工程系统可靠性数值分析方法
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第一章可靠性指标和常用概率分布函数
1.1可靠性的基本概念
1.1.1寿命剖面与任务剖面
1.1.2可靠性定义
1.2基本可靠性指标
1.2.1可靠度和不可靠度
1.2.2故障概率密度函数
1.2.3故障率
1.2.4可靠度.不可靠度.故障概率密度和故障率之间的关系1.2.5平均寿命
1.3常用概率分布函数
1.3.1指数分布
1.3.2正态分布
1.3.3对数正态分布
1.3.4威布尔分布
1.4试验数据的统计特征计算
1.4.1位置特征参数计算
1.4.2散布特征参数
1.4.3分布特征参数
1.4.4相关系数
1.4.5数据平滑
1.5产品寿命服从不同分布类型时基本可靠性指标曲线特性
1.5.1产品寿命服从正态分布时基本可靠性指标曲线特性
1.5.2产品寿命服从对数正态分布时基本可靠性指标曲线特性
1.5.3产品寿命服从威布尔分布时基本可靠性指标曲线特性
1.6根据寿命试验数据进行可靠度.故障概率密度和故障率计算分析1.6.1样本的经验分布计算
1.6.2寿命试验样本的可靠度.故障概率密度和故障率计算
1.6.3常用分布函数在区间[ai-1,ai]上的样本点数
1.6.4应用举例
1.7小结
第二章典型不可修系统可靠性模型
2.1典型的可靠性模型
2.1.1串联系统模型
2.1.2并联系统模型
2.1.3n中取r模型(r／n模型)
2.1.4旁联模型
2.2建立可靠性模型需要考虑的几个问题
2.2.1共因故障
2.2.2相关故障
2.2.3不同故障模式的影响
2.2.4寿命服从指数分布产品相关故障分析
2.2.5寿命服从威布尔分布产品相关故障分析
2.3典型不可修系统的可靠度.故障概率密度和故障率计算
2.3.1常用分布函数的计算
2.3.2可靠度.故障概率密度和故障率计算
2.3.3应用举例
2.4小结
第三章一般系统可靠性和安全性分析
3.1系统的网络图与可靠性框图
3.2网络系统的基本概念和假设
3.3网络系统的最小路集和最小割集
3.3.1路集和最小路集
3.3.2割集和最小割集
3.3.3网络系统状态与最小路集或最小割集之间的关系3.4最小路集与最小割集之间的相互转换
3.4.1集合的运算法则
3.4.2最小路集与最小割集之间的相互转换
3.5求网络系统最小路集的联络矩阵方法
3.5.1联络矩阵
3.5.2联络矩阵的乘方规则
3.6求大型网络系统最小路集的节点遍历法3.6.1节点遍历法的基本思想
3.6.2大型网络系统最小路集的计算机算法3.7用最小路集法计算网络系统的可靠度3.8网络系统可靠度计算的直接不交化算法3.9提高网络系统可靠性的方法
3.9.1网络系统的可靠度计算
3.9.2网络系统的敏感度分析
3.10网络系统安全性分析
3.10.1网络系统的故障模式分析
3.10.2网络系统的重要度指标
3.11可修复一般系统可用性分析
3.12小结
第四章工程系统可靠性数值计算程序及应用举例
4.1网络系统可靠性数值计算程序介绍
4.2网络系统可靠性数值计算程序
4.2.1可靠性数值计算程序组成
4.2.2可靠性数值分析程序的运行过程
4.3网络系统可靠性数值计算程序使用说明
4.3.1仅考虑弧的可靠度,不考虑节点可靠度情形
4.3.2同时考虑弧和节点可靠度情形
4.3.3例题的详细计算结果
4.4大型网络系统最小路集计算的优化方法
4.4.1传统大型网络系统最小路集计算的节点遍历方法有待改进的部分4.4.2大型网络系统最小路集节点遍历优化计算方法
4.4.3大型网络系统最小路集节点遍历优化方法编程实现
4.4.4大型网络系统最小路集节点遍历优化计算方法计算实例
4.5大型网络系统可靠度计算的新方法
4.5.1采用网络系统的不交最小路集算法的必要性
4.5.2网络系统的不交最小路集算法
4.5.3网络系统的不交最小路集算法的实现新方法
4.5.4应用实例
4.6考虑节点可靠度时大型网络系统可靠度计算
4.6.1考虑节点可靠度时节点遍历法
4.6.2考虑节点可靠度时系统可靠度评估
4.7大型串联和并联网络系统可靠度计算
4.7.1串联系统和并联系统构成的大型系统最小路集与最小割集数目分析4.7.2串联和并联系统构成的大型系统可靠性分析优化方法
4.7.3应用举例
4.8多输出复杂系统可靠性计算分析
4.8.1逻辑事件积之和.积之和的积.积之和的和运算
4.8.2逻辑事件积之和.积之和的积.积之和的和计算机运算
4.8.3多输出系统可靠性计算分析应用举例
4.8.4结论
4.9小结
第五章故障树分析方法
