[精选]企业设备培训之七可靠性与系统可靠性.pptx

可靠性与系统可靠性可靠性与系统可靠性 第一节第一节 可靠性与系统可靠性的概念可靠性与系统可靠性的概念第二节第二节 可靠性的开展概况可靠性的开展概况第三节第三节 可靠性的特点可靠性的特点 第四节第四节 可靠性与质量管理可靠性与质量管理第五节第五节 研究系统可靠性的意义研究系统可靠性的意义第一节第一节 可靠性与系统可靠性的概念可靠性与系统可靠性的概念 1.可靠性定义：可靠性定义：三个三个三个三个“规定规定规定规定 1可靠性可靠性:所谓可靠性就是产品在规定的条件下，在所谓可靠性就是产品在规定的条件下，在规定的时间内，能够完成规定的功能的能力。规定的时间内，能够完成规定的功能的能力。2产品产品:指可以单独研究、分别试验的任何部件、组指可以单独研究、分别试验的任何部件、组件、设备或系统。件、设备或系统。3规定的条件规定的条件:指产品使用时的应力条件载荷条件指产品使用时的应力条件载荷条件、环境条件以及贮存条件等。、环境条件以及贮存条件等。4规定的时间规定的时间:指产品的工作时间指产品的工作时间 5规定的功能规定的功能:指产品应具有的技术指标。指产品应具有的技术指标。2二、可靠性分类二、可靠性分类1狭义可靠性和广义可靠性狭义可靠性和广义可靠性 狭义可靠性狭义可靠性:就是产品在规定的条件下和规定就是产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。它表示产品在的时间内，完成规定功能的能力。它表示产品在某一规定时间内发生故障的难易程度。某一规定时间内发生故障的难易程度。广义可靠性广义可靠性:是从工程概念出发所论及的具有是从工程概念出发所论及的具有更广泛意义的可靠性。国家标准将广义可靠性定更广泛意义的可靠性。国家标准将广义可靠性定义为：产品整个寿命周期内完成规定功能的能力。义为：产品整个寿命周期内完成规定功能的能力。它包括了狭义可靠性和维修性它包括了狭义可靠性和维修性.广义可靠性狭义可靠性维修性广义可靠性狭义可靠性维修性3l 有效性也称有用性：可以维修的产品在某时刻具有有效性也称有用性：可以维修的产品在某时刻具有或维持规定功能的能力。或维持规定功能的能力。广义可靠性实质上就是产品的有效性广义可靠性实质上就是产品的有效性 注意：在一般场合，人们所说的可靠性是指广义可靠性，注意：在一般场合，人们所说的可靠性是指广义可靠性，而在专业场合及定量计算时，可靠性又多指狭义可靠性。而在专业场合及定量计算时，可靠性又多指狭义可靠性。42固有可靠性和使用可靠性固有可靠性和使用可靠性l固有可靠性固有可靠性inherent reliability，是指由设计决，是指由设计决定、制造实现和保证的可靠性，记作定、制造实现和保证的可靠性，记作RI。l使用可靠性，是指产品在使用过程中，因受环使用可靠性，是指产品在使用过程中，因受环境条件、维修方式及人为因素的影响所能到达境条件、维修方式及人为因素的影响所能到达的可靠性，记作的可靠性，记作RU。有人还将有人还将RI和和RU综合起来称为工作可靠性，记综合起来称为工作可靠性，记作作RO 53硬件可靠性和软件可靠性硬件可靠性和软件可靠性 所谓所谓“硬件硬件:是指在传统上被看作是从完全相同的器件是指在传统上被看作是从完全相同的器件总体中取出的假设干局部的一种组合。总体中取出的假设干局部的一种组合。所谓所谓“软件软件:是指由书面的或可记录的信息、概念、文是指由书面的或可记录的信息、概念、文件或程序组成的产品。件或程序组成的产品。软件可靠性：在规定的条件下和规定的时软件可靠性：在规定的条件下和规定的时间内，软件成功地完成规定功能的能力概间内，软件成功地完成规定功能的能力概率或不引起系统故障的能力概率。率或不引起系统故障的能力概率。6在硬件一软件系统中，有人提出系统的可靠性可表示为：式中 系统可靠性；软件可靠性；硬件可靠性；操作者误差。三、系统可靠性三、系统可靠性系统系统:是为了完成某一特定功能，由假设干个彼此有是为了完成某一特定功能，由假设干个彼此有联系的而且又能相互协调工作的部件所组成的综合体。联系的而且又能相互协调工作的部件所组成的综合体。不可修复系统不可修复系统:是指系统或其组成部件一旦发生失效，不是指系统或其组成部件一旦发生失效，不再修复，系统处于报废状态，这样的系统称为不可修复再修复，系统处于报废状态，这样的系统称为不可修复系统。系统。