可靠性工程ppt课件.ppt

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1、为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益仪器仪表可靠性设计控制科学与控制工程学院为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人

2、单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益仪器仪表可靠性设计 可靠性工程技术是在第二次世界大战后从航空工业和电子工业领域发展起来的，后来广泛用于宇航，化工，机电等其他领域。主要内容包括：可靠性的三大指标，主要特征量及其常用失效分布等基本概念，逻辑代数的基本概念和运算，传联系

3、统，并联系统，混联系统，n中取k表决系统，贮备系统的可靠性模型为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益仪器仪表可靠性设计最小路集，最小割集的概念及其运用分析计算一般网络系统可靠性的基本方法，元器件失效率预计和系统可靠性预计的方法，串联系统可靠性分配的常用方法，如何对有并联冗余系统进行可靠性分配的问题，失效模式，后果和严重度分析方法(FMECA)，系统地讨论了对单调系统进行故障树的定性和定量分析方法(FTA)为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权

4、益仪器仪表可靠性设计电子线路和机械结构可靠性的设计方法，为评价和提高产品可靠性而进行的可靠性试验，包括筛选，老炼和环境适应性试验的基本知识，寿命试验和加速寿命试验的常用基本设计方法，如何运用试验数据对单元产品(整机进行可靠性试验的产品)和系统(复杂产品)为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益仪器仪表可靠性设计 进行可靠性评估的常用方法，维修性设计，书中还介绍了可靠性管理方面的基本知识，以促进可靠性技术在工程的广泛应用。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位

5、和职工的合法权益第一章 可靠性概述主要内容 1 可靠性基本概念 2 可靠性特征量 3常用失效分布为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第一节 可靠性基本概念一一 可靠性的定义可靠性的定义 可靠性就是指产品在规定条件和规定时间内完成规定功能的可靠性就是指产品在规定条件和规定时间内完成规定功能的能力。能力。产品的可靠性首先受“规定的条件”的制约 环境条件（温度、湿度、气压、振动、噪声等）负载条件（如工作电流、电压、应力）工作方式（连续工作、间断工作、状态转换）贮存条件和维护条件 人的技术操作即“人机关系”为了规范事业单位

6、聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益产品的可靠性是与“规定的时间”相关的 一般说来，仪器仪表中的电器元件经过老化筛选，一般说来，仪器仪表中的电器元件经过老化筛选，机械零部件经过跑合，整机通过调试老练，产品经过机械零部件经过跑合，整机通过调试老练，产品经过一个较长时间的稳定使用后，其可靠性水平随时间的一个较长时间的稳定使用后，其可靠性水平随时间的增长而降低，即时间愈长，可靠性愈差，故障（失效）增长而降低，即时间愈长，可靠性愈差，故障（失效）愈多，所以一定的可靠性是对一定的时期而言的。愈多，所以一定的可靠性是对一定的时期而言的。为了规

7、范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第一节 可靠性基本概念二二 可靠性常用的三大指标可靠性常用的三大指标 可靠性有狭义和广义两种意义。狭义可靠性仅指产品在规定条件下和规定时可靠性有狭义和广义两种意义。狭义可靠性仅指产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。广义可靠性通常包含下一可靠性和维修性等方面的内间内完成规定功能的能力。广义可靠性通常包含下一可靠性和维修性等方面的内容。以后不加以注明，我们均指狭义可靠性。容。以后不加以注明，我们均指狭义可靠性。狭义可靠性狭义可靠性 有效性（广义可靠性）有效性（广义可靠性）维修性

8、维修性 综合全面评定可靠性综合全面评定可靠性 贮存寿命贮存寿命为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第一节 可靠性基本概念 从图中可以明显看出狭义从图中可以明显看出狭义可靠性可靠性，有效性有效性和和贮存寿命贮存寿命就是就是评价可靠性常用的三大指标。评价可靠性常用的三大指标。几个概念：几个概念：维修性维修性：在规定条件下使用的产品在规定的时间内，按规定：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，保持或恢复到能完成规定功能的的程序和方法进行维修时，保持或恢复到能完成规定功能的能力。能力。有效性有

9、效性：可维修产品在某时刻具有或维持规定功能的能里。：可维修产品在某时刻具有或维持规定功能的能里。它是由狭义可靠性和维修性两方面构成。它是由狭义可靠性和维修性两方面构成。主存寿命主存寿命：在规定的贮存条件下，产品从开始贮存到丧失其：在规定的贮存条件下，产品从开始贮存到丧失其规定的功能的时间称为贮存寿命。规定的功能的时间称为贮存寿命。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第二节 可靠性特征量 研究可靠性特征量，必须明白寿命的含义。日常生活中，研究可靠性特征量，必须明白寿命的含义。日常生活中，产品的寿命往往指的是产品总的可

