可靠性課程(1= 緒論)

1儀器可靠性工程

--FundamentalsofInstrumentationReliabilityEngineering2Ch.1緒論3（?）在正式開始課程之前，先讓我們作一個小小的民意調(diào)查。問題是：你愿意做一個榮華富貴功成名就的人，但壽命不是很長，還是愿意做一個身體健康長壽但貧窮平庸的人？本課程就是讓你成為既榮華富貴功成名就且又身體健康長壽之人！緒論4另一個專業(yè)的問題：我們?nèi)绾卧u價一個產(chǎn)品（測控系統(tǒng)）？！功能（能做什么？）性能（具體的技術(shù)指標(biāo)——做得怎樣？）可靠性（環(huán)境適應(yīng)性+長時間可靠工作）可靠性——能否長期工作而不“壞掉”（日常生活中家用電器為例）51.1可靠性的基本概念一、可靠性的定義二、狹義可靠性和廣義可靠性三、固有可靠性和使用可靠性緒論——可靠性的基本概念6一、可靠性的定義產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定①②③功能的能力。④①——測控儀表系統(tǒng)②規(guī)定的條件——內(nèi)容十分豐富，總體上包含以下幾個方面：△IEC有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，由環(huán)境參數(shù)和嚴(yán)酷度組成。緒論——可靠性的基本概念7(1)環(huán)境條件——對產(chǎn)品的性能及可否正常工作影響極大。1)氣候環(huán)境——溫度，濕度，降水，輻射，壓力等等；2)生物和化學(xué)環(huán)境——包括生物作用物質(zhì)（各種細(xì)、霉菌等），化學(xué)作用物質(zhì)（各種腐蝕性氣體），機(jī)械作用微粒（砂粒、塵等）；3)機(jī)械環(huán)境——包括沖擊在內(nèi)的非穩(wěn)態(tài)振動，穩(wěn)態(tài)振動[周期性正弦振動和非周期性（隨機(jī)）振動]，沖擊，穩(wěn)態(tài)力等；4)電和電磁環(huán)境——包括電場（靜態(tài)和交變），磁場（靜態(tài)和交變），電磁干擾等；△問題4)的解決形成了一個電氣電子工程的專門領(lǐng)域：EMC工程。緒論——可靠性的基本概念8(2)動力條件——影響產(chǎn)品性能及可否正常工作的動力能源供給特性。1)電源——主要參數(shù)為電源電壓、頻率、電流及其波動范圍等。2)流體源（包括氣源和液體源）——主要參數(shù)為壓力、流量等。(3)負(fù)載條件——負(fù)載阻抗的特性，阻性、感性、容性等。(4)使用和維護(hù)條件——必須要有完善的產(chǎn)品使用和維護(hù)說明書。許多產(chǎn)品由于不恰當(dāng)?shù)厥褂枚鴵p壞。產(chǎn)品是連續(xù)使用還是間斷使用也是一個重要因素。對于可修理的產(chǎn)品，還應(yīng)考慮修理條件和方式、技術(shù)水平等。緒論——可靠性的基本概念91)狹義可靠性——不可修復(fù)產(chǎn)品2)廣義可靠性——大多數(shù)的產(chǎn)品是可以修復(fù)的 狹義可靠性+維修性=廣義可靠性=“可用性” △后面還有“可用性”的表達(dá)式。二、狹義可靠性和廣義可靠性緒論——可靠性的基本概念10三、固有可靠性和使用可靠性①