可修复系统可修复系统:通过维修而恢复其功能的系统通过维修而恢复其功能的系统 系统可靠性系统可靠性:表示系统在规定的条件下和规定的时间内完成表示系统在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。系统在规定的条件下和规定的时间规定功能的能力。系统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系统可靠度。内，完成规定功能的概率称为系统可靠度。8四、可靠性技术的基本内容四、可靠性技术的基本内容1可靠性基础理论可靠性基础理论 l可靠性数学。可靠性数学。在数学领域已形成了一个独立的学在数学领域已形成了一个独立的学科分支。科分支。2可靠性物理。可靠性物理。60年代开展起来的。年代开展起来的。60年代前后就年代前后就产生了失效物理学。现阶段已经开展到可靠性保证阶段。产生了失效物理学。现阶段已经开展到可靠性保证阶段。3可靠性管理。可靠性管理是对可靠性工作的各个可靠性管理。可靠性管理是对可靠性工作的各个环节以及产品的全寿命周期的各项技术活动进行组织、协环节以及产品的全寿命周期的各项技术活动进行组织、协调和控制，以实现既定的可靠性指标的一种方法。调和控制，以实现既定的可靠性指标的一种方法。92可靠性专业技术可靠性专业技术 1可靠性设计。可靠性设计。这项工作包括：建立可靠性模型，对这项工作包括：建立可靠性模型，对产品进行可靠性预计和分配，进行故障或失效机理分析，在产品进行可靠性预计和分配，进行故障或失效机理分析，在此基础上进行可靠性设计。此基础上进行可靠性设计。2可靠性试验。可靠性试验。可靠性试验的目的是了解产品，验证可靠性试验的目的是了解产品，验证产品的可靠性水平，试验产品的可靠性水平，试验改进改进再试验，反复提高产品可再试验，反复提高产品可靠性水平。靠性水平。3维修性设计。维修性设计。大多数的产品均为可修理产品。维修大多数的产品均为可修理产品。维修性设计的目的是为了缩短平均停机时间。性设计的目的是为了缩短平均停机时间。10第二节第二节 可靠性的开展概况可靠性的开展概况萌芽萌芽-创立创立-全面开展全面开展-深入开展阶段深入开展阶段 可靠性的概念人们早就有了，作为可靠性科学或可靠可靠性的概念人们早就有了，作为可靠性科学或可靠性的定量指标的研究是从第二次世界大战才迅速开展起来的。性的定量指标的研究是从第二次世界大战才迅速开展起来的。是可靠性技术的发源地，始于是可靠性技术的发源地，始于20世纪世纪40年代年代 对电子真空对电子真空管的失效分析。它历经四个开展阶段，至今已成为一门内容管的失效分析。它历经四个开展阶段，至今已成为一门内容丰富的工程技术学科。丰富的工程技术学科。1120世纪世纪40年代是可靠性工程的萌芽阶段。年代是可靠性工程的萌芽阶段。第二次世界大战期间，第二次世界大战期间，的的 用电子设备在用电子设备在储存期就有储存期就有50%失效，机载电子管寿命连失效，机载电子管寿命连20h还不到。还不到。由此，迫使国防部开始探讨可靠性问题，并于由此，迫使国防部开始探讨可靠性问题，并于1943年成年成立了立了“真空管研究真空管研究 会会，专门研究电子管的可靠性，专门研究电子管的可靠性问题。这标志着可靠性研究的起步。问题。这标志着可靠性研究的起步。1220世纪世纪50年代是可靠性的创立阶段。年代是可靠性的创立阶段。阿波罗方案阿波罗方案 朝鲜战争期间，武器系统因雷达常出故障，能工作朝鲜战争期间，武器系统因雷达常出故障，能工作的时间仅的时间仅16%，舰船设备只有，舰船设备只有33%能圆满工作，促使能圆满工作，促使 内外内外开始系统的可靠性研究。开始系统的可靠性研究。于于1950年成立年成立“电子设备可靠电子设备可靠性专门性专门 会会，1952年国防部成立年国防部成立“电子设备可靠性参谋电子设备可靠性参谋 会会Advisory Group on Reliability of Electronic Equipment，简称，简称AGREE。1957年年AGREE发表的发表的“用用电子设备的可靠性电子设备的可靠性报告，明确产品的可靠性是可定量的、报告，明确产品的可靠性是可定量的、可分配的、可验证的，从而建立了可靠性的框架，奠定了可可分配的、可验证的，从而建立了可靠性的框架，奠定了可靠性的基础。前苏联从靠性的基础。前苏联从20世纪世纪40年代后期，年代后期，、原西德从、原西德从50年代后期也开始了可靠性研究年代后期也开始了可靠性研究 。1320世纪世纪60年代是可靠性全面开展阶段。