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可靠性技术 同济大学经济与管理学院 一、产品可靠性的概念 具有优良的技术性能指标是否是高质量的产品？ 仅仅用产品技术性能指标不能反映产品质量的全貌。产品的质量指标是产品技术性能指标和产品可靠性指标的综合。 可靠性指标和技术性能指标的区别？ 一、产品可靠性的概念 可靠性：指产品（包括零件和元器件、整机设备、系统）在规定的条件下和规定的时间内，完成规定的能力。 ——三个规定 对于可靠性的理解应注意： 明确产品可靠性研究的对象 必须明确产品可靠性所规定的条件 必须明确所规定的时间 必须明确产品所需完成规定的功能 一、产品可靠性的概念 对于可修复产品来说，可靠性的含义应指产品在其整个寿命周期内完成规定功能的能力。 故障：产品或产品的一部分不能或将不能完成规定功能的事件或状态叫出故障，对某些产品如电子元器件等亦称失效。分为： 致命性故障：产品不能完成规定任务或可能导致重大损失 系统性故障：由某一固有因素引起，以特定形式出现的 偶然故障：由于偶然因素引起得故障 一、产品可靠性的概念 可靠性需要满足： 1）不发生故障 2）发生故障后能方便地、及时地修复，以保持良好功能状态能力，即要有良好的维修性。 维修性是指在规定条件下使用的产品在规定的时间内，按规定的程序和方法进行维修时，保持和恢复到能完成规定功能的能力。 一、产品可靠性的概念 可靠度函数 ——可靠度是指产品在规定的条件和规定的时间内，完成规定功能的概率。它是时间的函数，以R(t)表示。若用T表示在规定条件下的寿命（产品首次发生失效的时间），则“产品在时间t内完成规定功能”等价于“产品寿命T大于t”。 所以可靠度函数R(t)可以看作事件“Tt”概率，即 其中f(t)为概率密度函数 一、产品可靠性的概念 可靠度函数 —— 产品的失效分布函数： 显然： —— 可靠度R(t)可以用统计方法来估计。设有N个产品在规定的条件下开始使用。 令开始工作的时刻 t取为0，到指定时刻t时已发生失效数n(t), 亦即在此时刻尚能继续工作的产品数为N-n(t)， 则可靠度的估计值（又称经验可靠度）为 一、产品可靠性的概念 例17.1某电子器件110只的失效时间经分组整理后如表17－1所示，试估计他的可靠度函数。 见书P209 二、失效率和失效率曲线 产品的失效率 一般定义：失效率是工作到某时刻尚未失效的产品，在该时刻后单位时间内发生失效的概率。一般记为λ, 它也是时间t的函数, 故也记为λ(t), 称为失效率函数, 有时也称为故障率函数或风险函数。 设在t=0时有N个产品投试，到时刻t已有n(t)个产品失效，尚有N-n(t) 个产品在工作。再过Δt时间，即到t+Δt时刻， 有Δn(t)=n(t+Δt)-n(t) 个产品失效。 产品在时刻t前未失效而在时间（t, t＋Δt）内失效率为 ，单位时间失效频率 二、失效率和失效率曲线 产品的失效率 失效率是在时刻t尚未失效产品在t+△t的单位时间内发生失效的条件概率，即 由条件概率公式的性质和时间的包含关系，可知 二、失效率和失效率曲线 产品的失效率 失效率的单位： 国际上还采用“菲特“（FIT）作为高可靠性产品的失效率单位，为10-9/h 失效率越小，可靠性越高。 二、失效率和失效率曲线 失效率曲线与失效类型 失效率曲线——浴盆曲线 ： （1）早期失效期为递减型。产品使用的早期，失效率较高而下降很快。主要由于设计、制造、贮存、运输等形成的缺陷，以及调试、跑合、起动不当等人为因素所造成的。 使产品失效率达到偶然失效期的时间t0称为交付使用点。 （2）偶然失效期为恒定型，主要由非预期的过载、误操作、意外的天灾以及一些尚不清楚的偶然因素所造成。由于失效原因多属偶然，故称为偶然失效期。偶然失效期是能有效工作的时期，这段时间称为有效寿命。为降低偶然失效期的失效率而增长有效寿命，应注意提高产品的质量，精心使用维护。 （3）耗损失效期，失效率是递增型。失效率上升较快，这是由于产品已经老化、疲劳、磨损、蠕变、腐蚀等所谓有耗损的原因所引起的，故称为耗损失效期。针对耗损失效的原因，应该注意检查、监控、预测耗损开始的时间，提前维修，使失效率仍不上升。当然，修复若需花很大费用而延长寿命不多，则不如报废更为经济。 二、失效率和失效率曲线