新编质量管理第七章.ppt

第七章 可靠性概念 §7.1 可靠性的基本概念 ? 一、可靠性工程发展及其重要性 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。 可靠性工程的重要性主要表现在三个方面： 1. 高科技的需要 2. 经济效益的需要 3. 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。  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。 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。 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。 二、可靠性工程的基本内容 可靠性工程涉及面积广，需要从科研、设计、试验、制造、运输、贮存、直到使用和维护等方面，进行研究和实施的工作。 三、可靠性的概念及指标 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。 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，其中最主要的有四个，即： 可靠度R (t)、 不可靠度(或称故障概率)F (t)、 故障密度函数f (t) 故障率λ(t)。 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。 若受试验的样品数是N0个，到t时刻未失效的有N s (t)个；失效的有N f (t)个。则没有失效的概率估计值，即可靠度的估计值为 (7-1) 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：   (7-2) 由于故障和不故障这两个事件是对立的，所以 R (t) + F (t) =1 (7-3) 当N0足够大时，就可以把频率作为概率的近似值。同时可见可靠度是时间t的函数。因此R (t)亦称为可靠度函数。 0≤R (t)＜1 可靠性指标 (2)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。 也可根据F(t)的定义，得到f (t)，即 (7-5) F (t)具有以下性质：  0 ≤ F (t) ＜ 1，且为增函数。 可靠性指标 (3)故障率λ(t) 故障率λ(t)是衡量可靠性的一个重要