年代是可靠性全面开展阶段。在该阶段迅速开展了可靠性设计和试验方在该阶段迅速开展了可靠性设计和试验方法，并取得了重要成果，法，并取得了重要成果，1965年公布的年公布的MIL-STD-785 用标准用标准1969年修订为年修订为785A是其是其中最显著的成果。在此期间，世界各国也普遍成中最显著的成果。在此期间，世界各国也普遍成立了可靠性机构，推广可靠性教育，建立可靠性立了可靠性机构，推广可靠性教育，建立可靠性管理制度，制订可靠性标准。管理制度，制订可靠性标准。1420世纪世纪70年代以后是可靠性深入开展阶段。年代以后是可靠性深入开展阶段。由于由于 事装备的使用观念发生了战略性转变，从事装备的使用观念发生了战略性转变，从单纯重视性能到重视效能，从单纯要求高可靠性到要求单纯重视性能到重视效能，从单纯要求高可靠性到要求可靠性、维修性等综合指标，并将可靠性，维修性作为可靠性、维修性等综合指标，并将可靠性，维修性作为减少全寿命周期费用的工具。减少全寿命周期费用的工具。15v 我国的可靠性工作从我国的可靠性工作从1956年成立年成立“环境试验所环境试验所开始，开始，1965年在钱学森的建议下，原七机部五院成立年在钱学森的建议下，原七机部五院成立了了“可靠性质量管理研究所可靠性质量管理研究所705所，进行了开所，进行了开拓性工作。但拓性工作。但“十年十年 ，705所被迫解散，可靠性所被迫解散，可靠性研究处于停顿状态，直到研究处于停顿状态，直到1973年才又恢复可靠性研究年才又恢复可靠性研究工作。工作。1978年提出并开展了年提出并开展了“七专专人、专机、七专专人、专机、专料、专批、专检、专技、专卡活动，专料、专批、专检、专技、专卡活动，1979年中国年中国电子学会成立电子学会成立“可靠性与质量管理专业学会，可靠性与质量管理专业学会，1981年又成立年又成立“中国电子元器件质量认证中国电子元器件质量认证 会，会，1982年年国家标准局成立国家标准局成立“全国电工电子产品可靠性与维修性全国电工电子产品可靠性与维修性标准化技术标准化技术 会，使我国的可靠性研究得以蓬勃开会，使我国的可靠性研究得以蓬勃开展，并制定了一系列的国家标准。展，并制定了一系列的国家标准。16第三节第三节 可靠性的特点可靠性的特点 一、规定条件下的可比性一、规定条件下的可比性 一个产品的可靠性受三个一个产品的可靠性受三个“规定规定的限制。的限制。1第一个第一个“规定规定是指因使用条件和环境条件的不同，是指因使用条件和环境条件的不同，可靠性水平有很大差异。可靠性水平有很大差异。2第二个第二个“规定规定是指规定时间的长短不同，其可靠是指规定时间的长短不同，其可靠性也不同。性也不同。3第三个第三个“规定规定是指因规定的产品功能判据不同，是指因规定的产品功能判据不同，将得到不同的可靠性评定结果。将得到不同的可靠性评定结果。17二、强调可用性二、强调可用性 提高可用性可以从两个方面入手：提高可用性可以从两个方面入手：l是保证产品在规定的使用时间内不出故障，少出故是保证产品在规定的使用时间内不出故障，少出故障；障；2是出了故障能迅速修复，目的都是使设备不可利用是出了故障能迅速修复，目的都是使设备不可利用的时间降到最低程度，为此需提高产品的无故障性或维的时间降到最低程度，为此需提高产品的无故障性或维修性。修性。可用性可用时间可用性可用时间/可用时间因故障维修可用时间因故障维修等不可用时间等不可用时间100%。18三、统计、抽样特性三、统计、抽样特性 四、可靠性指标的体系四、可靠性指标的体系 一般地说，一个产品的可靠性可由多种指标一般地说，一个产品的可靠性可由多种指标形式表示。因为可靠性是个综合特性，它综合表现了产形式表示。因为可靠性是个综合特性，它综合表现了产品的耐久性、无故障性、维修性、可用性和经济性，可品的耐久性、无故障性、维修性、可用性和经济性，可分别用各种定量指标表示，形成一个指标体系。具体一分别用各种定量指标表示，形成一个指标体系。具体一个产品采用什么样的指标要根据产品的复杂程度和使用个产品采用什么样的指标要根据产品的复杂程度和使用特点而定特点而定 19第四节第四节 可靠性与质量管理可靠性与质量管理 可靠性是时间的质量可靠性是时间的质量产品质量是指能满足用户要求的一种属性，它由功能指产品质量是指能满足用户要求的一种属性，它由功能指标决定；产品的质量主要包括性能、寿命、可靠性、平标决定；产品的质量主要包括性能、寿命、可靠性、平安性和经济性，有时还有可维修性、人性化要求及外表安性和经济性，有时还有可维修性、人性化要求及外表状况等。