設(shè)計與生產(chǎn)制造所確定的。②由包裝、運(yùn)輸、安裝、使用、維修等環(huán)節(jié)影響所確定的。①②緒論——可靠性的基本概念111.2可靠性工程的發(fā)展歷史和在生產(chǎn)中的重要作用一、可靠性問題的提出和發(fā)展二、可靠性是產(chǎn)品質(zhì)量的一項重要標(biāo)志三、可靠性工程的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益四、可靠性技術(shù)（工程）的基本內(nèi)容和工作程序12一、可靠性問題的提出和發(fā)展(1)國外——①二戰(zhàn)期間，美60%的機(jī)載電子設(shè)備運(yùn)到遠(yuǎn)東以后不能使用，50%的電子設(shè)備在存貯期間就失效了——電子管的可靠性太差②1952-8-21，美國防部下令成立由軍方、工業(yè)界及學(xué)術(shù)界聯(lián)合組成的“電子設(shè)備可靠性顧問組”（AGREE-AdvisoryGrouponReliabilityofElectronicEquipment）緒論——可靠性的重要作用13③1955年，AGREE針對可靠性工程九個方面提出了一份建議報告：設(shè)計程序、試驗、元件的可靠性、采購、運(yùn)輸、包裝、存貯、操作、維修。——此報告是美國可靠性軍用標(biāo)準(zhǔn)的思想基礎(chǔ)。④1957-6-14，AGREE推出了著名的《軍用電子設(shè)備的可靠性》報告——廣泛、系統(tǒng)、深入地提出了如何解決產(chǎn)品可靠性問題的一系列技術(shù)和方法，成為以后美國一系列軍標(biāo)的實質(zhì)性基礎(chǔ)。這些美軍標(biāo)也成為世界各國及有關(guān)世界組織制訂有關(guān)可靠性技術(shù)文件的依據(jù)。

AGREE報告是可靠性工程學(xué)成為一門獨(dú)立學(xué)科的開端。緒論——可靠性的重要作用14⑤美在航空、航天、武器裝備上的發(fā)展得益于此。⑥現(xiàn)在向著R&M&S方向發(fā)展?！昂硲?zhàn)爭”為例。

新概念——可信性 CREDITABILITY=R+M+S緒論——可靠性的重要作用15(2)國內(nèi)——①真正開始于上世紀(jì)60年代中期。②電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗研究所、原電子部五所——廣州。③各個行業(yè)重視——并有國標(biāo)和軍標(biāo)（GB和GJB）。④測控電子儀表是典型的電子設(shè)備，所以理應(yīng)開展可靠性工程方的技術(shù)研究和應(yīng)用工作。上海工業(yè)自動化儀表研究所1975成立“可靠性與環(huán)境試驗研究室”。航天工程中的一個例子！緒論——可靠性的重要作用16開設(shè)本課程的考慮:1）大家以后的需求2）自己的切身體會（項目工作）緒論——可靠性的重要作用17二、可靠性是產(chǎn)品質(zhì)量的一項重要標(biāo)志A——性能高（好），很易壞，壽命短的產(chǎn)品B——性能夠用，壽命長，不易壞的產(chǎn)品選誰？AorB?緒論——可靠性的重要作用18三、可靠性工程的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益（？）(1)經(jīng)濟(jì)效益——(2)社會效益（？）——緒論——可靠性的重要作用19四、可靠性技術(shù)（工程）的基本內(nèi)容和工作程序緒論——可靠性的重要作用1.可靠性基礎(chǔ)理論2.可靠性專業(yè)技術(shù)3.工作程序——大致分為：（1）方案論證（設(shè)計）階段——確定滿足規(guī)定要求的各種可能解決辦法和系統(tǒng)方案，擬定可靠性等級，對可靠性與成本的初步分析。（2）評審階段——完善提出的方案，進(jìn)行必要的硬件研制、試驗并對產(chǎn)品可靠性進(jìn)行初步評估。20（3）設(shè)計研制階段——對系統(tǒng)及主要單元進(jìn)行設(shè)計、生產(chǎn)、試驗及評估，包括建立可靠性模型，故障模式及其影響與后果的分析，電子元器件及電路的容差分析，貯備分析，可靠性數(shù)據(jù)采集與分析，制定元器件規(guī)劃（控制元器件的選擇與使用），可靠性分配與預(yù)計，實施可靠性增長試驗，分析各種環(huán)境因素及維修對產(chǎn)品可靠性的影響，估計生產(chǎn)及現(xiàn)場使用的退化系數(shù)。（4）生產(chǎn)階段——從批準(zhǔn)生產(chǎn)直到最后產(chǎn)品的提交與驗收。其工作內(nèi)容為提出質(zhì)量一致性檢驗方法，元器件的篩選規(guī)范，可靠性驗證試驗緒論——可靠性的重要作用21緒論——可靠性的重要作用

