質(zhì)量管理培訓(xùn)教程可靠性靠性目的和要求理解可靠性及其評(píng)價(jià)尺度

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(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(jiàn)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(cè)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(jiàn)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(gè)重要指標(biāo)；通常人們說(shuō)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)。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(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力?！笨煽啃缘乃拇笠兀?/p>

（1）可靠性對(duì)象。（2）規(guī)定的條件。（3）規(guī)定的時(shí)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(guó)的宇宙飛船阿波羅工程有700萬(wàn)只元器件和零件，參加人數(shù)達(dá)42萬(wàn)人，參與制造的廠家達(dá)1萬(wàn)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(wèn)題特別突出，不專(zhuān)門(mén)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(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)理論基礎(chǔ)上，以零件、產(chǎn)品、或系統(tǒng)失效規(guī)律為基本研究?jī)?nèi)容的一門(mén)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(jì)、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(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(wú)論是人民群眾的生活，國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要出發(fā)，還是從國(guó)防、科研的需要出發(fā)，研究可靠性問(wèn)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(jì)；圖論與隨機(jī)過(guò)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(chǎng)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(shù)分析法(ETA)；故障樹(shù)分析法(FTA)；可靠性綜合評(píng)估?？稍嚳框?yàn)性環(huán)境試驗(yàn)；壽命試驗(yàn)；篩選試驗(yàn)?？山炭坑耘e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(zhuān)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(kāi)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(chǎng)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(hù)調(diào)查和反饋?？煽啃詷?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1/10/2023可靠靠性性工工程程的的基基本本任任務(wù)務(wù)可靠靠性性工工程程貫貫穿穿于于產(chǎn)產(chǎn)品品設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)、、生生產(chǎn)產(chǎn)和和使使用用各各個(gè)個(gè)階階段段，，其其基基本本任任務(wù)務(wù)為為：：根據(jù)據(jù)可可靠靠性性定定義義內(nèi)內(nèi)容容，，對(duì)對(duì)產(chǎn)產(chǎn)品品可可靠靠性性提提出出明明確確的量量化化要要求求；；尋找找提提高高產(chǎn)產(chǎn)品品可可靠靠性性的的途途徑徑；；在滿(mǎn)滿(mǎn)足足產(chǎn)產(chǎn)品品規(guī)規(guī)定定的的可可靠靠性性前前提提下下，，盡盡量量降降低低產(chǎn)產(chǎn)品品的的重重量量、、體體積積和和費(fèi)費(fèi)用用；；12/29/2022二、可可靠性性的評(píng)評(píng)價(jià)尺尺度最主要要的評(píng)評(píng)價(jià)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(píng)評(píng)價(jià)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(shí)時(shí)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(lái)表表示。。由于可可靠度度常常常是時(shí)時(shí)間的的函數(shù)數(shù)，因因此又又稱(chēng)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(chēng)稱(chēng)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可靠度的的分類(lèi)固有可靠靠度R1：設(shè)備在設(shè)設(shè)計(jì)、制制造過(guò)程程中形成成的可靠靠度；使用可靠靠度R2：設(shè)備在使使用過(guò)程程中，使使用者的的操作及及維護(hù)能能力，環(huán)環(huán)境、運(yùn)運(yùn)輸和保管等等使用條條件對(duì)降降低固有有可靠度度的概率率；工作可靠靠度R0：設(shè)備在規(guī)規(guī)定條件件和規(guī)定定時(shí)間內(nèi)內(nèi)履行規(guī)規(guī)定功能能的概率率；R0=R1×R2可靠度12/29/2022二、可靠靠性的評(píng)評(píng)價(jià)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(shí)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(shí)時(shí)，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(shí)間tmax（4）修修復(fù)率μμ（t））（5）平平均修復(fù)復(fù)時(shí)間（（MTTR）12/29/2022二、可靠性的的評(píng)價(jià)尺度故障率*故障率又稱(chēng)為為失效率，是是指產(chǎn)品工作作到某一時(shí)刻刻時(shí)，在單位位時(shí)間內(nèi)失效效或出現(xiàn)故障障的概率，常常用λ(t)。在給定的時(shí)間間區(qū)間[t1，t2]內(nèi)，故障概概率可以用不不可靠度函數(shù)數(shù)表示為在給定的時(shí)間間區(qū)間[t1，t2]內(nèi)內(nèi)，系統(tǒng)故障障發(fā)生的比率率稱(chēng)為該區(qū)間間的平均故障障率；當(dāng)故障障率定義為給給定的區(qū)間[t，t＋△△t]趨近于于零時(shí)，此時(shí)時(shí)的故障率為為瞬時(shí)故障率率，簡(jiǎn)稱(chēng)為故故障率。