5.1故障树分析方法基本概念5.1.1事件
5.1.2部件
5.1.3故障分类
5.1.4故障树常用事件符号5.1.5故障树中常用逻辑门符号5.2故障树建造
5.2.1人工建造故障树
5.2.2共因事件和互斥事件处理5.3故障树的数学描述
5.3.1故障树的结构函数
5.3.2典型结构的结构函数
5.3.3单调关联系统故障树
5.4故障树的规范化.简化和模块化
5.4.1故障树的规范化
5.4.2故障树的简化
5.4.3故障树的模块化
5.5故障树的定性分析
5.5.1割集和最小割集
5.5.2路集和最小路集
5.5.3最小割集的计算方法
5.5.4计算机编码时若干问题
5.5.5最小路集计算方法
5.5.6故障树的最小割集.最小路集与结构函数5.6故障树的定量分析
5.6.1事件和与事件积的概率计算
5.6.2用结构函数求故障树顶事件发生概率
5.6.3故障树定量分析不交化方法5.6.4顶事件发生概率的近似计算方法5.6.5底事件重要度计算
5.7故障树定性分析与定量分析的意义5.8故障树模块分解的计算方法
5.8.1故障树的图形特点
5.8.2寻找故障树模块的方法
5.8.3寻找故障树模块方法的计算步骤5.9故障树的简化
5.9.1故障树的模块分解
5.9.2故障树的逻辑简化
5.9.3故障树的早期不交化
5.9.4利用对偶树简化计算
5.10故障树的计算机辅助建树
5.10.1故障树与可靠性框图
5.10.2决策表辅助建树方法
5.11多输出系统可靠性故障树分析方法
5.11.1发射场供配电系统分析
5.11.2典型环节"h有输出"或"q有输出"事件概率计算
5.11.3典型环节"h和q同时有输出"事件概率计算
5.11.4典型环节"h或q至少1个有输出"事件概率计算
5.11.5采用故障树计算典型环节"h或q至少1个有输出"事件概率5.12小结
第六章故障树定性和定量分析计算程序及应用实例
6.1故障树定性和定量分析计算程序介绍
6.2故障树定性和定量分析计算程序
6.2.1程序的组成
6.2.2故障树定性和定量分析计算程序的运行过程
6.3故障树定性和定量分析计算程序使用说明
6.3.1初始数据文件
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可靠性工程基础
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作者：周正伐著出版社：中国宇航出版社出版时间：2009年05月
本书详细介绍了可靠性工程的基本原理与方法。重点论述硬件可靠性（包括维修性）设计、试验、评估的基本技术。内容包括系统可靠性，可用性模型，可靠性设计，生产过程可靠性控制，可靠性、维修性试验，...￥68.00￥63.20折扣：93折节省：￥4.80
质量控制与可靠性工程基础
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作者：施国洪主编出版社：化学工业出版社出版时间：2005年07月
可靠性工程的基本概念、系统可靠性分析与设计、可靠性管理等。本书可作为全日制高等工科院校或成人高等院校工业工程和管理工程等专业高年级学生的教学用书，也可作为机电工程类专业高年级学生的选...
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可靠性工程技术
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作者：姜兴渭等编著出版社：哈尔滨工业大学出版社出版时间：2005年10月
书中主要内容包括可靠性数学基础、基本概念、可靠性试验与可靠性增长、系统可靠性模型与分析、故障模式与故障树分析、可靠性预计、可靠度分配、电子可靠性与结构可靠性设计、可靠性评估与软件可靠性，...
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机械可靠性设计
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作者：刘混举主编出版社：国防工业出版社出版时间：2009年01月
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作者：（美）埃贝灵（Ebeling，C.E) 著出版社：清华大学出版社出版时间：2008年06月
方法等的阐述清晰易懂。内容主要有3部分：第1部分为基本模型，包括失效分布与模型、系统可靠性、可靠性物理模型、可靠性与维修性设计、可用性分析等；第2部分为失效数据分析，包括可靠性试验、可靠性增...