（包括早期生產(chǎn)產(chǎn)品的鑒定試驗與最后批生產(chǎn)的抽樣檢驗），還有確定損耗失效模式是否存在的耐久試驗。（5）使用階段——使用及維修，并收集現(xiàn)場可靠性數(shù)據(jù)以測定產(chǎn)品的現(xiàn)場可靠性，為改進(jìn)設(shè)計工作反饋信息，提供依據(jù)。補(bǔ)充4.可靠性工程基本內(nèi)容的另外劃分形式為：

(1)可靠性管理

(2)可靠性設(shè)計

(3)可靠性試驗22△通過本章學(xué)習(xí)，大家應(yīng)：（1）理解可靠性的重要意義。（2）樹立“可靠性設(shè)計從產(chǎn)品設(shè)計的最初階段就要開始并貫穿設(shè)計生產(chǎn)的整個階段”這樣先進(jìn)的可靠性系統(tǒng)思想和理念。（3）掌握基本知識和某些工程技術(shù)方法。緒論——可靠性的重要作用23Ch.2可靠性工程中的特征量數(shù)學(xué)基礎(chǔ)——概率論和數(shù)理統(tǒng)計。

242.1概率和數(shù)理統(tǒng)計一、隨機(jī)事件和概率（課堂閱讀）二、數(shù)理統(tǒng)計的基本概念三、概率分布可靠性特征量——概率和數(shù)理統(tǒng)計25一、隨機(jī)事件和概率（課堂閱讀）可靠性特征量——概率和數(shù)理統(tǒng)計26二、數(shù)理統(tǒng)計的基本概念（1）母體（2）子樣（3）截尾子樣可靠性特征量——概率和數(shù)理統(tǒng)計27三、概率分布1.二點分布[（0，1分布）]（P.7）

2.均勻分布

(?)描述“連續(xù)型”有否問題？——描述大量產(chǎn)品可靠性指標(biāo)（壽命）概率特性的數(shù)學(xué)模型（工具）?？煽啃蕴卣髁俊怕屎蛿?shù)理統(tǒng)計283．超幾何分布（1）基本描述（8頁）（2）由于一次抽檢得出的不合格品數(shù)只能是0，1，2…中的一個，所以x=0，x=1，x=2，…都是基本事件，互不相容，概率可以直接相加，故樣品中不合格品數(shù)不超過C的概率為這個公式是抽樣檢查的基礎(chǔ)?？煽啃蕴卣髁俊怕屎蛿?shù)理統(tǒng)計294．二項分布∵①超幾何分布公式（2-6）展開寫成為：計算比較繁瑣，不便使用。②我們不知道d（N中的不合格數(shù)），只知道有一批產(chǎn)品，其不合格率為p。從中抽取n件，其中不合格品數(shù)X服從的概率分布為：式中0<p<1，P實際上也是抽取一個產(chǎn)品是不合格品的概率，即n=1代入上式（x=1）可靠性特征量——概率和數(shù)理統(tǒng)計305．泊松分布△①沖擊=瞬時高電壓、高環(huán)境應(yīng)力（如熱沖擊）、 高負(fù)載壓力等 ②單位時間內(nèi)發(fā)生的沖擊的平均次數(shù)（>0）是 一個常數(shù)，不隨時間變化而改變。 ③9頁的三個條件及時間－空間－距離的？？？▲在[0，t]時間內(nèi)發(fā)生沖擊的次數(shù)X服從泊松分布。 ④泊松分布與二項分布的關(guān)系：