12/29/2022可靠性的其它它特征量平均故障間隔隔期MTBF：兩次相鄰故障障間隔內(nèi)正常常工作的平均均時(shí)間，通常常用于表示可修復(fù)設(shè)備的的可靠性；平均壽命MTTF：是指設(shè)備從使使用到失效為為止的使用時(shí)時(shí)間平均值；；常用于表表示不可修復(fù)設(shè)備備的可靠性故障率λ：設(shè)備工作到某某一時(shí)刻時(shí)，，在單位時(shí)間間內(nèi)失效或出出現(xiàn)故障的概概率，常用λλ(t)可靠性的基本本概念12/29/2022可靠靠度度函函數(shù)數(shù)設(shè)備備平平均均壽壽命命12/29/2022A——早早期期故故障障期期；；B——偶偶然然故故障障期期；；C——耗耗損損故故障障期期；；D——使使用用壽壽命命對(duì)于于可可修修復(fù)復(fù)的的產(chǎn)產(chǎn)品品在在不不進(jìn)進(jìn)行行預(yù)預(yù)防防性性維維修修時(shí)時(shí)，，或或者者對(duì)對(duì)于于不不可可修修復(fù)復(fù)產(chǎn)產(chǎn)品品在在投投入入使使用用后后出出現(xiàn)現(xiàn)的的故故障障率率變變化化情情況況，，其其故故障障率率曲曲線(xiàn)線(xiàn)為為““浴浴盆盆曲曲線(xiàn)線(xiàn)””12/29/2022故障率曲曲線(xiàn)分析析“浴盆曲線(xiàn)線(xiàn)”。A早期故故障期：：產(chǎn)品早期期故障反反映了設(shè)設(shè)計(jì)、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(chēng)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(lái)消消除。12/29/2022故障率率曲線(xiàn)線(xiàn)分析析D正常常工作作期：：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(shí)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(guò)載載、碰碰撞等等，因因此這這個(gè)時(shí)時(shí)期又又叫偶偶然失失效期?？煽啃孕匝芯康闹刂攸c(diǎn)，在于于延長(zhǎng)正常常工作期的的長(zhǎng)度。12/29/2022故障率曲線(xiàn)線(xiàn)分析C損耗時(shí)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(kāi)開(kāi)始的時(shí)間間，通過(guò)加加強(qiáng)維修，，在此時(shí)間間開(kāi)始之前前就及時(shí)將將陳舊損壞壞的零件更更換下來(lái)，，可使故障障率下降，，也就是說(shuō)說(shuō)可延長(zhǎng)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(shí)或10-9小時(shí)(稱(chēng)10-9小時(shí)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(jiàn)故障分布布及其故障率率函數(shù)12/29/2022一、指數(shù)分布布及其故障率率函數(shù)指數(shù)分布函數(shù)數(shù)（應(yīng)用最廣廣）指數(shù)分布的故故障前時(shí)間t的概率密度度函數(shù)和累積積分布函數(shù)分分別為式中λ表示故故障（失效））率，是指數(shù)數(shù)分布的主要要參數(shù)。指數(shù)分布的可可靠度函數(shù)為為12/29/2022指數(shù)分布的故故障率函數(shù)指數(shù)分布函數(shù)數(shù)的故障率函函數(shù)為一個(gè)常常數(shù)，是平均均壽命（MTBF）的倒倒數(shù)。平均故障間隔隔時(shí)間為1/λ。一、指數(shù)分布布及其故障率率函數(shù)12/29/2022指數(shù)分布例題題例10-1：：一元件壽命命服從指數(shù)分分布，其平均均壽命(θ)為2000小時(shí)，求故故障率λ及求求可靠度R(100)=?R(1000)=?解：(小時(shí))此元件在100小時(shí)時(shí)的可靠靠度為0.95，而在1000小時(shí)時(shí)的可靠靠度為0.60。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)分分布布的的““無(wú)無(wú)記記憶憶性性””如果果某某產(chǎn)產(chǎn)品品的的工工作作時(shí)時(shí)間間服服從從指指數(shù)數(shù)分分布布時(shí)時(shí)，，從從開(kāi)開(kāi)始始到到工工作作一一段段時(shí)時(shí)間間t0內(nèi)內(nèi)，，其其可可靠靠度度為為R，，工工作作時(shí)時(shí)間間t0結(jié)結(jié)束束后后，，產(chǎn)產(chǎn)品品仍仍然然可可以以工工作作，，在在下下一一個(gè)個(gè)工工作作時(shí)時(shí)間間間間隔隔t0內(nèi)內(nèi)，，該該系系統(tǒng)統(tǒng)仍仍然然和和新新的的一一樣樣，，其其可可靠靠度度仍仍為為。。即即前前一一個(gè)個(gè)故故障障對(duì)對(duì)下下一一個(gè)個(gè)故故障障無(wú)無(wú)后后效效作作用用。。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)如果果系系統(tǒng)統(tǒng)已已經(jīng)經(jīng)工工作作了了t0時(shí)時(shí)間間后后，，其其在在t0以以后后的的工工作作時(shí)時(shí)間間t的的可可靠靠度度可可用用條條件件概概率率來(lái)來(lái)表表示示為為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)正態(tài)態(tài)分分布布的的特特性性正態(tài)態(tài)分分布布在在機(jī)機(jī)械械可可靠靠性性設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)中中大大量量應(yīng)應(yīng)用用，，如如材材料料強(qiáng)強(qiáng)度度、、磨磨損損壽壽命命、、齒齒輪輪輪輪齒齒彎彎曲曲、、疲疲勞勞強(qiáng)強(qiáng)度度以以及及難難以以判判斷斷其其分分布布的的場(chǎng)場(chǎng)合合。。正態(tài)態(tài)分分布布的的故故障障概概率率密密度度正態(tài)態(tài)分分布布的的累累積積分分布布函函數(shù)數(shù)可靠靠度度函函數(shù)數(shù)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)標(biāo)準(zhǔn)正正態(tài)分分布將正態(tài)態(tài)分布布曲線(xiàn)線(xiàn)的均均值移移至零零處，，使μμ＝0，又又使標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)離離差σσ＝1，則則得到到標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)正態(tài)態(tài)分布布，表表示為為N（（0，，1））。正態(tài)分分布的的可靠靠度函函數(shù)用用標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)正態(tài)態(tài)分布布的形形式表表示為為：12/29/2022二、正態(tài)分分布及其故故障率函數(shù)數(shù)正態(tài)分布的的故障率函函數(shù)：用標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)態(tài)分布形式式表示為：：12/29/2022正態(tài)分布例例題1從某批故障障服從正態(tài)態(tài)分布的儀儀器中抽取取5臺(tái)進(jìn)行行壽命試驗(yàn)驗(yàn)，各臺(tái)儀儀器到發(fā)生生故障的時(shí)時(shí)間分別為為10.5,11,11.2,12.5,12.8(103h),試試求該批批儀器工工作12×103h時(shí)的可可靠度。。