状况等。产品的性能指标是指技术指标，例如电子计算机产品的性能指标是指技术指标，例如电子计算机的字长、容量、指令数和速度等。我们常见的各类产品的字长、容量、指令数和速度等。我们常见的各类产品技术指标都是性能指标。技术指标都是性能指标。20质量管理质量管理:以生产过程为中心，控制产品的性能特性参数不以生产过程为中心，控制产品的性能特性参数不要超出管理工程的界限，并且以出厂合格率等指标进行要超出管理工程的界限，并且以出厂合格率等指标进行评定。评定。可靠性管理可靠性管理:通过试验和现场使用信息的反响，以设计预测的通过试验和现场使用信息的反响，以设计预测的事前分析技术为中心，预防故障的发生，保证可靠性目事前分析技术为中心，预防故障的发生，保证可靠性目标的实现。标的实现。21可靠性是对可靠性是对t0的质量的管理的质量的管理 目前目前 的可靠性和质量管理体制的两种形式的可靠性和质量管理体制的两种形式:l将可靠性作为质量保证功能的扩充方式引入将可靠性作为质量保证功能的扩充方式引入 2可靠性和质量保证两种体制并存可靠性和质量保证两种体制并存 但是在但是在 一般把质量管理和可靠性分开，分别设有一般把质量管理和可靠性分开，分别设有质量管理工程师和可靠性工程师的专业职称。前者主要质量管理工程师和可靠性工程师的专业职称。前者主要效劳于制造部门，后者主要效劳于技术管理部门，而且效劳于制造部门，后者主要效劳于技术管理部门，而且随着可靠性工作内容的增多，还分为维修性设计工程师随着可靠性工作内容的增多，还分为维修性设计工程师和可靠性设计工程师等职称。和可靠性设计工程师等职称。22第五节第五节 研究系统可靠性的意义研究系统可靠性的意义 一、研究系统可靠性的意义一、研究系统可靠性的意义 1可靠性是产品质量的一项重要指标可靠性是产品质量的一项重要指标 2产品日趋复杂化，可靠性成为日益突出的问题产品日趋复杂化，可靠性成为日益突出的问题 23表1-1 复杂性对系统可靠性的影响组组组组成系成系成系成系统统统统的部件个的部件个的部件个的部件个数数数数单单单单个部件可靠性个部件可靠性个部件可靠性个部件可靠性99.999%99.999%99.99%99.99%99.9%99.9%99.0%99.0%系系系系统统统统可靠性可靠性可靠性可靠性10101001002502505005001000100010000100001000001000001000000100000099.99%99.99%99.90%99.90%99.75%99.75%99.50%99.50%99.01%99.01%90.48%90.48%36.79%36.79%0.1%0.1%99.90%99.90%99.01%99.01%97.53%97.53%95.12%95.12%90.48%90.48%36.79%36.79%0.1%0.1%0.1%0.1%99.00%99.00%90.48%90.48%77.87%77.87%60.64%60.64%36.77%36.77%0.1%0.1%0.1%0.1%0.1%0.1%90.44%90.44%36.60%36.60%8.11%8.11%0.66%0.66%0.1%0.1%0.1%0.1%0.1%0.1%0.1%0.1%表1-2 不同年代生产的农用拖拉机的复杂性及可靠性水平 拖拉机生拖拉机生拖拉机生拖拉机生产产产产年年年年份份份份每台的部件数每台的部件数每台的部件数每台的部件数整机可靠性整机可靠性整机可靠性整机可靠性假定部件平均假定部件平均假定部件平均假定部件平均可靠性可靠性可靠性可靠性99.99%99.99%每年每每年每每年每每年每10001000台台台台拖拉机故障台拖拉机故障台拖拉机故障台拖拉机故障台数数数数1935193519601960197019701980198019901990120012002250225024002400260026002900290088.7%88.7%79.9%79.9%78.7%78.7%77.1%77.1%74.8%74.8%1131132012012132132292292522523产品使用环境的严酷化，对可靠性提出更高的要求产品使用环境的严酷化，对可靠性提出更高的要求 4产品全寿命周期费用的增长，要求提高可靠性产品全寿命周期费用的增长，要求提高可靠性 265可靠性问题涉及国家和企业的经济利益，影响国家的可靠性问题涉及国家和企业的经济利益，影响国家的平安和声誉平安和声誉 本世纪本世纪3040年代，出现了大量的桥梁倒塌、船年代，出现了大量的桥梁倒塌、船舶漂浮等事故。