n→(工程上n→為樣本數(shù)n很大) p→小(但np→const)可靠性特征量——概率和數(shù)理統(tǒng)計31這時樣品中不合格品數(shù)X的概率分布趨于泊松分布：▲假設(shè)儀表受到n次沖擊即發(fā)生故障，則儀表在[0,t]時間內(nèi)的可靠度為：(不是X=n!X=n時儀表失效了)故抽檢數(shù)n點較大而不合格品率p很小，樣品中不合格品數(shù)可用泊松分布計算，計算的關(guān)鍵是令：可靠性特征量——概率和數(shù)理統(tǒng)計32ex.1從一批產(chǎn)品中抽取100個樣品來檢驗，已知產(chǎn)品的不合格率為0.001，求樣品中不合格數(shù)不超過1的概率。①（1）用二項分布來計算：n=100，p=0.001，代入式（2-9），但要注意①的意義是x=0，x=1（2）可認(rèn)為n較大，p較小，故用泊松公式計算：∴可靠性特征量——概率和數(shù)理統(tǒng)計33（1）與（2）相比，結(jié)果相差甚微，而計算上（2）大為簡化?！@也是泊松分布在實際抽樣檢驗中具有相當(dāng)?shù)匚坏脑蛑?。▲▲在泊松分布式?-12）中令x=0，可得：x=0的意義是在[0，t]內(nèi)一次沖擊也沒有，儀表顯然是正常工作的，∴上式也是儀表在[0，t]內(nèi)正常工作的概率——可靠度，所以，壽命服從指數(shù)分布的含意是儀表受到一次沖擊就出故障。

可靠性特征量——概率和數(shù)理統(tǒng)計346．分布（Kai-χ）泊松分布雖比二項分布計算簡化，但仍很不方便?？煽啃怨こ讨谐Ｓ羞@樣的需求：已知泊松分布的初始幾個相鄰概率之和，需解出項數(shù)或（t）。如果用泊松分布公式，那將是級數(shù)形式，只能湊算。能否進(jìn)一步用一個非級數(shù)形式來表示泊松分布初始幾項概率之和呢？這就引出了分布。（？）同學(xué)們可熱悉（標(biāo)準(zhǔn)）正態(tài)分布N(0，t)？工程上有許多隨機(jī)變量x，其是由許多個微小因素綜合影響而形成的，其服從正態(tài)分布（又稱常態(tài)分布或高斯分布）。概率密度函數(shù)為：可靠性特征量——概率和數(shù)理統(tǒng)計35式中，均為常數(shù)

E(x)=D(x)=正態(tài)分布的分布函數(shù)不能積成初等函數(shù)，只能記為：它無法直接計算出來，如果要列一張F(tuán)(x)~x的數(shù)值表，又牽涉到和兩個參數(shù)，不易列出。工程上一般先設(shè)法去掉和兩個參數(shù)，構(gòu)成所謂標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布，列成數(shù)值表供查用。需作代換：可靠性特征量——概率和數(shù)理統(tǒng)計36

E(U)=0，D(U)=1U~N(0，1)u的分布函數(shù)為：可靠性特征量——概率和數(shù)理統(tǒng)計37其有如下特性：①②③④⑤可靠性特征量——概率和數(shù)理統(tǒng)計

分布：設(shè)有（Γ，—[g?ma]伽馬）個相互獨(dú)立的隨機(jī)變量，它們同服從于N(0，1)。記，則服從分布，其概率密度函數(shù)為：38式中的是個自然數(shù)，稱為分布的“自由度”，其決定了分布的函數(shù)形式。將分布的隨機(jī)變量記作（）或Γ()讀為“伽馬函數(shù)”。，

=1，2，…

，

=1，2，…查表計算。

可靠性特征量——概率和數(shù)理統(tǒng)計39例2.1（說明10頁之（1）的意義）例2.2▲其它分布，t（學(xué)生）分布，F(xiàn)分布等。可靠性特征量——概率和數(shù)理統(tǒng)計402.2可靠性工程中的特征量

一、可靠性特征量二、可靠度三、累積失效概率四、壽命概率密度五、失效率六、平均壽命七、可靠壽命八、補(bǔ)充“可用度（性）”可靠性特征量——特征量

41定義：可靠性特征量是用來描述產(chǎn)品總體可靠性高低的各種可靠性數(shù)量指標(biāo)的總稱。①可靠性特征量的真值②特征量的估計值③特征量的觀測值④特征量的預(yù)計值△GB3187可靠性特征量——特征量

42一、可靠性特征量(1)對不可修理產(chǎn)品——發(fā)生失效前的工作時間MTTF=MeanTimeToFailure(2)對可修理產(chǎn)品——相鄰兩次失效間的工作時間，又稱失效間隔工作時間，MTBF=MeanTimeBetweenFailures壽命的常用單位是時間，也可以是次數(shù)，周期或者距離（如汽車）。 壽命是隨機(jī)變量?？煽啃蕴卣髁俊卣髁?/p>