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控制系统可靠性设计——控制科学与工程
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作者：陈明，张京妹编出版社：西北工业大学出版社出版时间：2006年08月
公式和方法的给出，尽量做到简明扼要，通俗易懂。本书由绪论、可靠性的理论基础、控制系统的可靠性分析、控制系统的可靠性分析、故障分析技术、软件可靠性、可靠性试验和可靠性技术的新发展等内容...
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?88航空维修工程可靠性分析方法研究及应用
?[学位论文] 王淼，2009 - 厦门大学：仪器仪表工程
?以可靠性为中心的维修RCM已广泛应用于各个行业。本文结
合理论及实践，对航空维修可靠性分析方法提出自己的见
解，并将其应用于实际问题。可靠性分析主要流程包括数
据采集、数据分析、工程调查和纠正措施。本文根据航空
维...
关键词：航空维修工程可靠性分析可靠性管理维修可靠性
一种工程软件可靠性评估方法
陈敏郑荣跃
【摘要】：本文在分析多种软件可靠性模型的基础上，提出一种综合“Ｎｅｌｓｏｎ模型”与“硬＿软件复合系统结构模型”二者优点的软件可靠性评估方法，本方法简单、可行，对其它领域的软件可靠性评估有一定参考价值。
【作者单位】：国防科技术大学航天技术系
【关键词】：软件可靠性软件失效软件错误运行剖面
【分类号】：TP311.5
【DOI】：CNKI:SUN:MUTE.0.1997-03-007
【正文快照】：
一种工程软件可靠性评估方法陈敏郑荣跃（国防科技术大学航天技术系，长沙，４１００７３）摘要本文在分析多种软件可靠性模型的基础上，提出一种综合“Ｎｅｌｓｏｎ模型”与“硬＿软件复合系统结构模型”二者优点的软件可靠性评估方法，本方法简单、可行，对其它领域的软件
工程结构可靠度计算方法的分析及评价
赵国鹏贾彪陈虎成
[1]黑龙江省林业设计研究院 [2]宁夏大学土木与水利工程学院 [3]中交公路规划
设计院
文章摘要:对可靠度计算方法进行了系统的回顾，并对各种方法的特点及适用场合进
行了总结，并对可靠度理论的应用现状进行了评价。
文章主题:工程结构可靠度综述评价
文章内容：程技术工程结构可靠度计算方法的分析及评价●赵国鸱贾彪陈虎成擒要:对可靠度计算方法进行了系统的回顾,并对各种方法的特点及适用场合进行了总结,并对可靠度理论的应用现状进行了评价.关量词:工程结构;可靠度;综述;评价一引育结构可靠性理论的研究,起源于对结构设计,施工和使用过程中存在的不确定性的认识,以及结构设计风险决策理论中计算结构失效概率的需要.按照现行结构可靠度设计统一标准的定义,结构可靠度为结构在规定的时间内和规定的条件下完成预定功能的概率从事可靠度研究的专家学者提出了很多可靠度的计算方法,本文对结构构件可靠度的计算方法进行了系统概括和分析,并对这些方法进行了评价.二,一次可靠度方法一次可靠度方法的基本原理是按给定的概率分布,来估算失效概率和可靠指标,且采用平均值和标准差两个统计参数,对设计表达式进行线性化处理的一种方法.它实质上是一种实用的近似概率计算法.1.中心点法.中心点法是不考虑随机变量的实际分布,假定它服从正态或对数正态分布,导出有关结构构件可靠度的解析表达式,进行分析和计算.由于分析时,这种方法采用了泰勒级数在平均值处(即中心点)展开,故简称为中心点法,也有文献称为均值一次二阶矩法.对功能函数=()=(,2,…)在均值处泰勒展开=窑.)+∑-?(置一/)+…●1_-^吾磊'置一)(一/)截取线性项可得一次近似的均值与方差,,.'',.)盯;—里0(,.￡根据口=—--可以
