质量可靠性讲义.ppt

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1、质量可靠性讲义第七章质量可靠性第一节系统可靠性模型第二节系统可靠性及衡量指标第三节系统失效及其分布函数一、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。第一节系统可靠性及模型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

2、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。由于产品的品种多种多样，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。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。）2、广义

3、可靠性：二、可靠性的特征量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特征量。可靠性特征量的真值是理论上的数值，实际中是不知道的。根据样本观测值，经一定的统计分析可得到特征量的真值的估计值。估计值可以是点估计，也可以是区间估计。按一定的标准给出具体定义而计算出来的特征量的估计值称为特征量的观测值。一、可靠性逻辑框图(简称可靠性框图)是表达系统与零件功能逻辑关系的示意图，可靠性数学模型可以看做是可靠性框图的数学描述，表示系统可靠性与零件可靠性之间的定量函数关系。可靠性框图与系统的结构示意图不一定相同。二、系统可靠性模型1．串联系统设由n个部件组成的系统

4、，其中任一部件发生故障，系统即出现故障，或者说只有全部零件都正常系统才正常，这样的系统称为串联系统，其可靠性框图如图所示。描述串联系统的概率表达式为式中，Rs为系统的可靠度；Ai为第i个零件正常的事件，i=1，2，…，n；n为系统中零件的总数；P(·)为概率。如果各事件的正常或失效是相互独立的事件，则若第i个零件的故障率函数为λi，则系统的可靠度为：由此可见，一个独立的串联系统的故障率是所有零件故障率之积，零件数越多，系统障率越高，可靠度也就越低。由于系统可靠度为单元可靠度的乘积，所以，系统可靠度必低于最弱单元的可靠度，并在下列限界以内。在设计中，应使系统内

5、各单元可靠度大致相近，而不应有过低或过高可靠度单元存在，否则将导致RS(t)剧降，或高可靠度单元不能充分发挥作用。减少串联环节，用集成块等是提高系统可靠性的重要措施之一。2、并联系统设系统由n个部件组成，若至少一个部件正常系统即正常，或当所有n个部件都发生故障时系统才出现故障，这样的系统称为并联系统。并联系统的可靠性框图如图所示。并联系统的概率表达式为假设各零件相互独立，则由概率乘法定理可得系统的可靠度为式中，Rs——系统可靠度；P(Ai)——第i零件可靠度从并联系统特点可知：由于系统失效概率FS(t)为单元失效概率的乘积，所以FS(t)必低于最强单元的失效

6、概率，并有就是说RS(t)必高于最强单元的可靠度如n＝2和3，单元相同，R＝0.90时，RS(t)分别为0.99和0.999。所以当单元可靠度的提高受到限制时，用并联型式能取得较大效果，但并联系统结构较复杂，费用大，所以单元数也不宜过多。3、混联系统在兼有串、并联的混联系统中，有两种典型结构型式，一种是先串后并，称为串－并联系统，如图(b)所示，一种是先并后串，称为并－串联系统，见图(a)。图(b)结构简单，但系统可靠度低，图(a)则相反。从逻辑图可以看出，图(b)必须在AB和CD两种正常状态(称为路)中出现一种，而图(a)却可以在AB、AD、CB和CD四种

7、状态出现一种统就正常，所以图(a)系统正常工作的概率较大。4、其他系统k/n表决系统旁联系统转嫁系统网络系统可靠性设计包括零件和系统两个方面，而以系统设计更为重要，因为体现产品可靠性的是系统的功能及其稳定程度。通常，在设计之初，就应根据用户要求或市场需要确定系统目标可靠度，然后逐级对于系统直至零部件进行分配。在已知零部件可靠度时，可以对系统可靠度进行预测和评估。三、可靠性设计内容1、可靠度可靠度是产品在规定的条件下和规定的时间区间内，完成规定功能的概率，一般记为R，由于它是时间的函数，故也记为R(t)，称为可靠度函数。T——产品从开始工作到发生失效或故障的时

8、间；f(t)——概率密度。第二节系统可靠性的衡量指标