RELIABILITY-MTBF SECTION.ppt

可靠性技术 --MTBF的计算 Mechanical Group – Michael 主要内容 可靠性概论与可靠性度量指标 电子产品可靠性工作的意义 可靠性概念及其发展 常用的可靠性指标 可靠性工程管理的要点 可靠性模型 应力对元器件寿命影响的分析与计算 如何分解用户提出的可靠性指标 基本MTBF测试 有置信度要求的指标测定计算 应力加速寿命的计算 一、可靠性概论与可靠性度量指标 电子产品可靠性工作的意义 产品结构日益复杂 装配密度迅速提高 产品用期急剧缩短 使用环境空前严酷 可靠性是什么？ 可靠性是质量的时间指标 可靠性概念的形成 由来 二战期间，美国由于飞行事故损失的飞机是被击落的1.5倍，并有70% 的海军电子设备有故障；1955年，美国约30%的国防预算用于维修和使用保障，并逐年增长到70%，成为不堪重负。 1939年，美国航空委员会首先提出了“飞行事故率”的概念和要求。 问题 功能：越来越强?由失效引起的损失越来越大 结构组成：越来越复杂?故障发生越来越频繁 使用环境：越来越严酷?故障多发而且修复困难 设计约束：越来越多? 体积、重量、经费使设计裕度不可能无限加大 要求 从设计到元器件、结构和制造工艺都要考虑产品的可靠性问题，否则 无法解决上述困难问题。 可靠性定义 可靠性是指产品在规定的条件和规定的时间内，完成规定 的功能的能力。　 产品可靠性定义包括下列四要素： (1) 规定的时间； (2) 规定的环境和使用条件； (3) 规定的任务和功能； (4) 具体的可靠性指标值。 可靠性定义 可靠性指标 (1)可靠度R (t) 把产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的概 率定义为产品的“可靠度”。用R (t)表示： R (t) = P (T＞t)　　 其中P (T＞t)就是产品使用时间T大于规定时间t的概率。 (2) 不可靠度F (t) 如果仍假定t为规定的工作时间，T为产品故障前的时间，则产品在规定的条件下，在规定的时间内丧失规定的功能(即发生故障)的概率定义为不可靠度(或称为（累积）故障概率)，用F(t)表示： 　　 F (t) = P (T≤t)　 同样，不可靠度的估计值为： (3)故障密度函数f (t) 如果N0是产品试验总数，△N f是时刻t→t+△t时间间隔内产生的故障产品数，△N f (t)／(N0△t)称为t→t+△t时间间隔内的平均失效(故障)密度，表示这段时间内平均单位时间的故障频率，若N0→∞，△t→0，则频率→概率. (4)故障率(失效率) λ( t ) 故障率λ(t)是衡量可靠性的一个重要指标，其含义是产品工作到t时刻后的单位时间内发生故障的概率，即产品工作到t时刻后，在单位时间内发生故障的产品数与在时刻t时仍在正常工作的产品数之比。λ(t)可由下式表示。 式中dNf (t)为d t时间内的故障产品数。 失效率的单位 (5) MTTF 平均寿命是指产品从投入运行到发生故障的平均工作时间。对于不维修产品又称失效前平均时间MTTF (Mean time to failure)，根据数学期望的定义，可得 (6) MTBF 对于可维修产品而言，平均寿命指的是产品两次相邻故障间的平均工作时间，称为平均故障间隔时间MTBF(Mean time between failure) 和MTTF有同样的数学表达式： 当λ(t) = 常数时， (7) 衡量修复可能性的指标为维修度，用M(t)表示。 维修度M(t)——产品在规定条件下进行修理时，在规定时间内完成修复的概率。　 在维修性工程中，还有维修密度函数m(t)、维修率μ(t)，其相互关系有 (8) 平均修复时间----MTTR 平均修复时间(MTTR—Mean time to Repair)应理解为产品修复时间的数学期望。有： 可靠性的统计术语的误区 寿命与MTBF（平均无故障工作时间） 点估计与区间估计概念 电子产品常用寿命分布类型 指数分布 指数分布性质 电子产品常用寿命分布类型 正态分布 ③.　威布尔分布 威布尔分布 威布尔分布特点 1.4 可靠性工程管理的要点 可靠性管理应遵循的基本原则 二、可靠性模型 串联模型 串联模型 串联模型-指数分布时 串联模型-指数分布时 并联模型 并联模型 对于指数分布,若失效率用λ表示(并联模型) 三、应力对器件元器件寿