解：12/29/2022三、對(duì)數(shù)數(shù)正態(tài)分分布及其其故障率率函數(shù)對(duì)數(shù)正態(tài)態(tài)分布函函數(shù)如果隨機(jī)機(jī)變量t的對(duì)數(shù)數(shù)x＝lnt服服從正態(tài)態(tài)分布，，則t為為對(duì)數(shù)正正態(tài)分布布，對(duì)數(shù)數(shù)正態(tài)分分布的故故障概率率密度函函數(shù)和累累計(jì)分布布函數(shù)為為，t≥012/29/2022三、對(duì)數(shù)正態(tài)態(tài)分布及其故故障率函數(shù)對(duì)數(shù)正態(tài)分布布的故障密度度函數(shù)對(duì)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(shí)間隨隨機(jī)變量t的自然對(duì)數(shù)數(shù)lnt的均均值和標(biāo)準(zhǔn)離離差。12/29/2022威布爾分布應(yīng)應(yīng)用比較廣泛泛，常用來(lái)描描述材料疲勞勞失效、軸承承失效等壽命命分布的。正態(tài)分布、指指數(shù)分布、瑞瑞利分布等都都可以看作是是威布爾分布布的特例。四、威布爾分分布及其故障障率函數(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(chēng)稱(chēng)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(xiàn)線(xiàn)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(gè)個(gè)威威布布爾爾參參數(shù)數(shù)對(duì)對(duì)威威布布爾爾分分布布曲曲線(xiàn)線(xiàn)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、、伯伯努努利利試試驗(yàn)驗(yàn)和和二二項(xiàng)項(xiàng)分分布布對(duì)試試驗(yàn)驗(yàn)E重重復(fù)復(fù)進(jìn)進(jìn)行行一一系系列列試試驗(yàn)驗(yàn)，，如如果果在在每每次次試試驗(yàn)驗(yàn)中中只只有有兩兩種種可可能能的的結(jié)結(jié)果果，，而而且且結(jié)結(jié)果果是是相相互互獨(dú)獨(dú)立立的的；；每每次次試試驗(yàn)驗(yàn)是是獨(dú)獨(dú)立立進(jìn)進(jìn)行行的的，，與與其其它它次次試試驗(yàn)驗(yàn)的的結(jié)結(jié)果果無(wú)無(wú)關(guān)關(guān)；；每每次次試試驗(yàn)驗(yàn)事事件件發(fā)發(fā)生生的的概概率率在在整整個(gè)個(gè)試試驗(yàn)驗(yàn)中中是是相相同同的的。。只只要要滿(mǎn)滿(mǎn)足足這這些些條條件件的的試試驗(yàn)驗(yàn)就就為為伯伯努努利利試試驗(yàn)驗(yàn)。。伯伯努努利利試試驗(yàn)驗(yàn)中中，，事事件件發(fā)發(fā)生生的的次次數(shù)數(shù)稱(chēng)稱(chēng)為為隨隨機(jī)機(jī)事事件件，，它它服服從從二二項(xiàng)項(xiàng)分分布布，，二二項(xiàng)項(xiàng)分分布布是是一一種種離離散散型型分分布布。。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(gè)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(shí)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(mén)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(gè)個(gè)產(chǎn)品品的試試驗(yàn)中中，僅僅僅允允許r個(gè)試試驗(yàn)驗(yàn)失效效，則則通過(guò)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)的概概率為為例題12/29/2022六、泊松分分布對(duì)于二項(xiàng)分分布，當(dāng)p較小(p≤0.1),而n較大(n≥50)時(shí),可用用泊松分布布近似二項(xiàng)項(xiàng)分布。如果對(duì)n個(gè)個(gè)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(gè)產(chǎn)產(chǎn)品失效效，則通過(guò)過(guò)試驗(yàn)的概概率可靠度和計(jì)計(jì)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、泊松分分布例題：某零件的壽壽命服從指指數(shù)分布，，其故障率率λ=0.0001次/小時(shí)時(shí)，在系統(tǒng)運(yùn)運(yùn)轉(zhuǎn)5000小時(shí)之之內(nèi)需要用用備件更換換零件，現(xiàn)現(xiàn)有備件2個(gè)，試試求系統(tǒng)正正常運(yùn)轉(zhuǎn)的的可靠度。。解：12/29/2022七、、伽伽馬馬分分布布及及其其故故障障率率函函數(shù)數(shù)伽馬馬分分布布的的故故障障密密度度函函數(shù)數(shù)（ηη是是形形狀狀參參數(shù)數(shù)，，λλ是是尺尺度度參參數(shù)數(shù)））t≥≥0，，ηη＞＞0，，λλ＞＞0伽馬馬分分布布的的可可靠靠度度函函數(shù)數(shù)伽馬馬分分布布的的故故障障率率函函數(shù)數(shù)為為12/29/2022第三節(jié)系系統(tǒng)可靠性分分析模型12/29/2022可靠性模型指指的是系統(tǒng)可可靠性邏輯框框圖(也稱(chēng)可可靠性性方框圖)及及其數(shù)學(xué)模型型。原理圖表示系系統(tǒng)中各部分分之間的物理理關(guān)系。而可可靠性邏輯圖圖則表示系統(tǒng)統(tǒng)中各部分之之間的功能關(guān)關(guān)系，即用簡(jiǎn)簡(jiǎn)明扼要的直直觀方法表現(xiàn)現(xiàn)能使系統(tǒng)完完成任務(wù)的各各種串—并——旁聯(lián)方框的的組合。12/29/2022邏輯圖圖和原原理圖圖了解系系統(tǒng)中中各個(gè)個(gè)部分分(或或單元元)的的功能能和它它們相相互之之間的的聯(lián)系系以及及對(duì)整整個(gè)系系統(tǒng)的的作用用和影影響對(duì)對(duì)建立立系統(tǒng)統(tǒng)的可可靠性性數(shù)學(xué)學(xué)模型型、完完成系系統(tǒng)的的可靠靠性設(shè)設(shè)計(jì)、、分配配和預(yù)預(yù)測(cè)都都具有有重要要意義義。借借助于于可靠靠性邏邏輯圖圖可以以精確確地表表示出出各個(gè)個(gè)功能能單元元在系系統(tǒng)中中的作作用和和相互互之間間的關(guān)關(guān)系。。雖然然根據(jù)據(jù)原理理圖也也可以以繪制制出可可靠性性邏輯輯圖，，但并并不能能將它它們二二者等等同起起來(lái)。。12/29/2022邏輯圖圖和原原理圖圖例如，為為了獲得得足夠的的電容量量，常將將三個(gè)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(gè)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。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(gè)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。