可靠性新手進級教程一《基本術語及概念》
可靠性新手進級教程一《基本術語及概念》
一、 可靠性定義 進入論壇討論:可靠性新手進級教程一《基本術語及概念》
一般所說的“可靠性”指的是“可信賴的”或“可信任的”。我們說一個人是可靠的，就是說這個人是說得到做得到的人，而一個不可靠的人是一個不一定能說得到做得到的人，是否能做到要取決于這個人的意志、才能和機會。同樣，一臺儀器設備，當人們要求它工作時，它就能工作，則說它是可靠的；而當人們要求它工作時，它有時工作，有時不工作，則稱它是不可靠的。根據國家標準的規定，產品的可靠性是指：產品在規定的條件下、在規定的時間內完成規定的功能的能力。
我國的可靠性工作起步較晚，20世紀70年代才開始在電子工業和航空工業中初步形成可靠性研究體系，并將其應用于**產品。其他行業可靠性工作起步更晚，差距更大，與先進國家差距20～30年，雖然國家已制訂可靠性標準，但尚未引起所有企業的足夠重視。
對產品而言，可靠性越高就越好。可靠性高的產品，可以長時間正常工作（這正是所有消費者需要得到的）；從專業術語上來說，就是產品的可靠性越高，產品可以無故障工作的時間就越長。
二、 研究可靠性的意義.
對于產品來說,可靠性問題和人身**,經濟效益密切相關.因此,研究產品的可靠性問題,顯得十分重要.非常迫切.
1)提高產品可靠性,可以防止故障和事故障的發生,尤其是避免災難性的事故發生.86年1月28日,美航天飛機”挑戰者號”由于1個密封圈失效,起飛76S后爆炸,其中7名宇航員喪生,造成12億美元的經濟損失;92年我國發射”澳星號”時由于一個小小零件的故障,發射失敗,造成了巨大的經濟損失和政治影響到.
2)提高產品的可靠性,能使產品總的費用降低.提高產品的可靠性,首先要增加費用,如選用好的元器件,研制部分冗余功能的電路及進行可靠性設計、分析、實驗，這些都需要經費。然而，產品可靠性的提高使得維修費及停機檢查損失費大大減小，使總費用降低。
3）提高產品的可靠性，可以減少停機時間，提高產品可用率，一臺設備可頂幾臺用，可以發揮幾倍的效益。美國GE公司經過分析認為，對于發電、冶金、礦山、運輸等連續作業的設備，即使可靠性提高1%，成本提高10%也是合算的。
4）對于公司來講，提高產品的可靠性，可以改善公司信譽，增強競爭力，擴大市場份額，從而提高經濟效益。
三、可靠性的研究內容
可靠性工程是為了保證產品在設計、生產及使用過程中達到預定的可靠性指標，應該采取的技術及組織管理措施。這是介于技術和管理科學之間的一門邊緣學科,可靠性作為一門工程學科，它有自己的體系、方法和技術。
1) 可靠性管理:完善可靠性組織結構, 規劃出可靠性組工作的目標制定出相應的流程,規范可靠性工作,監督可靠性工作的實施培訓可靠性知識,增強質量意識,規避設計風險.
2) 可靠性設計:通過設計奠定產品的可靠性基礎.研究在設計階段如何預測和預防各種可能發生的故障和隱患.
3)可靠性試驗及分析:通過試驗測定和驗證產品的可靠性，.研究在有限的樣本、時間和使用費用下，如何獲得合理的評定結果，找出薄弱環節，并研究導致薄弱環節的內因和外因，研究導致薄弱環節的機理，找出規律，提出改進措施提出以提高產品的可靠性。
4）制造階段的可靠性：研究制造偏差的控制、缺陷的處理和早期故障的排除，保證設計目標的實現。
四、可靠性指標
衡量產品可靠性水平有好幾種標準，有定量的，也有定性的，有時要用幾種標準（指標）去度量一種產品的可靠性，但*基本*常用的有以下幾種標準。
1.可靠度R（t）；它是產品在規定條件和規定時間內完成規定功能的概率。一批產品的數量為N，從t =0時開始使用，隨著時間的推移，失效的產品件數逐漸增加，而正常工作的產品件數n(t)逐漸減少，用R(t)表示產品在任意時刻t的可靠度。
R(t)=[N-n(t)]/N
N：試驗樣品總數 n(t):到t時刻樣品失效的總數
由上式可看出0≤R(t)≤1,因此R(t)越接近于1,產品的可靠度越高.
圖片附件: 可靠度.gif (2007-3-26 16:36, 22.19 K)
顯然,不可靠度
F(t)=n(t)/N=1-R(t)
可靠度加上不可靠度等于1,即R(t)+F(t)=1
2.失效率（故障率）λ（t）；它是指某產品（零部件）工作到時間t之后，在單位時間△t內發生失效的概率 圖片附件: 失效率.gif (2007-3-26 16:41, 12.33 K)
失效率單位:λ(t)對目前具有高可靠性的產品來說,需用更小的單位來作為失效率的基本單位,采用一個菲特(Fit)來定義,1Fit=10-6/103h=10-9/h 它的意義是每1000個產品工作106h,只有一個失效.
失效率曲線(浴盤曲線Bathtub-curve):產品的失效率隨工作時間的變化具有不同的特點,根據長期以來的理論研究和數據統計,發現多數設備失效率曲線形同浴盤的剖面,它明顯地分為三段,分別對元器件的三個不同階段或時期. 圖片附件: 浴盤曲線.jpg (2007-3-26 16:41, 55.79 K)
**階段是早期失效期(InfantMortality);表明器件在開始使用時,失效率很高,但隨著產品工作時間的增加,失效率迅速降低,這一階段失效的原因大多是由于設計、原材料和制造過程中的缺陷造成的。
為了縮短這一階段的時間，產品應在投入運行前進行試運轉，以便及早發現、修正和排除故障；或通過試驗進行篩選，剔除不合格品
**階段是偶然失效期，也稱隨機失效期(RandomFailures)；這一階段的特點是失效率較低，且較穩定，往往可近似看作常數，產品可靠性指標所描述的就是這個時期，這一時期是產品的良好使用階段，由于在這一階段中，產品失效率近似為一常數，故設λ(t)=λ(常數)由可靠度計算公式得: 圖片附件: Rt.jpg (2007-3-26 16:44, 10.76 K)
這一式表明設備的可靠度于失效率成指數關系.
第三階段是耗損失效期(Wearout);該階段的失效率隨時間的延長而急速增加,主要原因是器件的損失己非常的嚴重,壽命快到盡頭了,可適當的維修或直接更換了.
3.平均無故障工作時間MTBF(Mean Time BetweenFailure)；是指相鄰兩次故障之間的平均工作時間，也稱為平均故障間隔。它僅適用于可維修產品。同時也規定產品在總的使用階段累計工作時間與故障次數的比值為MTBF。
MTBF=總的工作時間/故障數=1/λ
思考題:
1 產品的可靠性定義是什么?
2提高產品的可靠性有哪幾方面的重要意義.
3 度量一種產品的可靠性常用的指標是什么.