（常用到的指標(biāo)——壽命）43二、可靠度1．定義表達(dá)式（非條件可靠度）

其中T是產(chǎn)品的壽命，隨機(jī)變量，上式的含義即為：產(chǎn)品的壽命至少要比t時間長的概率。2．工程觀測值[0，t]可靠性特征量——特征量

44（1）對于不可修理產(chǎn)品是指直到規(guī)定時間區(qū)間終了為止，能完成規(guī)定功能的產(chǎn)品數(shù)與在該時間區(qū)間開始投入工作的產(chǎn)品總數(shù)n之比。（2）對于修理產(chǎn)品一個或多個產(chǎn)品的故障間隔工作時間達(dá)到或超過規(guī)定時間t的次數(shù)與觀察時間內(nèi)無故障工作的總次數(shù)之比。在計算n時，每個產(chǎn)品的最后一次無故障工作時間若不超過規(guī)定時間t，則不予計入。可靠性特征量——特征量

45▲舉例說明情形（1）：可靠性特征量——特征量

46情形（2）：

=5，n=？①→？n=12，ab，cd，ef段時間均<t，故不計入n！二種情形中的（t）意義是不同的?？煽啃蕴卣髁俊卣髁?/p>

47例2.3

的性質(zhì)可靠性特征量——特征量

48三、累積失效概率1．F(t)=1－R(t)

若壽命用T表示，則此概率函數(shù)是表示壽命T比規(guī)定的時間t短的概率，即2．工程觀測值例2.4F(t)的性質(zhì)可靠性特征量——特征量

49四、壽命概率密度1．F(t)可微，dF(t)/dt存在，那么

——壽命分布密度函數(shù)▲書上錯誤2．工程觀測值（1）對不修復(fù)產(chǎn)品，指直到規(guī)定的時間區(qū)間[0，t]終了時刻t開始的單位時間內(nèi)失效數(shù)Δr(t)/Δt與該可靠性特征量——特征量

（又稱“失效概率密度”）簡單推導(dǎo)50

時間區(qū)間開始投入工作產(chǎn)品數(shù)n之比，Δr(t)是[t，t+Δt]內(nèi)的失效產(chǎn)品數(shù)。（2）對于修理產(chǎn)品，是指一個或多個產(chǎn)品的失效間隔工作時間達(dá)到規(guī)定時間t后，單位時間的失效次數(shù)Δr(t)/Δt與觀測時間內(nèi)失效間隔工作總次數(shù)n之比，其中Δr(t)是在[t，t+Δt]時間內(nèi)的故障次數(shù)。例2.4-1（同學(xué)算1000并解釋意義）可靠性特征量——特征量

51五、失效率1．瞬時失效率(1)“瞬時”如何來求？ΔT的符號？（不同于一般的極限）(2)▲式中關(guān)鍵是要理解：再借用式（2-21）得：F(t+ΔT)F(t)(3)工程觀測值====來源于何公式？意義：某時刻后單位時間內(nèi)失效的產(chǎn)品數(shù)與工作到該時刻尚未失效的產(chǎn)品數(shù)之比?？煽啃蕴卣髁俊卣髁?/p>

——可靠性工程中最重要的特征量之一52例2.4-2?-----(1)結(jié)果的表示問題

(2)結(jié)果不同的意義2．平均失效率(1)(2)工程觀測值①對于不修理產(chǎn)品是指一個規(guī)定時期內(nèi)失效數(shù)與累積工作時間之比。②對于修理產(chǎn)品是指它的使用壽命期內(nèi)的某個觀察期間一個或多個產(chǎn)品的故障發(fā)生次數(shù)與累積工作時間之比?？煽啃蕴卣髁俊卣髁?/p>

533．失效率的單位——從表達(dá)式中看是常用有：1/小時，1/10次，%/千小時，/小時菲特（Fit），1Fit=/小時4．我國電子元器件失效率等級?！墑e就等于次品的數(shù)量十級→10-10（1/小時或1/10次）5．“四”與“五”的區(qū)別（1）同樣反映產(chǎn)品失效的變化速度；（2）“四”是在全部試驗產(chǎn)品中考慮（不論它們是否失效），所以觀測計算式中的分母為n可靠性特征量——特征量