如舶漂浮等事故。如 在第二次世界大战后期约共计在第二次世界大战后期约共计2500艘自由型万吨货轮在服役期间有艘自由型万吨货轮在服役期间有145艘断成两截艘断成两截700艘左右受到严重损环。艘左右受到严重损环。27 登月火箭发射方案称为登月火箭发射方案称为-阿波罗方案，当时在宇宙阿波罗方案，当时在宇宙开发领域内，最初开发领域内，最初 失败屡次，是落后于苏联的。可是失败屡次，是落后于苏联的。可是由于引进了可靠性技术，阿波罗方案终于在六十年代取得由于引进了可靠性技术，阿波罗方案终于在六十年代取得了完全的成功，人类首次实现了去月球旅行的梦想。了完全的成功，人类首次实现了去月球旅行的梦想。因因此，阿波罗方案被称为是可靠性的充分表达。尽管阿波罗此，阿波罗方案被称为是可靠性的充分表达。尽管阿波罗 方案的种种技术，现在为世界的各种产品所应用，但是可方案的种种技术，现在为世界的各种产品所应用，但是可靠性技术是主要的。靠性技术是主要的。28 1975年发射的先锋号卫星，由于一个价值年发射的先锋号卫星，由于一个价值2美元的零美元的零件失效，造成发射失败，损失件失效，造成发射失败，损失220万美元。万美元。1986年年1月月28日导致穿梭机日导致穿梭机“挑战者挑战者号爆炸的竟是一号爆炸的竟是一个助推器的密封圈失效，助推器由许多节连接在一起组个助推器的密封圈失效，助推器由许多节连接在一起组成，节间加以密封，如果一个连接点的密封失效，则将成，节间加以密封，如果一个连接点的密封失效，则将引起火箭助推器外壳破裂，从而引起外燃料罐爆炸。最引起火箭助推器外壳破裂，从而引起外燃料罐爆炸。最后导致造价后导致造价12亿美元的亿美元的“挑战者挑战者号爆炸，七名宇航员号爆炸，七名宇航员全都遇难的重大事故。全都遇难的重大事故。29 开始于阿波罗方案影响的背景下，即六十年开始于阿波罗方案影响的背景下，即六十年代后期，主要用在国家铁路新干线及电器公司的自动交代后期，主要用在国家铁路新干线及电器公司的自动交换机等设备上。换机等设备上。如新干线，至如新干线，至1980年已经连续出色地运行了五年已经连续出色地运行了五亿五千万公里，可为世界称赞的惊人的奇迹相当于绕亿五千万公里，可为世界称赞的惊人的奇迹相当于绕地球地球13700周。周。30 20世纪世纪60年代末，美年代末，美 用电子设备每年的保障费用用电子设备每年的保障费用等于当年的采购费，而到等于当年的采购费，而到1977年，保障费是采购费的年，保障费是采购费的1.5倍；倍；飞机电子设备每飞机电子设备每10年的年平均费用增长年的年平均费用增长9倍。我国某型歼击倍。我国某型歼击机的维修费与采购费之比为机的维修费与采购费之比为8：2。31 上海某公司生产的黑白电视机上海某公司生产的黑白电视机,1978年平均失效年平均失效间隔工作时为间隔工作时为500h,开箱不良率为开箱不良率为23.6,一个月的早期返一个月的早期返修率为修率为20.8,一年平均返修率为一年平均返修率为86.92,平安性差平安性差,事故事故屡有发生屡有发生,经济效益也非常低经济效益也非常低,每台成本每台成本351.35元元,每台平均每台平均亏损亏损34.92元元,年产量年产量26.8万台万台,总亏损就达总亏损就达936万元万元.在抓可在抓可靠性以后的靠性以后的5年内年内,从设计制造试验认定管理各方面采取了从设计制造试验认定管理各方面采取了很多措施很多措施,终于使电视机的可靠性提高了一个数量级终于使电视机的可靠性提高了一个数量级,平均平均失效间隔工作时间到达失效间隔工作时间到达5000h以上。以上。32 开箱不良率降低到开箱不良率降低到2以下以下,早期返修率降低到早期返修率降低到2以下以下,一年平均返修率下降为一年平均返修率下降为13.28,接近接近IEC65标准标准,经济效经济效益大幅度提高益大幅度提高,成本下降为成本下降为247.56元元,每台盈利每台盈利52.86元元,全年产全年产量上升到量上升到126.37万台万台,全年盈利全年盈利6680万元万元.原平均每台维修费原平均每台维修费高于高于8元元,现降为现降为2元元,以以500万台计算万台计算,每五年可减少社会维修每五年可减少社会维修费费1.5亿亿.