第七章 质量可靠性.ppt

第七章 质量可靠性 第一节 系统可靠性及衡量指标 第二节 系统失效及其分布函数 第三节系统可靠性模型 第一节 系统可靠性及衡量指标 一、 可靠性的概念： 1、狭义可靠性 产品在规定的条件和规定的时间内完成规定功能的能力 ⑴、规定的条件：常指使用条件、维护条件、环境条件和操作条件。不在规定的条件下谈论可靠性，就失去比较产品质量前提。 ⑵、规定的时间：可靠性的核心 。时间性指标可以是时间、也可以是距离重复次数、作用次数。 ⑶、规定的功能：常用产品的各种性能指标来描述，通过实验，产品的各项规定的性能指标都已达到，则称该产品完成规定的功能；丧失规定的功能则是产品发生“故障”或“失效”。必须合理地给出故障或失效判据明确界定。⑷、能力：必须对它有定量的描述，通常指的是各种可靠性指标。由于产品的是多种多样。所以，用来度量产品可靠性“能力”也是多种多样的。常用的有：可靠度、平均寿命、失效度等。 2、广义可靠性： 产品在规定的条件下，在整个寿命周期内完成规定功能的能力。 广义可靠性不仅包括了狭义可靠性，而且包括了可修产品的维修性。即对于可修复产品来说，不仅有发生故障的可靠性问题，而且也有发生故障后能方便、及当地修复，以保持良好功能，要有良好的维修性。（维修性：产品在规定的条件下、在规定的时间内、按规定的程序和方法进行维修时，保持或恢复能完成规定功能的能力。） 二、可靠性的特征量 1、 可靠度 对于不可修复产品 对于完全样本，即所有试验样品都观测到发生失效或故障时，平均寿命的观测值是指它们的算术平均值，即 4、失效率 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。 失效率的观测值是在某时刻后单位时间内失效的产品数与工作到该时刻尚未失效的产品数之比，即 平均失效率是指在某一规定时间内失效率的平均值。 第二节 系统失效及其分布函数 一、系统失效分类： 系统丧失规定的功能称为系统失效。当系统是可修复系统时称为系统故障。系统失效的条件决定于工作负荷、周围环境及元器件、材料的性能。 1、按照可否修复： 永久性损失（如机械损失） 功能故障 2、根据失效的性质： 突然失效：突然发生，通常使系统完全失去规定的功能。 退化失效：由于老化使得元器件、材料的参数逐渐变化而引起的失效。多半使系统的输出特性变化，而系统可以继续保持工作能力。 一、系统失效分类 3、根据失效的程度： ⑴完全失效 ⑵局部失效 4、根据失效的重要程度： ⑴致命失效 ⑵严重失效 ⑶轻度失效 系统的工作单元失效并不能引起系统的不可靠，为判断失效必须制定判断失效的技术指标，称为失效判据。 二、系统失效的三个阶段 产品的失效率入（t）随时间t而变化的规律可用失效率曲线表示。（也叫浴盆曲线）。 浴盆断面的两壁和盆底分别描述入（t）随t而变化的三个不同时期的失效规律。 1、早期失效期 t0以前称为早期失效期。 失效率曲线为递减型。产品投入使用的早期，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而诱发的失效。因为使用初期,容易暴露上述缺陷而导致失效,因此失效率往往较高,但随着使用时间的延长,其失效率则很快下降。当这些所谓先天不良的失效后且运转也逐渐正常，则失效率就趋于稳定，到t0时失效率曲线已开始变平。针对早期失效期的失效原因，假若在产品出厂前即进行旨在剔除这类缺陷的过程,则应该尽量设法避免，争取失效率低且t0短。则在产品正式使用时,便可使失效率大体保持恒定值。 2、偶然失效期 失效率曲线为恒定型，即t0到ti间的失效率近似为常数。失效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。加大零件截面尺寸可使抗非预期过戴的能力增大，从而使失效率显著下降，然而过份地加大，将使产品笨重，不经济，往往也不允许。 3、耗损失效期(损伤累积失效) 失效率是递增型。在t1以后失效率上升较快，这是由于产品中的零部件已到了寿命后期,产品已经老化、疲劳、磨损、腐蚀等所谓有耗损的原因所引起失效开始急剧增加，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，如果在进入耗损失效期之前进行必要的预防维修,它的失效率仍可保持在随机失效率附近,从而延长产品的偶然失效期。 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