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。c1c2c3c1c2c3可靠性框圖12/29/2022在建立可靠靠性邏輯圖圖時(shí)，必須須注意與工工作原理圖圖的區(qū)別。。畫(huà)可靠性邏邏輯圖，首首先應(yīng)明確確系統(tǒng)功能能是什么，，也就是要要明確系統(tǒng)統(tǒng)正常工作作的標(biāo)準(zhǔn)是是什么，同同時(shí)還應(yīng)弄弄清部件A、B正常工作時(shí)時(shí)應(yīng)處的狀狀態(tài)。12/29/2022可靠性邏輯輯框圖按級(jí)級(jí)展開(kāi)abdce42135ⅠⅤⅡⅢⅣⅥⅦⅧCLRXXDD?、ⅱ＂は到y(tǒng)級(jí)分系統(tǒng)級(jí)設(shè)備級(jí)部件級(jí)組件級(jí)12/29/2022可靠性性模型型的作作用若已知知組件件中各各單元元的可可靠性性指標(biāo)標(biāo)(如如可靠靠度、、故障障率或或MTBF等)，即即可由由下一一級(jí)的的邏輯輯框圖圖及數(shù)數(shù)學(xué)模模型計(jì)計(jì)算上上一級(jí)級(jí)的可可靠性性指標(biāo)標(biāo)，這這樣逐逐級(jí)向向上推推，直直到算算出系系統(tǒng)的的可靠靠性指指標(biāo)。。這就就是利利用系系統(tǒng)可可靠性性模型型及已已知的的單元元可靠靠性指指標(biāo)預(yù)預(yù)計(jì)或或估計(jì)計(jì)系統(tǒng)統(tǒng)可靠靠性指指標(biāo)的12/29/2022系統(tǒng)統(tǒng)可可靠靠性性模模型型圖7-9可靠性模型分類(lèi)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(jiǎn)單12/29/2022系統(tǒng)可靠靠性模型型——串串聯(lián)模型型一、串聯(lián)聯(lián)模型組成系統(tǒng)統(tǒng)的所有有單元中中任一單單元的故故障就會(huì)會(huì)導(dǎo)致整整個(gè)系統(tǒng)統(tǒng)故障的的系統(tǒng)稱(chēng)稱(chēng)串聯(lián)系系統(tǒng)。它它屬于非非貯備可可靠性模模型，其其邏輯框框圖如圖圖所示。。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(huì)會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系系統(tǒng)失效或出出現(xiàn)故障的系系統(tǒng)稱(chēng)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)模型的的可靠度計(jì)計(jì)算根據(jù)概率計(jì)計(jì)算的基本本規(guī)則，可可得串聯(lián)系系統(tǒng)中可靠靠度的表達(dá)達(dá)式為：系統(tǒng)可靠性性模型———串聯(lián)模型型式中Rs(t)——系統(tǒng)統(tǒng)的可靠度度；Ri(t)——第i個(gè)單元的可可靠度。12/29/2022若各單元的的壽命分布布均為指數(shù)數(shù)分布，即即式中λs——系統(tǒng)的的故障率；；λi——各單元元的故障率率。系統(tǒng)可靠性性模型———串聯(lián)模型型串聯(lián)模型的的可靠度計(jì)計(jì)算12/29/2022系統(tǒng)統(tǒng)的的平平均均故故障障間間隔隔時(shí)時(shí)間間為為若串串聯(lián)聯(lián)系系統(tǒng)統(tǒng)中中各各單單元元的的壽壽命命為為指指數(shù)數(shù)分分布布時(shí)時(shí)，，系系統(tǒng)統(tǒng)的的壽命命也也為為指指數(shù)數(shù)分分布布。。由于于Ri(t)是個(gè)個(gè)小小于于1的數(shù)數(shù)值值，，它它的的連連乘乘積積就就更更小小，，所所以以串串聯(lián)聯(lián)的的單單元元越越多多，，系系統(tǒng)統(tǒng)可可靠靠度度越越低低。。串串聯(lián)聯(lián)單單元元越越多多，，則則MTBFs也越越小小。。串聯(lián)聯(lián)模模型型的的可可靠靠度度計(jì)計(jì)算算系統(tǒng)統(tǒng)可可靠靠性性模模型型————串串聯(lián)聯(lián)模模型型12/29/2022并聯(lián)聯(lián)模模型型的的可可靠靠性性框框圖圖組成成系系統(tǒng)統(tǒng)的的所所有有子子系系統(tǒng)統(tǒng)或或單單元元都都失失效效或或出出現(xiàn)現(xiàn)故故障障時(shí)時(shí)才才會(huì)會(huì)失失效效或或出出現(xiàn)現(xiàn)故故障障的的系系統(tǒng)統(tǒng)稱(chēng)稱(chēng)為為并并聯(lián)聯(lián)系系統(tǒng)統(tǒng)。。并聯(lián)模型的可可靠度計(jì)算公公式系統(tǒng)可靠性模模型——并聯(lián)聯(lián)模型12/29/2022組成系統(tǒng)的n個(gè)單元中，不不發(fā)生故障的的單元數(shù)不少少于r(r為介于1和n之間的某個(gè)數(shù)數(shù))系統(tǒng)就不會(huì)故故障，這樣的的系統(tǒng)稱(chēng)為r/n系統(tǒng)。它屬于于工作貯備模模型。如四臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)的飛機(jī)，必必須有二臺(tái)或或二臺(tái)以上發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)正常工工作，飛機(jī)才才能安全飛行行，這就是4中取2系統(tǒng)統(tǒng)。系統(tǒng)可靠性模模型——n中取r模型型(r/n)12/29/2022當(dāng)n個(gè)單元元都相相同時(shí)時(shí)，其其可靠靠度可可按二二項(xiàng)展展開(kāi)式式計(jì)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(gè)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(gè)單元正正常工作作，一個(gè)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。

12/29/2022串—并聯(lián)混合合模型的可靠靠性框圖把若干個(gè)串聯(lián)聯(lián)系統(tǒng)或并聯(lián)聯(lián)系統(tǒng)重復(fù)地地加以串聯(lián)或或并聯(lián)，得到到更復(fù)雜的可可靠性結(jié)構(gòu)模模型，稱(chēng)為串串—并聯(lián)混合合系統(tǒng)。串—并聯(lián)混合合模型，是基基本串聯(lián)和并并聯(lián)系統(tǒng)組合合，對(duì)于其可可靠性的計(jì)算算，可以連續(xù)續(xù)地用串聯(lián)和和并聯(lián)的基本本公式來(lái)分析析計(jì)算。系統(tǒng)可靠性模模型——串—并聯(lián)混合合模型12/29/2022例某系系統(tǒng)由7個(gè)單單元串并聯(lián)組組成，如圖所所示，已知這這7個(gè)單元的的可靠度為R1＝R2＝＝R3＝R4＝R5＝R6＝R7＝＝0.91，，試求該系統(tǒng)統(tǒng)的可靠度。。解：首先計(jì)算U2和U3、、U4和U5組成的串聯(lián)子子系統(tǒng)U23和U45的可靠度分別別為12/29/2022然后計(jì)算U23和U45再并聯(lián)聯(lián)的子子系統(tǒng)統(tǒng)U2345以及U6和U7組成的的并聯(lián)聯(lián)子系系統(tǒng)U67的可靠靠度分分別為為整個(gè)個(gè)系系統(tǒng)統(tǒng)就就由由單單元元U1、U2345和U67串聯(lián)聯(lián)組組成成，，故故得得整整個(gè)個(gè)系系統(tǒng)統(tǒng)的的可可靠靠度度為為12/29/2022系統(tǒng)可可靠性性模型型———復(fù)雜系系統(tǒng)模模型對(duì)于復(fù)復(fù)雜系系統(tǒng)的的可靠靠度計(jì)計(jì)算，，常常常采用用狀態(tài)態(tài)枚舉舉法（（或稱(chēng)稱(chēng)為真真值表表法））、全全概率率公式式法（（或稱(chēng)稱(chēng)為分分解法法）、、路徑徑枚舉舉法等等。