质量工程师中级讲义第五章 可靠性基础知识

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1、第五章第二节基本的可靠性设计与分析技术第二节基本的可靠性设计与分析技术学习目标要求：1、了解可靠性设计的基本内容和主要方法2、熟悉可靠性模型及串并职模型的计算3、熟悉可靠性预计和可靠性分配4、熟悉故障模式影响及危害性分析fmeca5、了解故障树分析fta6、熟悉维修性设计与分析的基本方法两个学习重点：计算；分析法(2个f)@#典型考题典型考题：多选题57．在产品设计和工艺开发阶段，通常使用的方法有()。a．应用qfd识别顾客需求，并将其转化为设计要求b．应用fmea对设计进行故障模式影响分析等，并进行可靠

2、性管理c．应用方差分析和试验设计方法对工艺参数进行优选d．利用参数估计和假设检验方法对产品批质量进行估计和检验e．利用控制图对过程进行监控和分析多选题63．维修性设计中的简化设计的基本原则是()。a．尽可能简化产品功能b．合并产品功能c．尽量减少零部件品种d．提高部件的互换通用程度e．尽量减少零部件数量@#一、可靠性设计的基本内容一、可靠性设计的基本内容产品的可靠性是设计出来的，生产出来的，也是管理出来的。产品开发者的可靠性设计水平对产品固有的可靠性影响是重大的，因此可靠性设计与分析在产品开发过程中具有很

3、重要的地位。可靠性设计的主要技术有：（1）规定定性定量的可靠性要求。有了可靠性指标，开展可靠性设计才有依据，也才有开展可靠性工作的动力；有了可靠性指标也才能对开发的产品可靠性进行考核，以避免产品在顾客使用中因故障频繁而使开发商和顾客利益受到损失。最常用的可靠性指标是平均故障间隔时间，即mtbf，其次是使用寿命mttf。（2）建立可靠性模型。用于预计或估计产品可靠性的模型叫可靠性模型。建立产品系统级、分系统级或设备级的可靠性模型，可用于定量分配、估计和评价产品的可靠性。可靠性模型包括可靠性方框图和可靠性数学

4、模型。逻辑模型和数学模型。产品典型的可靠性框图模型有串联模型和并联模型。参见表5.2-1a、串联系统的可靠性：如果系统s是由n个分系统s1、s2、sn组成，n个分系统中只要有一个失效，整个系统就失效，这样的系统就称为串联系统。b、并联系统的可靠性：如果系统s的n个分系统中只要有一个正常工作，系统就能正常工作，这样的系统就称为并联系统。@#表表5.2-1并联系统比串联系统可靠性大，可以近似认为串联取决于弱者，并联取决于强者。并联是1-所有元件发生故障率！！！计算时要分清是：相乘，还是相加。产品的可靠性框图表

5、示产品中各单元之间的功能逻辑关系，产品原理图表示产品各单元的物理关系，两者不能混淆。例如某振荡器电路由电感和电容组成，从原理图上看两者是并联关系，但从可靠性关系看两者只要其中一个发生故障，振荡器都不能工作，因此是串联模型：@#（3）可靠性分配（3）可靠性分配。可靠性分配是为了将产品总的可靠性的定量要求分配到规定的产品层次。通过分配使整体和部分的可靠性定量要求协调一致。它是一个由整体到局部，由上到下的分解过程。可靠性分配有许多方法，如评分分配法、比例分配法等。（4）可靠性预计。可靠性预计是在设计阶段对系统可

6、靠性进行定量的估计，是根据相似产品可靠性数据、系统的构成和结构特点、系统的工作环境等因素估计组成系统的部件及系统的可靠性。系统的和可靠性预计是一个自下而上，从局部到整体的系统综合过程。通过可靠性预计还可发现组成系统的各单位中故障率高的单元，找到薄弱环节，加以改进。可靠性预计有许多方法，如元器件计数法、应力分析法、上下限法等。@#（5）可靠性设计准则（5）可靠性设计准则。可靠性设计准则一般都是针对某种产品的，但也可以把各种产品的可靠性设计准则的共性内容，综合成某种类型的可靠性设计准则，如直升机可靠性设计准则

7、等。可靠性设计准则一般应根据产品类型、重要程度、可靠性要求、使用特点和相似产品可靠性设计经验以及有关的标准、规范来制定。（6）耐环境设计。产品使用环境对产品可靠性的影响十分明显。因此，在产品开发时应开展抗振动、抗冲击、抗噪音、防潮、防霉、防腐设计和热设计。（7）元器件选用和控制。电子元器件是电子产品可靠性的基础。要保证产品的性对所使用的元器件进行严格检验与控制是极为重要的一项工作。制定并实施元器件大纲是控制元器件的选择和使用的有效途径。（8）电磁兼容性设计。对电子产品来说，电磁兼容设计是不可缺少的。它包括

8、抗静电、浪涌、雷击、电源波动及瞬间跌落、射频电场辐射等。（9）降额设计与热设计。在进行产品设计时，应将元器件零部件的工作应力设计在其额定值之下，并留有余地。对于热设计，应利用热传导、对流、热辐射等原理结合必要的自然通风、强制通风、以致水冷及热管等技术进行合理的热设计，以降低其周围的环境温度。热设计软件是一种有效工具。@#二、可靠性分配二、可靠性分配可靠性分配的常用方法有评分分配法、比例分配法等。以下以评分分配法为例针对串联电子