可靠性原理_孙有朝_第一章可靠性概论ppt课件.ppt

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1、第一章可靠性概论孙有朝南航大民航学院2004年12月13日1.1可靠性的定义可靠性是衡量产品质量的一个重要指标。可靠性理论在其发展过程中形成了3个主要领域（或称3个独立学科）：可靠性数学：研究与解决各种可靠性问题的数学方法和数学模型，属应用数学范畴，涉及概率论、数理统计、随机过程、运筹学及拓扑科学等，应用于可靠性的数据收集、分析、系统设计及寿命试验等方面。1.1可靠性的定义可靠性物理：又称失效物理，研究失效的物理原因与数学物理模型、检测方法、纠正措施的一门可靠性理论。它使可靠性工程从数理统计方法发展到以

2、理化分析方法为基础的失效分析方法，它是从本质上，机理上探究产品不可靠因素，从而为研究高可靠性的产品提供科学依据。1.1可靠性的定义可靠性工程：是对产品的失效及其发生概率进行统计分析，对产品进行R设计、R预计、R试验、R评估、R检验、R控制、R维修、R管理等的一门包含了许多工程技术的边缘性的工程学科。本课程主要研究的是可靠性工程的相关问题。可靠性：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。产品：可以是系统、子系统、设备、元件、部件等规定的条件：使用条件，运输、储存、使用时的环境条件（温度、压力、

3、湿度、载荷、振动、腐蚀、磨损等等），使用方法、维修水平等规定的时间：R是t的函数，t可以是时间、起落次数、里程等规定的功能：故障、不能工作、参数漂移，要有故障判据1.1可靠性的定义1.1可靠性的定义可靠性分为：固有R：在生产工程中已经确立了的可靠性使用R：使用环境、操作水平、保养与维修等因素基本R：产品在规定条件下，无故障的持续时间或概率。反映维修人力和后勤保障等要求任务R：产品在规定的任务剖面内完成规定功能的能力1.2可靠性特征量1.可靠度与不可靠度可靠度：R=R（t）=P(E)=P(T≥t)，t≥0

4、E：“产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能”这一事件T：“产品正常工作时间”这一随机变量t：指定某一时间1.2可靠性特征量不可靠度:（不可靠度函数或失效概率函数）由此式可知：是随机变量T的分布函数，其密度函数为（此处也叫失效密度函数或故障密度函数）1.2可靠性特征量由上式：由此可知，为累积失效密度函数1.2可靠性特征量用观测值表示R（t），F（t）设有N个同型号产品，开始工作t=0,到任意时间t时，有n（t）个失效，则有N-n（t）个能正常工作R（0）=1，R（∞）=0；F（0）=0，F（∞）=11

5、.2可靠性特征量变化规律：1.2可靠性特征量2.失效率（t）工作到某时刻t时尚未失效或故障的产品，在t时刻以后的下一个单位时间内发生失效或故障的概率。设有N个产品从t=0时开始工作。1.2可靠性特征量1.2可靠性特征量按定义：观测值t内（平均失效率）：瞬时失效率（或简称失效率）：1.2可靠性特征量1.2可靠性特征量由上式：1.2可靠性特征量1.2可靠性特征量∴1.2可靠性特征量1.2可靠性特征量典型失效曲线：1.2可靠性特征量3.平均寿命①MTTF（MeanTimeToFailures）②MTBF（M

6、eanTimeBetweenFailures）1.2可靠性特征量：第i个测试产品的故障次数：第i个产品的第j-1次到第j次故障的时间上述MTTF与MTBF本质上是一样的，因此统称为平均寿命，用表示如已知产品总体的失效密度函数f(t)，则1.2可靠性特征量1.2可靠性特征量4.可靠寿命、中位寿命、特征寿命1.3维修性及其特征量维修性：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能力。维修度：对可修产品在发生故障或失效后，在规定的条件下和规定的时间（0,

7、）内完成修复的概率。如T表示维修时间（实际修复）：T为一随机变量1.3维修性及其特征量1.3维修性及其特征量1.3维修性及其特征量：时未完成修复的产品概率1.3维修性及其特征量当维修时间T服从指数分布时：则MTTR（MeanTimeToRepair）：（对离散）（连续型）1.3维修性及其特征量对指数分布：代入上式可得：1.4有效性的特征量有效性是可靠性与维修性的一个综合特征，用有效度度量有效度：可维修产品在某时刻t具有或维持其功能的概率。用A（t）表示有效度又称为利用率、可用度等（对不可修产品，有效度等

8、于可靠度）瞬时有效度A（t）：在某一特定瞬时，可能维修的产品保持正常使用状态或功能的概率。只反映t时刻产品的有效度，而与t时刻以前是否失效无关1.4有效性的特征量平均有效度：（0，T）内，稳态有效度（时间有效度）：时的A（t）可表示为1.5可靠性中常用的概论分布1.二项分布二项分布满足以下基本假定：试验次数n是一定的每次试验的结果只有两种，成功或失败；成功的概率为p，失败的概率为q，p+q=1p，q为常数所有试验是独立的1.5可靠性中常用的