54（3）“五”是在尚未失效的產(chǎn)品中考慮，∴計算式中的分母為ns，即[n-r(t)]Δt，r(t)是到規(guī)定的t時刻的失效數(shù)！▲會求四和五（利用表2-1）?？煽啃蕴卣髁俊卣髁?/p>

55六、平均壽命（1）定義——壽命（無故障工作時間）的平均值（2）數(shù)學(xué)描述——如果隨機(jī)變量壽命T服從分布F(t)，分布密度函數(shù)為f(t)，那么T的數(shù)學(xué)期望E(T)稱為平均壽命，記為：

由式（2-24）

規(guī)定：

∴

（3）工程觀測值：可靠性特征量——特征量

——壽命更是我們關(guān)注的可靠性重要指標(biāo)56①對于不修理產(chǎn)品，當(dāng)所有試驗樣品都觀察到壽命終了的實際值時，是指它們的算術(shù)平均值；而對于不是所有試驗樣品都觀測到壽命終了的截尾試驗時，是指受試樣品的累積試驗時間與失效數(shù)之比。記為MTTF=MeanTimeToFailure②對修理產(chǎn)品，是指一個或多個產(chǎn)品，在它的使用壽命期內(nèi)的某個觀察期間累積工作時間與故障次數(shù)之比。記為MTBF=MeanTimeBeforeFailure③統(tǒng)一計算式：式(2-23)T——總的工作時間或累積工作時間，對于不同的試驗方法有不同的計算：可靠性特征量——特征量

57①試驗做到全部產(chǎn)品都失效終止，如果每個產(chǎn)品的壽命分別為t1，t2，…，tn，則②試驗結(jié)束時，部分產(chǎn)品失效，部分產(chǎn)品沒有失效。試驗時間為Ts，失效產(chǎn)品個數(shù)為r，工作時間分別為t1，t2，…，tr，則

如圖2-4可靠性特征量——特征量

58▲書上舉例（2.4－3）由前所述，可以分析出R(t)和F(t)的曲線形如下：（樊書P6-圖1.2）可靠性特征量——特征量

59七、可靠壽命（1）定義——給定可靠度r所對應(yīng)的時間Tr稱為可靠壽命。（2）R(Tr)=r（3）工程觀測值：能完成規(guī)定功能的產(chǎn)品的比例恰為等于給定可靠度時所對應(yīng)的時間，即（4）特征壽命=可靠度r=e-1≈0.368所對應(yīng)的時間。R(Te-1)=e-1≈0.368可靠性特征量——特征量

60（5）中位壽命=可靠度r=0.5所對應(yīng)的時間R(T0.5)=0.5▲究竟選擇哪一個特征量作為產(chǎn)品的可靠性指標(biāo)，要根據(jù)產(chǎn)品的壽命分布情況來決定。這在第五節(jié)中介紹。可靠性特征量——特征量

61八、▲補(bǔ)充“可用度（性）”（Availability）

可用度=可靠性+維護(hù)性（1）仍然來源于武器裝備，如飛機(jī)（2）舉例說明(a)(b)(c)(板書)

可靠性特征量——特征量

62（3）Availability的工程觀測值就更全面了。（4）武器、大型裝備系統(tǒng)＝＝＝R&M&S(S==Supportability==保障性，如海灣戰(zhàn)爭，對伊拉克)可靠性特征量——特征量

632.3失效率的基本類型和產(chǎn)品的失效規(guī)律▲失效率(t)是時間的函數(shù)，無外乎三大類型：失效率隨時間減小，失效率隨時間基本不變，失效率隨時間增大。一、早期失效型二、恒定失效（率）型三、耗損失效型（老化）四、產(chǎn)品的失效規(guī)律＝＝＝“浴盆曲線”（P.28）＝＝＝為什么不稱為“洗臉盆曲線”？？？五、軟件的失效型為“一”+“二”?？煽啃蕴卣髁俊?/p>

