可靠性工程第二讲ppt课件.ppt

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1、一、可靠性特征量第二讲可靠性基本概念本讲主要内容（1）可靠性特征量（2）维修性的特征量（3）有效性特征量（4）经济性指标（5）与人为差错有关的可靠性指标（6）产品可靠性指标体系（7）可靠性指标的选用1可靠性特征量定义:为了评价产品可靠性而制定的数值指标.作用:衡量可靠性的定量化尺度描绘产品可靠性特性的参数性质:随机性、真值未知性可靠性特征量的取得观测样本值真值的估计值点估计区间估计样本观测统计分析1可靠性特征量常用可靠性特征量（指标）：故障概率密度函数和故障分布函数、可靠度与不可靠度、故障率（失效率）、平均寿命、

2、可靠寿命、维修性的特征量、有效性特征量（有效度）、工时、系统有效性、重要度、经济性指标、与人为差错有关的可靠性指标等。故障概率密度函数与故障分布函数随机变量:一种取值不定的变量，用来表示随机现象发生的结果。如：抽检产品中不合格数、发生故障时间特点是取值的随机性与取值统计规律性分布：描述随机变量取值规律的函数。用概率密度函数f(t)和分布函数F(t)表示，本课程中称为故障（失效）概率密度函数与故障分布函数故障概率密度函数f(t)寿命的直方图寿命的概率密度函数tf(t)f(t)ot寿命故障发生台数故障概率密度函数f(

3、t)故障概率密度函数反映出产品在单位时间间隔内发生失效或故障的比例或频率若用N表示开始投用产品数，表示单位时间间隔，为单位时间间隔内发生的故障数，则故障概率分布函数F(t)又称累积失效概率，是产品在规定条件下和规定时间内未完成规定功能（即发生失效）的概率，也称为不可靠度。记为F（t）：它表示在规定条件下产品寿命不超过t的概率，又称为累积故障概率密度函数，与f（t）关系为：故障概率分布函数F(t)累积故障台数的直方图故障分布函数tF(t)F(t)ot寿命累积故障台数o可靠度R（t）定义：是产品在规定条件下和规定时间

4、内，完成规定功能的概率，记为R（t）它又称为可靠度分布函数，是累积分布函数，表示在规定的使用条件和规定时间内，无故障地发挥规定功能而工作的产品占全部工作产品的百分率，表示为：可靠度R（t）可靠度R（t）与不可靠度（故障概率分布函数F（t）为互补关系R(t)+F(t)=1可靠度与不可靠度函数曲线t/h100%F(t)，不可靠度R(t)，可靠度R(t)F(t)可靠度函数与累积故障分布函数的性质R(t)与F(t)的性质如下表所示：R(t)F(t)取值范围[0，1][0，1]单调性非增函数非减函数对偶性1－F(t)1－R

5、(t)可靠度函数与累积故障分布函数的性质由密度函数的性质可知：R(t)F(t)f(t)之间的关系如图：故障率（失效率）定义：工作到某时刻t尚未失效的产品在该时刻后t+△t的单位时间内发生失效的概率。记为λ(t)，称为失效率函数，故障率函数或风险函数。是在时刻t尚未失效产品在t+△t的单位时间内发生失效的条件概率.反映t时刻失效的速率,也称为瞬时失效率.故障率（失效率）估计公式可按下式进行工程计算：t=0时N件产品投入使用，到时刻t时有r（t）件产品故障，n(t)件继续工作中Δr为在t时刻后Δt时间内故障的产品数故

6、障率（失效率）故障率是可靠性常用数量特征之一，故障率越高，可靠性就越低。单位：多用每千小时百分之几(％/103h=10-5/h来表示对于低故障率产品常以10－9/h为故障率单位，称之为Fit（FailureUnit）。有时不用时间倒数，而用“次数”“转数”“距离”等的倒数更合适。问题故障率是概率值么？故障率有量纲么？故障率和累计故障密度之间有什么关系？人类健康曲线产品故障的浴盆曲线大多数产品的故障率随时间的变化曲线形似浴盆，称之为浴盆曲线。由于产品故障机理的不同，产品的故障率随时间的变化大致可以分为三个阶段：对故

7、障发生规律认识的变化ABCDEF故障发生规律的六种模式六种模式所占比率美国联航公司统计航天产品统计数据我国故障率情况我国海军、装甲兵、通讯装备的一些统计资料都证明了许多产品都没有明显的耗损故障区的结论可靠性特征量四个基本函数间的关系基本函数R(t)F(t)f(t)λ(t)R(t)——1－F(t)F(t)1－R(t)——1－f(t)——λ(t)λ(t)——可靠度、故障率与密度函数关系产品典型的故障率、可靠度和密度函数曲线平均寿命设产品寿命（无故障工作时间）T的故障概率密度函数为f(t),则其均值（期望值）称为产品的

8、平均寿命（MeanLife）。它标志产品平均工作时间有多少，可以直观反映产品的可靠性水平。对于可修复产品和不可修复产品，平均寿命概念也不相同。不可修复产品的平均寿命指该产品从开始使用到失效前的工作时间（或工作次数）的平均值，或称为失效前平均时间MTTF（MeanTimeToFailure).式中：N——测试的产品总数ti——第i个产品失效前的工作时间可修复产品的平均寿命一