可靠性的评价尺度

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1、可靠性的评价尺度为了评价零部件、机器、系统等的可靠性，必须对可靠性制定一些行之有效的指标，并加以数量化作为衡量可靠性的尺度，表示产品总体可靠性水平高低的各种可靠性指标称为可靠性评价尺度（也称为特征量）。可靠性评价尺度的真值是理论上的数值，实际上是不知道的。根据样本观测值，经一定的统计分析可得出评价尺度的真值的估计值。估计值可以是点估计，也可以是区间估计。衡量可靠性的尺度主要有可靠度、失效率、平均寿命度、有效度、重要度等。从以上衡量指标可知，可靠性尺度具有以下特点：——可靠性尺度具有多指标性。在不同的场合和

2、不同的情况下，可用不同的指标来表示系统的可靠性。——可靠性尺度具有随机性。对象在规定的时间内保持正常功能的可靠性是随机的，一般可用概率方法进行定量衡量。——可靠性具有定量表示的时间性，即定量指标多是时间的函数。1.可靠度可靠度（reliability）可定义为“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”，通常用R表示。考虑到它是时间的函数，所以又可表示为，称为可靠度函数。就概率分布而言，它被称为可靠度分布函数，且是累积分布函数。它表示在规定的使用条件下和规定的时间内，无故障的发挥规定功能而工作

3、的产品占全部工作产品（累积起来）的百分率，因此，R=R(t)可靠度R或R(t)的取值范围是0≤R(t)≤1与可靠度相对应的是不可靠度，它表示“产品在规定的条件下和规定的时间内，不能完成规定功能的概率”，因此，又称为失效概率，记为F。失效概率F也是时间t的函数，故又称为失效概率函数或不可靠度函数，并记为F(t)。它也是累积分布函数，也可称为累积失效概率。显然，它与可靠度呈互补关系，即R(t)+F(t)=1F(t)=1－R(t)=P(T

4、一可靠度值就不同。如果用随机变量T表示产品从开始工作到发生失效或故障的时间，概率密度为f(t)，则该产品在某已指定时刻t的可靠度R(t)=P(T>t)=对于不可修复产品，可靠度的观测值是指直到规定的时间区间终止为止，能完成规定功能的产品数Ns(t)与该区间开始时投入工作的产品数N之比，即式中：为到t时刻未完成规定功能的产品数。对于可修复产品，可靠度的观测值是指一个或多个产品的无故障工作时间达到或超过规定时间的次数，与观测时间内无故障工作的总次数之比，即式中：N为观测时间内无故障工作的总次数，每个产品的最后

5、一次无故障工作时间若未超过规定时间则不予计入；为无故障工作时间达到或超过规定时间的次数。上述可靠度公式中的时间是从零算起的，实际使用中常需知道工作过程中某一段执行任务时间的可靠度，即需要知道已经工作t1、后再继续工作t2的可靠度。从时间t1工作到t1+t2的条件可靠度称为任务可靠度，记为。由条件概率可知根据样本的观测值，任务可靠度的观测值为2．失效率失效率是指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。失效率定义为它反映

6、了t时刻产品失效的速率，也称为瞬时失效率。失效率的观测值是指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。如（t1,t2）内失效率的平均值为如果对该批零件测得多年的失效数据并按上述方法求出，，，…，则可绘出随时间t的变化曲线，称为该批零件的失效率曲线。失效率曲线反映了产品总体整个寿命期失效率的情况。失效率曲线的典型情况如下图所示，有时也形象的称之为浴盆曲线。失效率随时间的变化可分为以下三部分：（1）早期失效期早期失效期的失效率曲线为递减

7、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、存储、运输等形成的缺陷，以及调试、磨合、启动不当等人为因素所造成的。由于上述原因，一些产品跨越其早期失效期后，失效率趋于稳定。到t0时失效率曲线已开始变平，t0以前称为早期失效期。针对早期失效期的失效原因，应尽量设法避免。（2）偶然失效期偶然失效期的失效率曲线为恒定型，即t0到t1间的失效率近似为常数。失效主要是由非预期的过载、误操作、意外的天灾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

8、时间，这段时间称为有效寿命。（3）耗损失效期耗损失效期是递增型。在t1以后失效率上升很快，这是由于产品已经老化、疲劳、磨损、乳化、腐蚀等所谓耗损原因所引起的，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，提前维修，如上图中的虚线所示，以延长有效寿命。当然，若维修需花费很大的费用，而延长寿命不多，则不如报废更经济。3．平均寿命平均寿命是寿命的平均值。对于不可修复的产品，其寿命是指它的失效前的工作时