由于质量好由于质量好,每台售价高于国内平均每台售价高于国内平均30元以上元以上,每年产每年产140万台万台,仅此一项增加利润仅此一项增加利润4200万元万元.33开箱不良率降低到开箱不良率降低到2以下以下,早期返修率降低到早期返修率降低到2以下以下,一一年平均返修率下降为年平均返修率下降为13.28,接近接近IEC65标准标准,经济效益大经济效益大幅度提高幅度提高,成本下降为成本下降为247.56元元,每台盈利每台盈利52.86元元,全年产量全年产量上升到上升到126.37万台万台,全年盈利全年盈利6680万元万元.原平均每台维修费原平均每台维修费高于高于8元元,现降为现降为2元元,以以500万台计算万台计算,每五年可减少社会维每五年可减少社会维修费修费1.5亿亿.由于质量好由于质量好,每台售价高于国内平均每台售价高于国内平均30元以上元以上,每每年产年产140万台万台,仅此一项增加利润仅此一项增加利润4200万元万元.34 在在50年代，随着空间技术的开展，又出现了不少飞年代，随着空间技术的开展，又出现了不少飞机火箭、导弹坠毁爆炸的灾难性事故。如机火箭、导弹坠毁爆炸的灾难性事故。如l960年年 北极北极星导弹固体燃料发动机的压力壳，按传统理论设计、制造，星导弹固体燃料发动机的压力壳，按传统理论设计、制造，检验均合格，可是在水压试验时，突然发生低应力脆断事检验均合格，可是在水压试验时，突然发生低应力脆断事故，这震惊了世界上整个工程技术界。故，这震惊了世界上整个工程技术界。1965年年 又发生一又发生一件著名的件著名的z60Sl-1固体火箭发动机压力壳爆炸的典型脆断事固体火箭发动机压力壳爆炸的典型脆断事故。故。35 我国的某型战机在我国的某型战机在“七五七五期间，因不重视可靠性，期间，因不重视可靠性，发生较多的质量问题，造成多起机毁人亡的发生较多的质量问题，造成多起机毁人亡的I、级飞行事级飞行事故，直接经济损失故，直接经济损失2000多万元，给多万元，给 训练和战斗力造成严训练和战斗力造成严重影响。重影响。1992年年3月月22日我国用日我国用“长长捆捆火箭为澳大利亚发射卫火箭为澳大利亚发射卫星因发生极小概率的故障而招致失败，影响了国家的声誉。星因发生极小概率的故障而招致失败，影响了国家的声誉。36二、可靠性与平安生产二、可靠性与平安生产 据统计，据统计，每年为此受伤者达每年为此受伤者达2000万人。万人。19671973年间的统计，产品责任事故中有年间的统计，产品责任事故中有37%是产品不是产品不合格，其余如安装不符合标准、试验检查不够、说明书合格，其余如安装不符合标准、试验检查不够、说明书指导书错误等等。这些都是厂家的责任。指导书错误等等。这些都是厂家的责任。37一个世纪以来的十大事故：一个世纪以来的十大事故：1.1907年魁北克大桥坠垮使年魁北克大桥坠垮使19000t钢材和钢材和86名工人坠入水名工人坠入水中。中。2.1912年英国提坦号客轮遇难导致年英国提坦号客轮遇难导致1513人丧生。人丧生。3.1937年德国兴登堡气球爆炸。年德国兴登堡气球爆炸。4.1963年年 “长尾鲨长尾鲨号核潜艇遇难。号核潜艇遇难。385.1963年意大利维昂特水坝冲毁，造成年意大利维昂特水坝冲毁，造成4000人丧生。人丧生。6.1974年土耳其的年土耳其的DC-10飞机失事，造成飞机失事，造成355名乘客和名乘客和11名名机组人员丧生。机组人员丧生。7.1979年年 宾夕法尼亚反响堆事故。宾夕法尼亚反响堆事故。8.1981年年 堪萨斯城饭店倒塌造成堪萨斯城饭店倒塌造成113人丧生，人丧生，200人受重人受重伤伤9.1984年年12月印度博帕尔农药厂中毒事件约有月印度博帕尔农药厂中毒事件约有3000人丧生，人丧生，10万人不同程度中毒。万人不同程度中毒。10.到到1986年前苏联切尔诺贝利核电站事故年前苏联切尔诺贝利核电站事故 39 1944年年l0月月20日，日，俄亥俄州克利夫兰市发生了一俄亥俄州克利夫兰市发生了一起液化天然气贮罐爆炸并引起大火的重大恶性事故。建于起液化天然气贮罐爆炸并引起大火的重大恶性事故。建于1942年的一台圆筒形贮罐年的一台圆筒形贮罐直径直径213m，高，高12 6m在在运行中突然发生脆性断裂并产生许多碎片。大量的可燃运行中突然发生脆性断裂并产生许多碎片。大量的可燃性气体夹着液滴成雾状向四周扩散。附近的工厂、商店、性气体夹着液滴成雾状向四周扩散。附近的工厂、商店、住宅等先后发生气体爆炸和火灾周围的市区被火焰包围，住宅等先后发生气体爆炸和火灾周围的市区被火焰包围，形成一片火海形成一片火海20分钟后与圆筒形贮罐相邻的分钟后与圆筒形贮罐相邻的3号球罐号球罐直径直径174m，由于支柱被火烧弯而倒塌，整个球罐，由于支柱被火烧弯而倒塌，整个球罐在火焰烘烤下发生强烈的蒸气爆炸，喷射的火焰高达在火焰烘烤下发生强烈的蒸气爆炸，喷射的火焰高达300m。