12/29/2022第四節(jié)節(jié)可可靠靠性分分析方方法12/29/2022可靠性性分析析方法法系統(tǒng)可可靠性性分析析是利利用歸歸納、、演繹繹的方方法對(duì)對(duì)系統(tǒng)統(tǒng)可能能發(fā)生生的故故障進(jìn)進(jìn)行研研究，，研究究故障障的原原因、、后果果和影影響及及危害害程度度，確確定薄薄弱環(huán)環(huán)節(jié)，，并預(yù)預(yù)測(cè)系系統(tǒng)的的可靠靠性，，從而而為系系統(tǒng)設(shè)設(shè)計(jì)提提供改改進(jìn)建建議。。常用的的分析析方法法有故故障模模式及及影響響分析析（FMEA）），以以及故故障模模式、、故障障影響響及危危害性性分析析（FMECA）和和故障障樹(shù)分分析（（FTA））。12/29/2022失效產(chǎn)品在規(guī)規(guī)定條件件下，不不能完成成既定的的功能在規(guī)定條條件下，，產(chǎn)品參參數(shù)值不不能維持持在規(guī)定定的上下下限之間間產(chǎn)品在工工作范圍圍內(nèi)，導(dǎo)導(dǎo)致零組組件的破破裂、斷斷裂、卡卡死、損損壞等一、故障障模式及及影響分分析(FMEA)故障模式式及影響響分析12/29/2022FMEA起始于于60年年代航空空航天工工業(yè)項(xiàng)目目。1974年美海海軍用于于艦艇裝裝備的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)《艦艦艇裝備備的失效效模式和和后果分分析實(shí)施施程》，，首先將將它用于于軍事項(xiàng)項(xiàng)目合約約。1970年晚晚期，汽車(chē)工工業(yè)將FMEA作為在對(duì)對(duì)其零件設(shè)計(jì)計(jì)和生產(chǎn)制造造的會(huì)審項(xiàng)目目的一部分。。1980年初初，產(chǎn)品事故故責(zé)任的費(fèi)用用突升和不斷斷的法庭起訴訴事件發(fā)生，，使FMEA成為降低事事故的不可或或缺的重要工工具。并由開(kāi)開(kāi)始的500多家公司擴(kuò)擴(kuò)展到其供應(yīng)應(yīng)商。統(tǒng)計(jì)表表明，全面實(shí)實(shí)施FMEA能避免許多多回收事件的的發(fā)生1993年包括美美國(guó)三大汽車(chē)車(chē)公司和美國(guó)國(guó)質(zhì)量管理協(xié)協(xié)會(huì)在內(nèi)的，，美汽車(chē)工業(yè)業(yè)行動(dòng)集團(tuán)組組織采用、編編制了FMEA參考手冊(cè)冊(cè)。一、故障模式式及影響分析析(FMEA)12/29/2022一、故障模模式及影響響分析(FMEA)故障模式及及影響分析析實(shí)施步驟驟（FailureModeandEffectAnalysis，F(xiàn)MEA）（1）根據(jù)據(jù)設(shè)計(jì)文件件，弄清所所有零部件件、接口的的工作參數(shù)數(shù)及其功能能，從各方方面全面確確定產(chǎn)品的的定義，并并按重要度度遞減的原原則分別考考慮產(chǎn)品的的每一種工工作模式（（即工作狀狀態(tài)）；（2）針對(duì)對(duì)每一種工工作模式分分別畫(huà)出系系統(tǒng)的功能能原理圖和和可靠性框框圖；（3）確定定分析的范范圍，列出出每一個(gè)部部件、零件件與接口明明顯和潛在在的故障模模式、發(fā)生生的原因與與影響；12/29/2022一、故障模模式及影響響分析(FMEA)（4）按可可能的最壞壞結(jié)果評(píng)定定每一種故故障模式的的危害性級(jí)級(jí)別；（5）研究究檢測(cè)每一一種故障模模式的方法法；（6）針對(duì)對(duì)各種故障障模式，找找出故障原原因，提出出可能的補(bǔ)補(bǔ)救措施或或預(yù)防措施施；（7）提出出修改設(shè)計(jì)計(jì)或采取其其它措施的的建議，同同時(shí)指出設(shè)設(shè)計(jì)更改或或其它措施施對(duì)各方面面的影響；；（8）寫(xiě)出出分析報(bào)告告，總結(jié)設(shè)設(shè)計(jì)上無(wú)法法改正的問(wèn)問(wèn)題，并說(shuō)說(shuō)明預(yù)防故故障或控制制故障危險(xiǎn)險(xiǎn)性的必要要措施。12/29/2022一、故障模模式及影響響分析(FMEA)FMEA的的用途：FMEA分分析每一個(gè)個(gè)的所有故故障模式，，用于單一一故障分析析，采用歸歸納方法進(jìn)進(jìn)行分析。。該方法只只能進(jìn)行定定性分析，，但由于FMEA分分析法容易易掌握，因因此被廣泛泛接受，已已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化化。其缺點(diǎn)點(diǎn)是只能分分析硬件，，花費(fèi)時(shí)間間較多，經(jīng)經(jīng)常不能考考慮故障與與人為因素素的關(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(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SODRPN12/29/2022FMEA目目的的：：1、、發(fā)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)、、評(píng)評(píng)價(jià)價(jià)產(chǎn)產(chǎn)品品/過(guò)過(guò)程程中中潛潛在在的的失失效效及及其其后后果果；；2、、找找到到能能夠夠避避免免或或減減少少這這些些潛潛在在失失效效的的措措施施；；3、、將將以以上上述述過(guò)過(guò)程程文文件件化化。。FMEA是是對(duì)對(duì)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)過(guò)過(guò)程程的的完完善善，，以以明明確確什什么么樣樣的的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)才才能能滿(mǎn)滿(mǎn)足足顧顧客客的的需需求求。。12/29/2022功能？特性或要求是什么會(huì)有什么問(wèn)題？—無(wú)功能—部分功能—功能過(guò)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(guò)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12/29/2022FMEA的的應(yīng)用：1、設(shè)計(jì)DFMEA：針對(duì)產(chǎn)品本本身，產(chǎn)品品設(shè)計(jì)、開(kāi)開(kāi)發(fā)時(shí)期的的分析技術(shù)術(shù)。主要是是設(shè)計(jì)工程程師和其小小組應(yīng)用。。2、過(guò)程PFMEA：針對(duì)產(chǎn)品的的實(shí)現(xiàn)過(guò)程程，過(guò)程開(kāi)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的的分析技術(shù)術(shù)。主要是是過(guò)程(制制造)工程程師和其小小組的應(yīng)用用。3程序/項(xiàng)項(xiàng)目FMEA：針對(duì)程序/項(xiàng)目，程程序/項(xiàng)目目開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)計(jì)的分析技技術(shù)。