642.4壽命分布一、指數(shù)分布二、威布爾分布三、正態(tài)分布和對數(shù)正態(tài)分布可靠性特征量——壽命分布

65▲壽命即為可靠度，故壽命分布==可靠度R(t)的函數(shù)形式。指數(shù)分布威布爾分布正態(tài)分布和對數(shù)正態(tài)分布可靠性特征量——壽命分布

66一、指數(shù)分布▲多數(shù)電子產(chǎn)品（電子元器件篩選后合格出廠的產(chǎn)品），包括絕大多數(shù)測量電子儀器儀表，在剔除早期失效以后到發(fā)生元器件或材料老化變質(zhì)失效之前的隨機(jī)失效階段，其壽命是服從指數(shù)分布的，也即浴盆曲線底部段。 (t)==const性質(zhì)：（1）平均壽命和失效率互為倒數(shù)▲（2）特征壽命就是其平均壽命可靠性特征量——壽命分布

67（3）無記憶性▲指數(shù)分布在可靠性工程中得到廣泛應(yīng)用，其原因為：①實踐性好——許多電子產(chǎn)品正常工作階段的故障情況與此相吻合；②數(shù)學(xué)上的簡單性③指數(shù)分布的一些特征量（如平均壽命）可作為其它難以計算的未知分布的特征量的近似（如特征壽命）?？煽啃蕴卣髁俊獕勖植?/p>

68二、威布爾分布▲指數(shù)分布只描述了“浴盆曲線”的盆低部分，但任何產(chǎn)品總有早期失效，也更總有耗損失效，用什么樣的分布能簡練而統(tǒng)一地全面描述整個浴盆曲線呢？→威布爾分布——適用范圍寬，代表性的壽命模型。（1）兩個參數(shù)：m——形狀參數(shù)，

——為特征壽命，m、均為正常數(shù)。（2）記，，——尺度參數(shù)可靠性特征量——壽命分布

69（3）其它特征量函數(shù)為：累積失效概率：壽命密度函數(shù)：失效概率函數(shù)：平均壽命M（不用小寫m，以區(qū)別于m）=

不是而是（4）形狀參數(shù)m的不同函數(shù)形狀和特性可靠性特征量——壽命分布

70三、正態(tài)分布和對數(shù)正態(tài)分布（1）正態(tài)分布（2）對數(shù)正態(tài)分布（？書上有錯?。┱龖B(tài)分布——1．累積失效概率為：2．可靠度R(t)=1-F(t)3．失效率可靠性特征量——壽命分布

714．5．物理背景——浴盆曲線的耗損失效期可靠性特征量——壽命分布

722.5可靠性特征量的選取一、指數(shù)分布二、正態(tài)分布三、其它分布或未知分布四、可靠性特征量選取序列可靠性特征量——特征量選取

73▲有可靠度R(t)，失效率(t)，平均壽命等等，選誰呢？主要根據(jù)壽命分布來確定。指數(shù)分布正態(tài)分布其它分布或未知分布可靠性特征量選取序列可靠性特征量——特征量選取

74一、指數(shù)分布(1)指數(shù)分布的失效率是常數(shù)，所以可以選取失效率為可靠性特征量。(2)電子元器件都是采用此，國內(nèi)元器件預(yù)計手冊和國外軍標(biāo)（美軍標(biāo)）都是以此。(3)由于，所以也可以用平均壽命MTBF（MTTF）。(4)電子元件組成的產(chǎn)品，如電視機(jī)，電子儀器儀表等，一般都用MTBF（或MTTF）來表示?？煽啃蕴卣髁俊卣髁窟x取

75二、正態(tài)分布可靠性特征量——特征量選取

——可用可靠度R(t)和MTBF。76三、其它分布或未知分布——R(t)?！鵁o論用何種指標(biāo)，必該規(guī)定：①儀表的功能；②使用條件；③性能指標(biāo)?？煽啃蕴卣髁俊卣髁窟x取