这场由于压力容器破裂而引起连锁反响的灾难性。这场由于压力容器破裂而引起连锁反响的灾难性事故，使事故，使70栋住宅栋住宅219辆汽车和辆汽车和2座工厂全部烧毁另外座工厂全部烧毁另外还有还有13座工厂和座工厂和35栋住宅遭到局部破坏，死亡栋住宅遭到局部破坏，死亡133人经济人经济损失达损失达6802万美元。万美元。40 可靠性问题还非常锋利地摆在联合采煤机设计师可靠性问题还非常锋利地摆在联合采煤机设计师的面前，也摆在人造心脏设计师们的而前。实际上可的面前，也摆在人造心脏设计师们的而前。实际上可靠性不成为头号问题的技术部门是不存在的。特别是高靠性不成为头号问题的技术部门是不存在的。特别是高风险性的行业：航空、空间技术、原子能、转基因产品风险性的行业：航空、空间技术、原子能、转基因产品等。等。41三、可靠性与经济效益三、可靠性与经济效益 1可靠性微观经济分析可靠性微观经济分析2可靠性宏观经济分析可靠性宏观经济分析1资源意义资源意义2财政意义财政意义3公益意义公益意义4市场意义市场意义42 1可靠性微观经济分析可靠性微观经济分析 在在20世纪世纪60年代，所谓世界最大的年代，所谓世界最大的 卡特卡特匹勒公司和三菱公司合营后，垄断了匹勒公司和三菱公司合营后，垄断了 工程机械的进工程机械的进出口贸易。在此冲击下，小松濒于倒闭。为了迎接竞争出口贸易。在此冲击下，小松濒于倒闭。为了迎接竞争挑战，以挑战，以“产品可靠性超过卡特匹勒产品可靠性超过卡特匹勒为战略目标，由为战略目标，由经理亲自领导全公司展开了可靠性活动，最后使推土机经理亲自领导全公司展开了可靠性活动，最后使推土机的可用度提高了的可用度提高了48%，平均无故障工作时间，平均无故障工作时间MTBF提高了三倍，维修费用降低了提高了三倍，维修费用降低了2/3，出口率从缺乏，出口率从缺乏20%上升到上升到4050%。数年来，不但守住。数年来，不但守住 国内市场，而国内市场，而且扩大了出口额。且扩大了出口额。43 2可靠性宏观经济分析可靠性宏观经济分析 1资源意义资源意义 可靠性有利于节约社会资源，设备的可靠性提高可靠性有利于节约社会资源，设备的可靠性提高后，一台设备可以抵上几台的作用和成效，这样在成本投后，一台设备可以抵上几台的作用和成效，这样在成本投资相近、资源消耗相同的情况下，发挥几倍的效益。资相近、资源消耗相同的情况下，发挥几倍的效益。44 通用电器公司通用电器公司GE发表的发表的改进电站可靠性改进电站可靠性和可用性所获效益和可用性所获效益的研究报告中指出，如果的研究报告中指出，如果 燃煤和燃煤和核能电站的可用率提高核能电站的可用率提高5%，其效益为，其效益为 每年节省每年节省84亿亿美元的开支；美元的开支；相当于多装机相当于多装机3400万万Kw；年节省发电耗油年节省发电耗油90万桶。万桶。为此，为此，GE公司作过分析认为，设备可靠性提高公司作过分析认为，设备可靠性提高1%，即使成本提高，即使成本提高10%也是合算的。也是合算的。452财政意义财政意义 从国家财政收入的价值构成来看，主要的财从国家财政收入的价值构成来看，主要的财政收入来自于新创造的归社会支配的产品剩余政收入来自于新创造的归社会支配的产品剩余价值。价值。46 以一个功率为以一个功率为300万万Kw的发电机组为例，日发电量的发电机组为例，日发电量为为0.72亿度，如果可靠性提高亿度，如果可靠性提高1%，就意味着每年多发电，就意味着每年多发电2.628亿度。假设每度电仅给电厂带来亿度。假设每度电仅给电厂带来0.05元利润，电厂本身元利润，电厂本身就创利就创利0.1314亿元。对于用电部门，按我国现在的平均水平，亿元。对于用电部门，按我国现在的平均水平，每度电带来产值每度电带来产值4.9元，假设其中利润为元，假设其中利润为0.49元，税收为元，税收为0.7l元，则用电部门就能增加产值元，则用电部门就能增加产值12.877亿元，增加利润亿元，增加利润1.287亿亿元，增加税收元，增加税收1.866亿元，意义重大。亿元，意义重大。473公益意义公益意义 宏观经济分析不仅考虑一个企业，一个部门的宏观经济分析不仅考虑一个企业，一个部门的利益，更重要的是注重社会效益和公众效益。利益，更重要的是注重社会效益和公众效益。