12/29/2022FMEA的的實(shí)施：FMEA應(yīng)該是“事事前”行動(dòng)動(dòng)，而非““事后”工工作；D-FMEA在設(shè)計(jì)計(jì)(圖紙、、規(guī)范)完完成之前P-FMEA在過(guò)程程設(shè)計(jì)確定定之前。FMEA依依靠小組的的努力。典典型的FMEA小組組可以由設(shè)設(shè)計(jì)、制造造、裝配、、質(zhì)量等有有豐富經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)的工程技技術(shù)人員組組成。全面面的事先FMEA分分析，可方方便、經(jīng)濟(jì)濟(jì)地進(jìn)行早早期更改。。即對(duì)產(chǎn)品品規(guī)范/過(guò)過(guò)程方案和和控制進(jìn)行行較容易、、低成本地地修改，減減輕事后修修改的浪費(fèi)費(fèi)和對(duì)進(jìn)度度的影響。。FMEA是一個(gè)永永不停止、、相互作用用的持續(xù)改改進(jìn)的過(guò)程程。12/29/2022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(shù)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(duì)對(duì)象不不同：：DFMEA是針針對(duì)產(chǎn)產(chǎn)品的的系統(tǒng)統(tǒng)、子子系統(tǒng)統(tǒng)和零零部件件進(jìn)行行分析析；PFMEA是針針對(duì)制制造過(guò)過(guò)程的的每一一個(gè)作作業(yè)步步驟進(jìn)進(jìn)行分分析；；潛在失失效模模式不不同：：DFMEA的失失效模模式是是從產(chǎn)產(chǎn)品的的項(xiàng)目目/功功能上上思考考會(huì)發(fā)發(fā)生什什么問(wèn)問(wèn)題，，描述述的是是產(chǎn)品品功能能失效效所出現(xiàn)的的現(xiàn)象象；PFMEA的失失效模模式是是從作作業(yè)上上思考考會(huì)發(fā)發(fā)生什什么問(wèn)問(wèn)題，，描述述的是是作業(yè)業(yè)過(guò)程程失效效所出出現(xiàn)的的現(xiàn)象象；潛在失失效后后果不不同：：DFMEA的失失效后后果主主要是是對(duì)最最終顧顧客的的影響響，也也包括括對(duì)制制造的的影響響；PFMEA的失失效后后果除除了對(duì)對(duì)最終終顧客客的影影響，，還必必須考考慮對(duì)對(duì)下一一道工工序的的影響響12/29/2022PFMEA的的目目的的1、、幫幫助助分分析析新新/更更改改(或或改改進(jìn)進(jìn)的的需需要要)的的制制造造和和裝裝配配過(guò)過(guò)程程。。2、、確確保保存存在在的的和和潛潛在在的的制制造造和和/或或裝裝配配過(guò)過(guò)程程失失效效模模式式和和影影響響都都得得了了考考慮慮。。3、、評(píng)評(píng)價(jià)價(jià)失失效效對(duì)對(duì)顧顧客客的的潛潛在在影影響響。。4、、確確定定過(guò)過(guò)程程缺缺陷陷，，提提出出可可能能的的原原因因，，針針對(duì)對(duì)原原因因提提出出控控制制措措施施。。5、、消消除除或或降降低低生生產(chǎn)產(chǎn)不不可可接接受受產(chǎn)產(chǎn)品品的的頻頻率率。。6、、增增強(qiáng)強(qiáng)對(duì)對(duì)不不可可接接受受產(chǎn)產(chǎn)品品的的可可探探測(cè)測(cè)度度。。7、、確確定定關(guān)關(guān)鍵鍵特特性性和和重重要要特特性性，，以以便便編編制制完完整整的的過(guò)過(guò)程程控控制制計(jì)計(jì)劃劃。。8、、建建立立過(guò)過(guò)程程改改進(jìn)進(jìn)的的優(yōu)優(yōu)先先順順序序。。9、、提提供供過(guò)過(guò)程程開(kāi)開(kāi)發(fā)發(fā)文文件件，，為為今今后后開(kāi)開(kāi)發(fā)發(fā)制制造造和和裝裝配配過(guò)過(guò)程程提提供供指指導(dǎo)導(dǎo)12/29/2022DFMEA與PFMEA的區(qū)區(qū)別潛在失效效原因不不同：DFMEA是從從產(chǎn)品的的設(shè)計(jì)角角度去分分析；PFMEA是針針對(duì)作業(yè)業(yè)的失誤誤進(jìn)行分分析；如如：扭矩矩、焊接接、熱處處理、定定位、漏漏裝、錯(cuò)錯(cuò)裝、工工具磨損損等過(guò)程控制制方法不不同：防錯(cuò)、SPC、、首件檢檢查、制制程中抽抽查、成成品全檢檢；分析完成成時(shí)間不不同：DFMEA在設(shè)設(shè)計(jì)概念念最終形形成之時(shí)時(shí)或之前前，最終終在產(chǎn)品品加工圖圖樣完成成之前全全部結(jié)束束；PFMEA是在可可行性分分析階段段或之前前開(kāi)始，，并在生生產(chǎn)用工工裝到位位之前完完成。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(guò)修改改設(shè)計(jì)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、故障模模式、故障障影響及危危害性分析析（FMECA）危害度數(shù)字字=故障模模式故障率率×故障影影響發(fā)生概概率×工作作時(shí)間（或或工作次數(shù)數(shù)）危害度分析析的目的是是按照危害害性級(jí)別及及危害度數(shù)數(shù)字或發(fā)生生改良系的的聯(lián)合影響響來(lái)對(duì)FMEA所確確定的每一一種故障模模式進(jìn)行分分級(jí)。12/29/2022故障的危害害性級(jí)別I類(lèi)——災(zāi)災(zāi)難性故障障：它是一一種會(huì)造成成操作人員員死亡或使使系統(tǒng)毀壞壞的故障；；Ⅱ類(lèi)——致致命性故障障：是一種種導(dǎo)致人員員嚴(yán)重受傷傷、器材或或系統(tǒng)嚴(yán)重重?fù)p壞，從從而任務(wù)失失敗的故障障；Ⅲ類(lèi)——嚴(yán)嚴(yán)重故障：：將使人員員輕度受傷傷、器材及及系統(tǒng)輕度度損壞，從從而導(dǎo)致系系統(tǒng)不工作作；Ⅳ類(lèi)——輕輕度故障：：其嚴(yán)重程程度不足以以造成人員員受傷、器器材或系統(tǒng)統(tǒng)損壞，但但這些損壞壞會(huì)導(dǎo)致非非計(jì)劃性維維修。二、故障模模式、故障障影響及危危害性分析析（FMECA）12/29/2022FMECA的定性分分析：當(dāng)?shù)貌坏搅懔悴考Y(jié)構(gòu)構(gòu)的故障率率時(shí)，用故故障模式出出現(xiàn)的概率率等級(jí)做定定性分析，，一般可分分為五個(gè)等等級(jí)來(lái)評(píng)定定故障發(fā)生生的概率：：A級(jí)——經(jīng)經(jīng)常發(fā)生的的故障模式式B級(jí)——極極普通的故故障模式C級(jí)——偶偶然發(fā)生的的故障模式式D級(jí)——很很少發(fā)生的的故障模式式E級(jí)——極極少發(fā)生的的故障模式式二、故障模模式、故障障影響及危危害性分析析（FMECA）12/29/2022對(duì)系系統(tǒng)統(tǒng)危危害害度度分分級(jí)級(jí)：：1級(jí)級(jí)：：ⅠⅠA2級(jí)級(jí)：：ⅠⅠB，，ⅡA3級(jí)級(jí)：：ⅠⅠC，，ⅡB，，ⅢⅢA4級(jí)級(jí)：：其其余余二、、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））12/29/2022二、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(chēng)稱(chēng)為損失概率率，是當(dāng)故障障模式發(fā)生時(shí)時(shí)由故障后果果造成危害性性級(jí)別的條件件概率。