77四、可靠性特征量選取序列可靠性特征量——特征量選取

78Ch.3可靠性預(yù)計和分配79是可靠性設(shè)計中的兩個重要內(nèi)容。①預(yù)計——根據(jù)產(chǎn)品最基本的元器件及零部件的可靠性數(shù)據(jù)（如失效率）來推測整個產(chǎn)品系統(tǒng)的可靠性?！白韵露稀雹诜峙洹獙a(chǎn)品系統(tǒng)的總體可靠性指標(biāo)進(jìn)行數(shù)量上的分解，“自上而下”地分配到組成系統(tǒng)的各個子單元、元器件及零部件?？煽啃灶A(yù)計和分配803.1可靠性預(yù)計在產(chǎn)品設(shè)計各階段的作用一、可靠性預(yù)計的重要性二、可靠性預(yù)計的分類及方法三、可靠性預(yù)計的局限性可靠性預(yù)計和分配——作用81一、可靠性預(yù)計的重要性（1）從研究產(chǎn)品的設(shè)計方案開始，到樣機(jī)制造、 試生產(chǎn)的各個階段，都必須反復(fù)進(jìn)行可靠性預(yù) 計，以確保產(chǎn)品滿足可靠性指標(biāo)的要求。（2）各個階段，方案研究階段——

樣機(jī)制造和試生產(chǎn)階段——（3）必該借助實踐積累的經(jīng)驗和可靠性數(shù)據(jù)可靠性預(yù)計和分配——作用82二、可靠性預(yù)計的分類及方法可靠性預(yù)計和分配——作用83三、可靠性預(yù)計的局限性可靠性預(yù)計和分配——作用843.2可靠性預(yù)計的一般程序一、繪制產(chǎn)品的力能框圖二、繪制可靠性方框圖三、可靠性特征量的確定（定類型及定數(shù)量）四、建立可靠性數(shù)學(xué)模型五、單元可靠性預(yù)計六、系統(tǒng)（產(chǎn)品）可靠性預(yù)計可靠性預(yù)計和分配——一般程序853.3元器件（零部件）失效率預(yù)計▲應(yīng)力的解釋——電、機(jī)械、熱等因素一、基本失效率1.定義——元器件在規(guī)范化的使用條件下測定的失效率，記為b。2.獲得——由制造廠家根據(jù)其基本失效率的模型進(jìn)行計算，試驗所獲得，再列入有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)手冊之中。故對于批量產(chǎn)品，若檢驗合格，其b是達(dá)到手冊中的數(shù)值。我們需做的工作是查表（數(shù)據(jù)手冊）求得b。可靠性預(yù)計和分配——失效率預(yù)計863.國外元器件——參照MIL-HDBK-217F

國內(nèi)元器件——參照GJB/Z299B-98▲在可靠性預(yù)計中，每個元器件的實際使用（工作）條件不同于規(guī)范化的使用條件，這樣，其在不同工作使用條件下的失效就不同于基本失效，定義為工作失效率p（或?qū)嶋H失效率p-practical）可靠性預(yù)計和分配——失效率預(yù)計87二、工作失效率1.定義2.獲得——(1)單片微（集成）電路直接由工作條件，根據(jù)p失效率模型查表求得。（無b）（？書中式（3-4）有誤）

1）單片雙極與MOS數(shù)字電路，PLA和PAL電路

2）單片雙極與MOS模擬電路p=>同上

3）單片雙極與MOS微處理器p=>同上可靠性預(yù)計和分配——失效率預(yù)計884）存儲器——①SRAM,DRAM,ROM及CCDp=>同上②PROM

③VVEPROM,E2PROM(2)其它元器件，引入各種修正系數(shù)（在b基礎(chǔ)上）查表求得。可靠性預(yù)計和分配——失效率預(yù)計89三、強(qiáng)調(diào)：新器件要查廠家提供的數(shù)據(jù)，對著名公司可上網(wǎng)查得；學(xué)會手冊，各種表格的查閱使用?！鴷侠?.1查表書上“表3-1”是b=1.36，但根據(jù)GJB/Z299B-98上有，表5.1.2.1-8與書的表“3-1”不同！查得為0.205可靠性預(yù)計和分配——失效率預(yù)計90四、舉例說明——（1）普通雙極型晶體管GJB/Z299B-98＝＝P41——（2）各個系數(shù)的意義

1．工作失效率模型為：＝＝＝＝＝＝式（3－3）P32p=b(E·Q·A·S2·R·C)E——環(huán)境系數(shù)，GJB/Z299B-98-P.10，共計17種，表5.1.2.1-1-P