10、使用时间。在可靠性工程产品的寿命往往指的是产品总的可使用时间。在可靠性工程种，不可修复产品的寿命是指发生失效前的实际工作时间；种，不可修复产品的寿命是指发生失效前的实际工作时间；可修复产品的寿命是指相邻两次故障间的工作时间，也称无可修复产品的寿命是指相邻两次故障间的工作时间，也称无故障工作时间。故障工作时间。一一 可靠度可靠度R(t)R(t)1 1 可靠度定义可靠度定义 可靠度是指产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的概率。可靠度是指产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的概率。它是时间的函数，记作它是时间的函数，记作R(t)R(t)。2 2 可靠度估计值可靠度估计值 可靠度理论上的

11、值称为可靠度真值，它完全由产品失效的数学模型所可靠度理论上的值称为可靠度真值，它完全由产品失效的数学模型所决定。在现实生活种，我们必须经过一定的统计计算得到真值的估计值，决定。在现实生活种，我们必须经过一定的统计计算得到真值的估计值，称为可靠度的估计值。称为可靠度的估计值。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第二节 可靠性特征量二二 累积失效概率累积失效概率F(t)F(t)uu1 1 累积失效概率的定义累积失效概率的定义 累积失效概率是产品在规定条件和规定时间内失效的概率，其值等于累积失效概率是产品在规定条件和规定

12、时间内失效的概率，其值等于1 1 减可靠度。也可说成产品在规定条件和规定时间内完不成规定功能的概减可靠度。也可说成产品在规定条件和规定时间内完不成规定功能的概率，也称为不可靠度。率，也称为不可靠度。uu2 2 累积失效概率的估计值累积失效概率的估计值 累积失效概率的估计值等于累积失效概率的估计值等于1 1减去它的可靠度估计值。减去它的可靠度估计值。三三 失效概率密度失效概率密度f f（t t）uu1 1 失效概率密度的定义失效概率密度的定义 失效概率密度是累积失效概率对时间的变化率，记作失效概率密度是累积失效概率对时间的变化率，记作f f（t t）。）。uu 2 2 失效概率密度的估计值失效概

13、率密度的估计值为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第二节 可靠性特征量四四 失效率失效率 1 1 失效率的定义失效率的定义 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。记作概率。记作(t)(t)，称为失效率函数，有时也称为故障率函数。，称为失效率函数，有时也称为故障率函数。失效率函数有失效率函数有3 3种基本类型，即早期失效型，偶然失效型和耗损失效型。种基本类型，即早期失效型，偶然失效型和耗损失效型。2 2 失效率的估计值

14、失效率的估计值 不论产品是否可修复，产品失效率的估计值都可由书中公式（不论产品是否可修复，产品失效率的估计值都可由书中公式（1 11111）求得。）求得。3 3 平均失效率平均失效率 它的定义分它的定义分2 2种：种：（1 1）对不可修复的产品是指在一个规定时间内总失效产品数与全体产品的累）对不可修复的产品是指在一个规定时间内总失效产品数与全体产品的累积工作时间之比。积工作时间之比。（2 2）对可修复的产品是指它们在使用寿命期内的某个观测期间，所有产品的）对可修复的产品是指它们在使用寿命期内的某个观测期间，所有产品的故障发生总数与总累积工作时间之比。故障发生总数与总累积工作时间之比。所以不论产

15、品是否可修复，平均失效率估计值可由书中公式（所以不论产品是否可修复，平均失效率估计值可由书中公式（1 112)12)求得求得为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第二节 可靠性特征量 4 4 失效率单位失效率单位 失效率常用的单位有失效率常用的单位有h h，khkh，菲特等。，菲特等。5 5 失效率等级失效率等级 按照按照GB1772-1979GB1772-1979电子元器件失效率试验方法规定，我国电子元电子元器件失效率试验方法规定，我国电子元器件失效率分器件失效率分7 7级。级。五五 产品的寿命特征产品的寿命特征

16、在可靠性工程种，规定了一系列与寿命有关的指标：平均寿命，可靠在可靠性工程种，规定了一系列与寿命有关的指标：平均寿命，可靠寿命，特征寿命和众位寿命。总称为可靠性寿命特征。寿命，特征寿命和众位寿命。总称为可靠性寿命特征。1 1 平均寿命平均寿命 在受命特征中最重要，定义为寿命的平均值。用在受命特征中最重要，定义为寿命的平均值。用MTBFMTBF表示可维修产表示可维修产品的平均寿命，称为平均无故障工作时间品的平均寿命，称为平均无故障工作时间;用用MTTFMTTF表示可维修产品的平表示可维修产品的平均寿命，称为失效前的平均工作时间。均寿命，称为失效前的平均工作时间。不论产品是否可修复，平均寿命都等于所

