中级质量工程师考试可用性和可靠性.doc

可用性和可信性 六、可用性和可信性 可用性是在要求的外部资源得到保证的前提下，产品在规定的条件下和规定的时刻或时间区间内处于可执行规定功能状态的能力。它是产品可靠性、维修性和维修保障的综合反映，这里的可用性定义是固有可用性的定义，外部资源(不包括维修资源)不影响产品的可用性。反之，使用可用性则受外部资源的影响。可用性的概率度量称为可用度。可用性通俗地说是“要用时就可用”。实际上，可靠性和维修性都是为了使顾客手中的产品随时可用。可靠性是从延长其正常工作时间来提高产品可用性，而维修性则是从缩短因维修的停机时间来提高可用性。可用性是顾客对产品质量的又一重要的需求。 可信性是一个集合性术语，用来表示可用性及其影响因素：可靠性、维修性、维修保障。可信性仅用于非定量条款中的一般描述，可信性的定性和定量具体要求是通过可用性、可靠性、维修性、维修保障的定性和定量要求表达的。 七、可靠度函数、累积故障(失效)分布函数 产品可靠度是产品在规定条件下规定时间内完成规定功能的概率，描述的是产品功能随时间保持的概率。因此产品可靠度是时间的函数，一般用R(t)表示，产品的可靠度函数定义为： R(t)=P(T＞t) 式中：T——产品发生故障(失效)的时间，有时也称为寿命； t——规定的时间。 因此，产品在规定条件下规定的时间内，不能完成规定功能的概率，也是时间的函数，一般用F(t)表示，F(t)称为累积故障分布函数，即： F(t)=P(T≤t) 关于产品所处的状态，为了研究的方便一般假定为要么处于正常工作状态，要么处于故障状态。产品发生故障和不发生故障是两个对立的事件，因此： R(t)+ F(t)=1 累积故障分布函数和可靠度函数可以通过大量产品的试验进行估计。设有100个产品作寿命试验，试验发生的故障数随时间的变化统计见表5.1-1。将试验数据作成直方图假设将测试产品数逐渐增加，时间间隔逐渐缩短并趋于0，即可得到一条光滑的即为累积故障分布函数F(t)。 八、可靠性与维修性的常用度量 (一)可靠度 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称为可靠度，一般用R(t)表示。若产品的总数为N0，工作到t时刻产品发生的故障数为r(t)，则产品在t时刻的可靠度的观测值为： R(t)= 〔 N0- r(t) 〕/ N0 例1：设t=0时，投入工作的10000只灯泡，以天作为度量时间的单位，当t=365天时，发现有300只灯泡坏了，求一年时的工作可靠度。 解：已知N0=10000，r(t)=300，故： R(365)=(10000-300)/10000=0.97 ? 故障（失效）率 (二)故障（失效）率 工作到某时刻尚未发生故障(失效)的产品，在该时刻后单位时间内发生故障(失效)的概率，称之为产品的故障(失效)率，也称瞬时故障(失效)率。故障率一般用λ(t)表示。 一般情况下，λ(t)可用下式进行计算： λ(t)=△r(t)/〔NS(t)·△t〕 式中：△r(t)——t时刻后，△t时间内的发生故障的产品数； △t——所取时间间隔； NS(t)——在t时刻没有发生故障的产品数。 对于低故障率的元器件常以10-9／h为故障率的单位，称之为菲特(Pit)。 当产品的故障服从指数分布时，故障率为常数，此时可靠度为： R(t)= e-λ(t) 例2：在上例中，若一年后又有1只灯泡坏了，求故障率是多少? 解：已知△t=1，△r(t)=1，NS(t)=9700 则：λ(t)=1/（9700×1）=0.000103／天 (三)平均失效(故障)前时间(MTTF) 设N0个不可修复的产品在同样条件下进行试验，测得其全部失效时间为t1，t2，…tNo其平均失效前时间(MTTF)为： (五)贮存寿命 产品在规定条件下贮存时，仍能满足规定质量要求的时间长度称为贮存寿命。 产品出厂后，不工作，在规定的条件下贮存，产品也有一个非工作状态的偶然故障率，非工作的偶然故障率一般比工作故障率小得多，但贮存产品的可靠性也是在不断下降的。因此，贮存寿命是产品贮存可靠性的一种度量。 (六)平均修复时间(MTTR) 在规定的条件下和规定的时间内，产品在任一规定的维修级别上，修复性维修总时间与在该级别上被修复产品的故障总数之比。 简单地说就是排除故障所需实际直接维修时间的平均值，(这里不包括维修保障的延误时间，例如等待备件等)。其观测值是修复时间t的总和与修复次数之比：