12/29/2022二、故障模式式、故障影響響及危害性分分析（FMECA）故障模式危害害度數(shù)字（Cm）是在一種危危害度級(jí)別下下由故障模式式之一所占危危害度數(shù)字的的份額，其表表示為式中：———故障模式式危害度數(shù)字字；———工作任務(wù)失失敗的條件概概率（即故障障后果概率））；———故障模式相相對(duì)頻率；———元件件的故障率；；——某某任務(wù)階段內(nèi)內(nèi)的工作時(shí)間間，常以小時(shí)時(shí)或工作次數(shù)數(shù)表示。12/29/2022二、故障模式式、故障影響響及危害性分分析（FMECA）系統(tǒng)或產(chǎn)品危危害度數(shù)字（（Cr）一個(gè)系統(tǒng)的危危害度數(shù)字是是在某一任務(wù)務(wù)階段內(nèi)，同同一危害度級(jí)級(jí)別下各故障障模式危害度度數(shù)字Cm之和，用Cr表示式中：———表示系統(tǒng)統(tǒng)危害度數(shù)字字；———表示屬于某某一危害度的的故障模式數(shù)數(shù)；———表示系統(tǒng)在在該危害度下下的最后一個(gè)個(gè)故障模式。。12/29/2022FMECA案案例例某固固體體火火箭箭發(fā)發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)由由推推進(jìn)進(jìn)劑劑藥藥柱柱、、內(nèi)內(nèi)襯襯、、發(fā)發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)殼殼組組成成，，試試?yán)L繪制制故故障障模模式式、、影影響響及及危危害害性性分分析析表表。。解：：先先繪繪制制固固體體火火箭箭發(fā)發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)的的可可靠靠性性框框圖圖：：根據(jù)據(jù)固固體體火火箭箭發(fā)發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)使使用用功功能能、、結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)特特點(diǎn)點(diǎn)及及以以往往使使用用中中出出現(xiàn)現(xiàn)的的故故障障情情況況繪繪制制故故障障模模式式、、影影響響分分析析表表發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)機(jī)機(jī)殼殼推進(jìn)進(jìn)劑劑藥藥柱柱內(nèi)襯襯12/29/2022FMECA案例例固體火箭箭發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)失效模模式后果果分析項(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(guò)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(guò)低老化燃燒速度過(guò)高內(nèi)壓過(guò)高機(jī)殼在工作過(guò)程中破裂0.0001嚴(yán)重嚴(yán)格控制生產(chǎn)過(guò)程，確保工藝質(zhì)量嚴(yán)格控制生產(chǎn)過(guò)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(guò)程控制不嚴(yán)燃燒速度過(guò)高內(nèi)壓過(guò)高機(jī)殼在工作過(guò)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(shù)分析析（FTA）故障樹(shù)分分析概述述故障樹(shù)分分析法（（FaultTreeAnalysis，簡(jiǎn)簡(jiǎn)稱(chēng)FTA）也也稱(chēng)為失失效樹(shù)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(cè)的方方法。故障樹(shù)分分析法研研究的是是引起整整個(gè)系統(tǒng)統(tǒng)出現(xiàn)故故障這一一事件的的各種直直接的和和間接的的原因（（這些原原因也是是事件）），在這這些事件件間建立立相應(yīng)的的邏輯關(guān)關(guān)系，從從而確定定系統(tǒng)出出現(xiàn)故障障原因的的可能組組合方式式及其發(fā)發(fā)生的概概率。。12/29/2022故障樹(shù)分分析法的的一般步步驟為：：（1）選選擇和確確定頂事事件；（2）自自上而下下建造故故障樹(shù)；；（3）建建立故障障樹(shù)的數(shù)數(shù)學(xué)模型型；（4）根根據(jù)故障障樹(shù)對(duì)系系統(tǒng)進(jìn)行行可靠性性的定性性分析；；（5）根根據(jù)故障障樹(shù)對(duì)系系統(tǒng)進(jìn)行行可靠性性的定量量計(jì)算。。三、故障障樹(shù)分析析（FTA）12/29/2022故障樹(shù)中中常常使使用的符符號(hào)有三三類(lèi)：事事件符號(hào)號(hào)、邏輯輯門(mén)符號(hào)號(hào)和轉(zhuǎn)移移符號(hào)三、故障障樹(shù)分析析（FTA）12/29/2022三、故故障樹(shù)樹(shù)分析析（FTA）12/29/2022三、故故障樹(shù)樹(shù)分析析（FTA）故障樹(shù)樹(shù)的建建樹(shù)方方法可可以分分為人人工建建樹(shù)和和計(jì)算算機(jī)輔輔助建建樹(shù)。。人工建建樹(shù)采采用演演繹法法進(jìn)行行，計(jì)計(jì)算機(jī)機(jī)輔助助建樹(shù)樹(shù)采用用合成成法和和決策策表法法進(jìn)行行。人工建建樹(shù)從從頂事事件開(kāi)開(kāi)始，，由上上而下下，逐逐級(jí)追追查事事件的的原因因，直直到找找出全全部底底事件件，主主要步步驟有有：選選擇和和確定定頂事事；建建造故故障樹(shù)樹(shù)。12/29/2022故障樹(shù)的定定性分析割集是一些些能使事件件發(fā)生的底底事件的集集合，當(dāng)這這些底事件件同時(shí)發(fā)生生時(shí)頂事件件必然發(fā)生生。系統(tǒng)故故障樹(shù)的一一個(gè)割集，，代表該系系統(tǒng)發(fā)生故故障的一種種可能性，，即指一種種故障模式式。故障樹(shù)分析析方法中定定性分析就就是找出所所有導(dǎo)致頂頂事件發(fā)生生的最小割割集。組成最小割割集的底事事件個(gè)數(shù)稱(chēng)稱(chēng)為最小割割集的階，，階數(shù)愈小小，愈容易易出故障，，最低階的的最小割集集是最容易易出故障的的薄弱環(huán)節(jié)節(jié)。三、故障樹(shù)樹(shù)分析（FTA）12/29/2022下圖所示故故障樹(shù)的最最小割集為為：{}{}{,,}該最小割集集中{}{}為一階階割集，{,,}為三階割集集。三、故障樹(shù)樹(shù)分析（FTA）12/29/2022故障障樹(shù)樹(shù)的的定定量量分分析析利用用故故障障樹(shù)樹(shù)作作為為計(jì)計(jì)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(shù)樹(shù)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(jì)計(jì)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(duì)對(duì)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(xiǎn)險(xiǎn)作作出出評(píng)評(píng)估估。。三、、故故障障樹(shù)樹(shù)分分析析（（FTA））12/29/2022故障障樹(shù)樹(shù)案案例例以某某電電機(jī)機(jī)過(guò)過(guò)熱熱為為頂頂事事件件來(lái)來(lái)說(shuō)說(shuō)明明故故障障樹(shù)樹(shù)的的建建立立過(guò)過(guò)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。。