质量工程与管理罗国勋ppt chat3.ppt

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1、第三章可靠性设计主要内容第一节可靠性的概念第二节可靠性常用分布第三节可靠性设计第四节可靠性实验一、可靠性的定义可靠性（reliability）是消费者对产品的满意程度或对企业的信赖程度，国标GB/T3187-94将可靠性定义为：产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。规定的时间：是指产品完成规定功能的预计时间。规定的功能：是指产品预期的要求，包括：①要求产品做什么（任务描述）；②产品进行工作的指标要求（水平描述）。规定的条件：是指环境条件和使用条件。二、可靠性指标（一）可靠度可靠度是指规定功能的可能性的大小，可用产品在规定时间t内不发生故障的概率来度量。1.可靠度与故障分布函

2、数假定产品规定的时间为t，随机变量X的分布函数为：F(t)=P{X≤t},t≥0F(t)是产品失效的概率函数，称为故障分布函数，也称故障概率，失效函数或不可靠度，（一）可靠度1.可靠度与故障分布函数产品在规定时间t内不发生故障的概率为：P{X＞t}=1-F(t)=(t)通常称其为无故障概率，或称可靠度函数，简称可靠度，记为R(t)。可靠度和故障分布函数的关系tF(t)F(t)R(t)0图3-1-1F(t)、R(t)与t的关系（一）可靠度根据概率论，连续型随机变量的分布规律还可用其分布密度函数表示。可靠度可表为：1.可靠度与故障分布函数在实际问题中，通常不知道产品寿命的分布密度函数，若产品

3、的批量相当大时，则可采用经验可靠度（一）可靠度实际工作中，还需要研究产品在正常运行一定时间后再正常运行一段时间的可靠度。这类问题的可靠度，实际上是计算在已正常工作时间t的条件下再正常工作时间Δt的条件概率。也就是1.可靠度与故障分布函数当N0相当大时，可采用经验可靠度（一）可靠度2.故障分布密度函数据概率论，故障分布函数的导数是故障分布密度函数，即时刻t后单位时间发生故障的概率如果已知故障数据，且产品数N相当大，则可求出间隔Δt内的故障数Δr(t)，从而得到平均经验故障密度对于不知道分布密度函数的产品，可通过绘制经验故障密度直方图，来分析故障数据的分布及失效规律。例题[例3.1.3]根据

4、测得某型号的N＝110（个）集成电路块的失效时间（从开始工作到失效之间的时间）数据，绘制经验故障密度直方图。160200260300350390450460480500510530540560580600600610630640650650670690700710730730750770770780790800810830840840850860870880900920920930940950970980990100010001010103010401050107010701080110011001130113011401150118011801190120012001210122012

5、30124012401260126012701290129013401350139014051430147014951505152015301550157015901640170017301750179018001820187018902050207021802250238027503100例题[解]表3.3.1为从小到大的顺序排序的集成块失效时间，将110个分成10组，为简便取等长区间，区间长度Δt为为便于计算，取区间长为Δt=300。计算结果如表3.1.2。例题画出直方图(图3-1-2)。051015202530159.5459.5759.51059.51359.51659.5195

6、9.52259.52559.52859.5图3-1-2经验故障密度直方图①分布范围是从159.5h到3159.5h；②分布集中在900h左右；③每个小的区间所占整个分布的比例不等。平均经验故障密度成为故障密度函数，即若组数分得更多、组距更小，相邻矩形的高度差别就会愈小，最后折线就趋于一条光滑的曲线（一）可靠度3.故障密度函数、可靠性函数及故障分布函数间的关系故障密度函数f(t)是故障分布函数F(t)的微分，即P(t≤X＜t+dt)=f(t)dt=dF(t)F(t)是故障密度曲线f(t)在区间[0，t)所围的面积F(t)+R(t)≡1可靠度函数R(t)与故障分布函数F(t)是互为对立事件二

7、、可靠性指标（二）失效率产品工作到t时刻后，在单位时间失效的概率，称为失效率(FailureRate)，又称故障率。1.失效率函数产品在正常工作到t时刻后在Δt时间内失效的条件概率为（二）失效率1.失效率函数t时刻后在单位时间失效的平均概率为其中ξ∈(t，t+Δt)，当Δt0时，有失效率也称失效率函数例题[例3.1.4]在例3.1.2中，t=1600h,Δt=800h，Ns(t)＝Ns(1600)=116，Ns(t＋Δt)＝Ns(2