17、有产品的总工作时间除以总不论产品是否可修复，平均寿命都等于所有产品的总工作时间除以总失效数。失效数。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第三节 常用失效分布一一 指数分布指数分布 在可靠性理论中，指数分布是最基本，最常用的分布，适合于失效率在可靠性理论中，指数分布是最基本，最常用的分布，适合于失效率(t)(t)为常数的情况。为常数的情况。1 1 失效概率密度函数失效概率密度函数f(t)f(t)式中式中 为指数分布的失效率，为一常数。为指数分布的失效率，为一常数。2 2 累积失效概率密度累积失效概率密度F(t)F(t

18、)3 3 可靠度函数可靠度函数R(t)R(t)为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第三节 常用失效分布 4 4 失效率函数失效率函数(t)(t)5 5 平均寿命平均寿命 6 6 可靠寿命可靠寿命 7 7 中位寿命中位寿命 只要将只要将r r0.50.5带入上式即可得到中位寿命值。带入上式即可得到中位寿命值。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第三节 常用失效分布二二 威布尔分布威布尔分布 威布尔分布在可靠性理论种是适用范围较广的一种分布

19、。它能全面描威布尔分布在可靠性理论种是适用范围较广的一种分布。它能全面描述浴盆失效率曲线的各个阶段。当威布尔分布中的参数不同时，它可以述浴盆失效率曲线的各个阶段。当威布尔分布中的参数不同时，它可以蜕化为指数分布，瑞利分布和正态分布。蜕化为指数分布，瑞利分布和正态分布。1 1 实效概率密度函数实效概率密度函数f(t)f(t)m m形状参数形状参数 尺度参数尺度参数 位置参数位置参数 2 2 累积失效概率函数累积失效概率函数F(t)F(t)为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第三节 常用失效分布 3 可靠度函数R(t)

20、4 失效率函数为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第三节 常用失效分布 5 5 三个参数的意义三个参数的意义 (1)(1)形状参数形状参数mm 威布尔分布的实效概率密度曲线，累积实效概率曲线，可威布尔分布的实效概率密度曲线，累积实效概率曲线，可靠度曲线以及失效率曲线的形状都随靠度曲线以及失效率曲线的形状都随mm的不同而不同，故称的不同而不同，故称为形状参数。为形状参数。当当m1m1m1时，时，f(t)f(t)曲线随时间增加出现峰值而后下降曲线随时间增加出现峰值而后下降 当当m=3m=3时，时，f(t)f(t)曲线已

21、接近正态分布。曲线已接近正态分布。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第三节 常用失效分布 (2)(2)位置参数位置参数 位置参数决定了分布的出发点，当形状参数和尺度参数位置参数决定了分布的出发点，当形状参数和尺度参数相同而位置参数不同时，其实效概率密度曲线是完全相同的，相同而位置参数不同时，其实效概率密度曲线是完全相同的，所不同的指示曲线的起始位置有所变动。所不同的指示曲线的起始位置有所变动。当当000时，表示这些远见在起始时间时，表示这些远见在起始时间 内不会生效，内不会生效，f(t)f(t)曲曲线由线由=0=

22、0时的位置向右平移的时的位置向右平移的|距离。距离。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第三节 常用失效分布 (3)(3)尺度参数尺度参数 通常将通常将 称为真尺度参数，当称为真尺度参数，当mm值和值和 固定不变，固定不变，值不同时威布尔分值不同时威布尔分布的实效概率密度曲线的高度及宽度均不相同。布的实效概率密度曲线的高度及宽度均不相同。三三 正态分布正态分布 正态分布在数理统计学中是一个最基本的分布，在可靠性技术中也常正态分布在数理统计学中是一个最基本的分布，在可靠性技术中也常用到。用到。1 1 实效概率密度函数

23、实效概率密度函数f(t)f(t)为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第三节 常用失效分布 2 2 累积失效概率函数累积失效概率函数F(t)F(t)3 3 可靠度函数可靠度函数R(t)R(t)4 4 失效率函数数失效率函数数(t)(t)为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第三节 常用失效分布 四 对数正态分布 在可靠性理论中，对数正态分布用于由裂痕扩展而引起的实效分布，也用于恒应力加速寿命试验后对样品失效时间进行统计分析。为了规范事业单位

24、聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益例题讲解1 1 某仪器的寿命符合指数分布，且失效率为某仪器的寿命符合指数分布，且失效率为0.01/kh0.01/kh，求该仪器工作到可靠度为，求该仪器工作到可靠度为90%90%时的时间。时的时间。答：因为仪器的寿命复合指数分布答：因为仪器的寿命复合指数分布所以满足所以满足 代入已知参数有代入已知参数有 通过计算得出通过计算得出 t t10.510.5（s s）为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益例题讲解2.对40台仪器进行现场考查，在t2000h以前有1台仪器失效，在20004000h之间有1台失效，在40006000h之间有2台失效，在60008000h之间有2台失效。分别求t为2000h，4000h及40008000h的可靠度和不可靠度估计值为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益例题讲解答：根据可靠度和不可靠度估计值计算公式有 ，；，；，。