～電源MR電阻電機(jī)保險(xiǎn)絲在導(dǎo)線(xiàn)、接點(diǎn)點(diǎn)都正常，而而且無(wú)外力作作用的條件下下，如果選取取電機(jī)發(fā)熱事事件為頂事件件，則電機(jī)發(fā)發(fā)熱時(shí)間可能能是由于被卡卡死或電機(jī)電電流過(guò)大的事事件所造成；；而電機(jī)電流流過(guò)大，只有有在回路電流流過(guò)大，而保保險(xiǎn)絲不起保保護(hù)作用的情情況下發(fā)生；；回路電流過(guò)過(guò)大又是由于于電源電壓過(guò)過(guò)高或電阻短短路才會(huì)出現(xiàn)現(xiàn)，因此電機(jī)機(jī)發(fā)熱的故障障樹(shù)如圖所示示。12/29/2022電機(jī)過(guò)熱電機(jī)卡死電機(jī)電流過(guò)大保險(xiǎn)絲失效回路電流過(guò)大電壓過(guò)大電阻短路電機(jī)發(fā)熱的故故障樹(shù)或與或12/29/2022該故障障樹(shù)的的基本本事件件：X1，，X2，X3，，X4割集有有：{X1},{X2,X3},{X2,X4},{X2,X3,X4},{X1,X2,X3,X4}最小割割集：：{X1},{X2,X3},{X2,X4}電機(jī)過(guò)熱電機(jī)卡死電機(jī)電流過(guò)大保險(xiǎn)絲失效回路電流過(guò)大電壓過(guò)大電阻短路X1X2X3X4或與或12/29/2022電機(jī)過(guò)熱電機(jī)卡死電機(jī)電流過(guò)大保險(xiǎn)絲失效回路電流過(guò)大電壓過(guò)大電阻短路X1X2X3X4假定X1，，X2，X3，，X4出現(xiàn)現(xiàn)的概概率分分別為為0.1，，0.2，，0.3，，0.4，，則可求求出頂頂事件件發(fā)生生的概概率12/29/2022故障樹(shù)樹(shù)分析析（FTA）案案例12/29/2022第五節(jié)節(jié)可可靠靠性管管理12/29/2022可靠靠性性管管理理概概述述可靠靠性性管管理理就就是是從從系系統(tǒng)統(tǒng)的的觀觀點(diǎn)點(diǎn)出出發(fā)發(fā)，，對(duì)對(duì)產(chǎn)產(chǎn)品品全全壽壽命命周周期期中中的的各各項(xiàng)項(xiàng)可可靠靠性性工工程程技技術(shù)術(shù)活活動(dòng)動(dòng)進(jìn)進(jìn)行行計(jì)計(jì)劃劃、、組組織織、、監(jiān)監(jiān)督督和和控控制制等等綜綜合合性性的的工工作作，，用用最最小小的的資資源源達(dá)達(dá)到到產(chǎn)產(chǎn)品品計(jì)計(jì)劃劃所所要要求求的的定定量量可可靠靠性性，，以以實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)既既定定的的可可靠靠性性目目標(biāo)標(biāo)和和全全壽壽命命周周期期費(fèi)費(fèi)用用最最省省。。就是是預(yù)預(yù)防防產(chǎn)產(chǎn)品品在在使使用用過(guò)過(guò)程程中中發(fā)發(fā)生生隨隨機(jī)機(jī)故故障障，，使使其其發(fā)發(fā)生生故故障障的的概概率率小小到到可可以以忽忽略略的的程程度度，，這這只只能能依依靠靠系系統(tǒng)統(tǒng)而而周周密密的的控控制制和和管管理理。。12/29/2022可靠靠性性管管理理概概述述可靠靠性性管管理理的的特特點(diǎn)點(diǎn)（1））可可靠靠性性管管理理是是一一項(xiàng)項(xiàng)技技術(shù)術(shù)性性很很強(qiáng)強(qiáng)的的管管理理工工作作，，它它既既要要有有可可靠靠性性工工程程技技術(shù)術(shù)的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)知知識(shí)識(shí)，，又又要要有有與與產(chǎn)產(chǎn)品品相相關(guān)關(guān)的的專(zhuān)專(zhuān)業(yè)業(yè)知知識(shí)識(shí)，，以以及及需需要要管管理理方方面面的的知知識(shí)識(shí)。。（2））可可靠靠性性管管理理是是一一個(gè)個(gè)全全過(guò)過(guò)程程的的管管理理。。（3））可可靠靠性性管管理理是是數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)管管理理。。（4）可可靠性管管理具有有很強(qiáng)的的經(jīng)濟(jì)性性，不是是單純的的技術(shù)管管理。12/29/2022可靠性大綱可靠性大綱是是產(chǎn)品在研制制過(guò)程中全部部可靠性工作作的總體規(guī)劃劃，包括可靠靠性目標(biāo)要求求，必須進(jìn)行行的各項(xiàng)工作作及實(shí)施要求求，它是一份份綱領(lǐng)性文件件。12/29/2022可靠性大綱可靠性大綱的的評(píng)審為了使制訂的的可靠性大綱綱進(jìn)行有效的的貫徹，必須須要對(duì)產(chǎn)品的的各個(gè)階段進(jìn)進(jìn)行可靠性大大綱的評(píng)審，，并需要制訂訂一個(gè)對(duì)可靠靠性大綱評(píng)審審的評(píng)審計(jì)劃劃。主要對(duì)產(chǎn)品的的方案設(shè)計(jì)階階段、研制階階段、生產(chǎn)階階段和使用階階段進(jìn)行檢查查評(píng)審。12/29/2022可靠度目標(biāo)預(yù)預(yù)測(cè)與分配確定產(chǎn)品的可可靠度目標(biāo)的的步驟（1）要選擇擇適合產(chǎn)品使使用條件的可可靠性尺度（2）根據(jù)選選擇的可靠性性尺度，以用用戶(hù)的要求為為出發(fā)點(diǎn)確定定其目標(biāo)值。?？煽慷饶繕?biāo)值值的確定規(guī)則則：（1）根據(jù)售售后服務(wù)水平平來(lái)確定。（2）根據(jù)過(guò)過(guò)去的實(shí)踐資資料來(lái)確定。。（3）根據(jù)產(chǎn)產(chǎn)品的社會(huì)責(zé)責(zé)任來(lái)確定。。（4）根據(jù)經(jīng)經(jīng)濟(jì)性來(lái)確定定。（5）根據(jù)產(chǎn)產(chǎn)品的價(jià)值來(lái)來(lái)確定。12/29/2022可靠度目標(biāo)確確定例例1根據(jù)市場(chǎng)預(yù)測(cè)測(cè)，需要某種種產(chǎn)品1000臺(tái)。根據(jù)據(jù)以往類(lèi)似產(chǎn)產(chǎn)品的實(shí)際資資料，確定該該產(chǎn)品的平均均修理時(shí)間為為MTTR=2h，這1000臺(tái)產(chǎn)產(chǎn)品，有三名名維修人員即即可承擔(dān)維修修工作，產(chǎn)品品發(fā)生故障后后往復(fù)搬運(yùn)時(shí)時(shí)間估計(jì)為T(mén)W=4h，設(shè)維維修人員每班班工作時(shí)間為為8h。設(shè)每每天該產(chǎn)品運(yùn)運(yùn)行的時(shí)間為為10h。試試在產(chǎn)品設(shè)計(jì)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程中中確定其可靠靠度目標(biāo)值。。12/29/2022解：：（（1））確確定定可可靠靠度度目目標(biāo)標(biāo)值值按照照發(fā)發(fā)生生一一次次故故障障，，就就修修理理一一次次計(jì)計(jì)算算，，修修理理一一臺(tái)臺(tái)產(chǎn)產(chǎn)品品所所需需的的時(shí)時(shí)間間為為T(mén)S=TW＋MTTR=4＋＋2=6h維修修人人員員的的日日維維修修能能力力TM為：：TM=每每班班工工作作時(shí)時(shí)間間××人人數(shù)數(shù)=8××3=24h一天天的的維維修修能能力力MS為一一天天所所容容許許的的故故障障臺(tái)臺(tái)數(shù)數(shù)