先进制造技术第2章 第3节 (2可靠性).ppt

一、可靠性工程发展及其重要性 例如，美国的宇宙飞船阿波罗工程有700万只元器件和零件，参加人数达42万人，参予制造的厂家达1万5千多家，生产周期达数年之久。象这样庞大的复杂系统，一旦某一个元件或某一个部件出现故障，就会造成整个工程失败，造成巨大损失。所以可靠性问题特别突出，不专门进行可靠性研究是难于保证系统可靠性的。 0.999 0.9991000 =0.368 可靠性工程的重要性主要表现在三个方面： 高科技的需要 经济效益的需要 政治声誉的需要 总之，无论是人民群众的生活，国民经济建设的需要出发，还是从国防、科研的需要出发，研究可靠性问题是具有深远的现实意义。  高科技的需要 现代科技迅速发展导致各个领域里的各种设备和产品不断朝着高性能、高可靠性方向发展，各种先进的设备和产品广泛应用于工农业、交通运输、科研、文教卫生等各个行业，设备的可靠性直接关系到人民群众的生活和国民经济建设，所以，深入研究产品可靠性的意义是非常重大的。 经济效益的需要 产品或设备的故障都会影响生产和造成巨大经济损失。特别是大型流程企业，有时因一台关键设备的故障导致工厂停产，其损失都是每天几十万元甚至几百万元。因此，从经济效益的来看，研究可靠性是很有意义的。 研究与提高产品的可靠性是要付出一定代价的。从生产角度看，要增加产品的研制和生产的成本。但是，从使用角度看，由于产品可靠性提高了，就大大减少了使用费和维修费，同时还减少了产品寿命周期的成本。所以，从总体上看，研究可靠性是有经济效益的。 政治声誉的需要 从政治方面考虑，无论哪个国家，产品的先进性和可靠性对提高这个国家的国际地位、国际声誉及促进国际贸易发展都起很大的作用。 可靠性设计的理论基础－概率统计学 故障（偶然事件）－存在规律（统计学） 可靠性的概念和指标 1.可靠性 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。 故障、失效、 维修性和可用性 2. 可靠性指标：衡量产品可靠性的指标很多，各指标之间有着密切联系，其中最主要的有三个，即： 可靠度R (t) 故障率λ(t) 平均寿命MTBF(MTTF) 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”。 对象：系统、部件 规定的运行条件：产品的环境条件和维护条件 规定的工作时间：对象的工作期限 正常工作：产品达到人们对它要求的运行效能 概率：可能性 可靠性指标 (2)失效率λ(t) 失效率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。 故障率、故障密度及可靠度之间的关系 当N0→∞时   故障率、故障密度及可靠度之间的关系 根据R (t)，F (t)，f (t),λ(t)的定义，还可以推导出：  可靠性指标 (3)平均寿命 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,θ。对于不维修产品又称失效前平均时间MTTF(Mean time to failure)， 失效曲线分析 “浴盆曲线”。 (a)早期故障期：产品早期故障反映了设计、制造、加工、装配等质量薄弱环节。早期故障期又称调整期或锻炼期，此种故障可用厂内试验的办法来消除。 故障率曲线分析 (b)正常工作期：在此期间产品故障率低而且稳定，是设备工作的最好时期。在这期间内产品发生故障大多出于偶然因素，如突然过载、碰撞等，因此这个时期又叫偶然失效期。 可靠性研究的重点，在于延长正常工作期的长度。 故障率曲线分析 (c)损耗时期：零件磨损、陈