以国产电视机为例，以国产电视机为例，1980年年产年年产200万台，如果按万台，如果按年均增长年均增长15%，修理一次平均费用以，修理一次平均费用以10元计算，当电视机元计算，当电视机平均无故障时间为平均无故障时间为500小时时，用户在小时时，用户在19801990年间付年间付出的修理费为出的修理费为19.6亿元。当电视机的平均无故障时间为亿元。当电视机的平均无故障时间为10000小时时，则只要付出小时时，则只要付出2.3亿元，节约亿元，节约17.3亿元。目前亿元。目前我国年产彩电已达我国年产彩电已达8000万台，平均修理费用早已超过万台，平均修理费用早已超过50元，按整个社会分析，十年间节约修理费用已远远超过元，按整个社会分析，十年间节约修理费用已远远超过千亿元千亿元 48n4市场意义市场意义 n 可靠性不仅使企业在微观上提高了可靠性不仅使企业在微观上提高了市场竞争力，也使整个国家的产品在宏市场竞争力，也使整个国家的产品在宏观上占领了国际市场，导致了整个经济观上占领了国际市场，导致了整个经济腾飞。腾飞。49 二次大战前，二次大战前，的商品是的商品是“价廉，劣质价廉，劣质的的代名词。战后，代名词。战后，引入了可靠性技术，吸收、消化，引入了可靠性技术，吸收、消化，使其适合国情，从而开发出优质、高可靠性产品，满使其适合国情，从而开发出优质、高可靠性产品，满足顾客要求。在各个领域中扩大了市场占有率，形成足顾客要求。在各个领域中扩大了市场占有率，形成了进出口贸易的巨额顺差，保持了产品质量的领先地了进出口贸易的巨额顺差，保持了产品质量的领先地位，保证了国家经济不断开展，从而使位，保证了国家经济不断开展，从而使 成为世界瞩成为世界瞩目的目标。目的目标。503可靠性优化经济分析可靠性优化经济分析 总成本总成本制造制造成本成本设计成本设计成本维修成本维修成本成成本本可靠性可靠性成本成本-可靠性曲线可靠性曲线51可靠性优化经济分析的基本思想可靠性优化经济分析的基本思想:争取较高的可靠性和较低的费用开支争取较高的可靠性和较低的费用开支关于上图的商榷：关于上图的商榷：首次产出率首次产出率 FTY 返工、返修、报废和售后效劳造成的成本返工、返修、报废和售后效劳造成的成本 赔偿赔偿 更深层次的考虑：更深层次的考虑：质量是没有成本的质量是没有成本的质量、质量、交货期、信誉交货期、信誉-影响顾客满意度影响顾客满意度 5253 产品可靠度不高不仅会导致使用和维产品可靠度不高不仅会导致使用和维修费大大增加，而且会使产品信誉下降，严修费大大增加，而且会使产品信誉下降，严重的情况下会造成产品提早报废，影响相关重的情况下会造成产品提早报废，影响相关的工程，其损失甚至会超出经济范围。的工程，其损失甚至会超出经济范围。提高产品的可靠度是有价值的。为了提提高产品的可靠度是有价值的。为了提高可靠度，即使支付某种程度的代价也是值高可靠度，即使支付某种程度的代价也是值得的。得的。54The End559、静夜四无邻，荒居旧业贫。、静夜四无邻，荒居旧业贫。4 4月月-23-234 4月月-23-23Monday,April 17,202310、雨中黄叶树，灯下白头人。、雨中黄叶树，灯下白头人。18:58:5318:58:5318:58:5318:58:5318:5818:584/17/2023 6:58:53 PM11、以我独沈久，愧君相见频。、以我独沈久，愧君相见频。4 4月月-23-2318:58:5318:58:5318:5818:58Apr-2317-Apr-2312、故人江海别，几度隔山川。、故人江海别，几度隔山川。18:58:5318:58:5318:58:5318:58:5318:5818:58Monday,April 17,202313、乍见翻疑梦，相悲各问年。、乍见翻疑梦，相悲各问年。4 4月月-23-234 4月月-23-2318:58:5318:58:5318:58:5318:58:53April 17,202314、他乡生白发，旧国见青山。、他乡生白发，旧国见青山。17 17 四月四月 2023 20236:58:53 6:58:53 下午下午18:58:5318:58:534 4月月-23-2315、比不了得就不比，得不到的就不要。、比不了得就不比，得不到的就不要。四月四月 23 236:58 6:58 下午下午4 4月月-23-2318:5818:58April 17,202316、行动出成果，工作出财富。、行动出成果，工作出财富。2023/4/1