè)計計。。(7)維修修中中的的人人素素工工程程設(shè)設(shè)計計。第12章章可靠靠性性基基礎(chǔ)礎(chǔ)知知識識12.5可可靠靠性性試試驗驗作用用：：調(diào)調(diào)查查、、分分析析和和評評價價的的手手段段目的的：：①①定定量量要要求求，，合合格格與與否否②保保證證可可靠靠性性，，實實現(xiàn)現(xiàn)可可靠靠性性增增長長分類類：：地點點————實實驗驗室室、、現(xiàn)現(xiàn)場場試試驗驗?zāi)康牡摹すこ坛淘囋囼烌?、、統(tǒng)統(tǒng)計計試試驗驗應(yīng)力力篩篩選選、、鑒鑒定定可靠靠性性增增長長、、驗驗收收第12章章可靠靠性性基基礎(chǔ)礎(chǔ)知知識識12.5.1環(huán)境境應(yīng)應(yīng)力力篩篩選選低于于極極限限的的環(huán)環(huán)境境應(yīng)應(yīng)力力，，模模擬擬真真實實條條件件。。剔除除早早期期故故障障，，100%篩選選12.5.2可靠靠性性增增長長暴露露產(chǎn)產(chǎn)品品薄薄弱弱環(huán)環(huán)節(jié)節(jié)，，改改進進薄薄弱弱環(huán)環(huán)節(jié)節(jié)，，提提高高可可靠靠性性Rs=R1*R2*·····*Rn=∏∏RiRs≤≤Min(Ri)第12章章可靠靠性性基基礎(chǔ)礎(chǔ)知知識識12.5.3可靠靠性性測測定定試試驗驗測定定產(chǎn)產(chǎn)品品的的R定時時、、定定數(shù)數(shù)截截尾尾MTBF→指指數(shù)數(shù)分分布布為為前前提提假假設(shè)設(shè)12.5.4可可靠靠性性鑒鑒定定試試驗驗開發(fā)發(fā)產(chǎn)產(chǎn)品品的的R———規(guī)規(guī)定定R要求求的的驗驗證證。。具有有代代表表性性的的產(chǎn)產(chǎn)品品，，規(guī)規(guī)定定的的條條件件，，定定型型依依據(jù)據(jù)國家標標準，，企業(yè)業(yè)標準準第12章可靠性性基礎(chǔ)礎(chǔ)知識識12.5.5驗收試試驗交付使使用產(chǎn)產(chǎn)品的的可靠靠性試試驗→→驗收收統(tǒng)計計試驗驗。序貫、、定時時、定定數(shù)截截尾抽樣試試驗。。第12章可靠性性基礎(chǔ)礎(chǔ)知識識12.6可靠性性管理理12.6.1基基本本原則則可靠性性管理理，從從系統(tǒng)統(tǒng)的觀觀點出出發(fā)，，用科科學(xué)的的計劃劃、組組織、、監(jiān)督督和控控制可靠性性活動開開展，，以最最少的的資源源實現(xiàn)現(xiàn)用戶戶要求求的可靠性性。系統(tǒng)的的，全全過程程，自自上而而下，，突出出重點點：設(shè)設(shè)計、、試驗驗（薄薄弱環(huán)環(huán)節(jié)））第12五章章可靠性性基礎(chǔ)礎(chǔ)知識識12.6.2管管理理的四四項主主要內(nèi)內(nèi)容計劃：：分析確確定目目標，，制定定實施施要求求，準準備