计算可靠度指标.中心点法由于略去了二阶及高阶项,在线性化点到失效边界的距离较大时会产生很大的误差.它只对线性极限状态方程且变量服从正态分布时才能得到精确解,对其它情况都是近似解.并且对相同的功能函数在不同的机械函数形式下得到的可靠度指标不能保持为常数.2脸算点法.验算点法考虑随机变量的实际分布,将非正态分布当量正态化并在设计验算点进行迭代计算可靠指标,故简称为验算点法,也有文献称为,—法.对于验算点的和相应可靠指标的计算通常有两种算法.第一种方法是1976年提出的方法,这种方法需要在迭代的过程种计算极限状态方程.第二种方法是1978年和提出的.这种方法不需要计算极限状态方程,它用一种—形式的循环公式去找验算点.但是这种方法在某些情况下将导致不收敛,也有可能不在虽可能失效的点出收敛,这时可采用其它优化算法如连续二次算法或者方法.验算点法
在极限状态函数不是高次非线性时,会得到较好的结果.但只有在统计独立的正态分布变量下才是精确的.3.几何法.该法仍采用迭代求解,其基本思路是先假定验算点,将验算点值带入极限状态方程,沿着极限方程所表示的空间曲面在验算点处的梯度方向前进或后退,得到新的验算点,然后再进行迭代.同验算点法相比,具有迭代次数少,收敛快,精度高的优点,但其结果也是近似解.4.实用分析法.这是大连理工大学一些学者提出的可靠度计算方法,它实质上和验算点法相同,只是在当量正态华和计算中处理的手段不同,但同验算点法比较,此法计算简单,而精度差不多,它适用于线性极限状态方程.三,二次可靠度方法二次可靠度方法是在极限状态方程非线性程度较高,在用一次可靠度方法计算误差较大时提出的可靠度计算方法.如图1所示的两个极限状态方程,一个线性,一个非线性.两条线有相同的最小距离点,然而如图所示,其失效域在两种情况下不同.若用一次可靠度法计算,将得到相同的可靠度,但是,很明显,非线性极限方程的失效概率小于线性极限状态方程.法在最小距离点处采用一次近似,从而忽略了非线性极限方程的曲率.因此,极限状态方程在最小距离点附近的曲率决定了一次可靠度法中一次近似的精度.而二次可靠度法通过考虑极限状态方程的曲率信息,从而提高了一次可靠度法的结果.最常用的是二次二阶矩法和二次三阶矩法.对于高可靠度指标问题.也有使用四阶矩法的,但在土木工程领域很少使用.图1和比较图1.二次二阶矩法.二次二阶矩法是1.1979年采用不同的二次近似首先提出的.其原理同一次可靠度法相同,计算可靠度指标都是以求得极限状态方程的偏导,获得泰勒级数为基础,计算精度高.二次可靠度法很难处理一些复杂,不容易求导的功能函数.采用渐进的近似理论,1984年用二次近似对可靠度计算提出了一
个简单的闭合形式的求解方法一'一)'+肚)"其中代表在最小距离点处极限方程的曲率.?是采用一次可靠度法的可靠指标.2二次三阶矩法.其基本原理同一次二阶矩的方法,将极限状态方程在均值处按泰勒公式展开=)嘻毒(一)+喜骞(一一)+.一方程两边取各阶矩就得随机变量的均值(一阶原点矩),方差(二阶中心矩)和三阶中心矩=喜(謇2=㈨+主.1"熹:》0^^+厶);+12缸,-1(.嘉曹詈窘却式中代表三阶中心矩.=时对称分布,例如正态分布.&;时正偏,概率密度峰值左偏,例如对数正态分布.&;0时负偏,
概率密度峰值右偏.二次三阶矩法由于多采用了一个特征参数,即三阶中心矩,能够反映非对称分布函数的形状.四,模拟算法在任何情况下,采用前述方法计算失效概率需要概率和统计的基本知识.而采用一个简单的模拟技术,在没有前述分析技术和很少概率统计的情况下,也可以去计算隐函数和显函数的失效概率.1.蒙特一卡洛模拟.蒙特一卡洛模拟技术是对高次非线性问题最有效的结构可靠度统计计算方法.其基本原理是对各随机变量进行大量抽样,结构失效次数占抽样数的频率即为失效概率.它主要包括六个方面:(1)用所有的随机变量定义问题;(2)用概率密度函数和相应的参数量化所有随机变量的概率特征;(3)得出这些随机变量的数值;(4)对所有随机变量的每一系列数值进行确定性的计算;(5)从个数值中提取概率信息;(6)确定模拟的精度和效率.蒙特一卡洛模拟不需要考虑功能函数的非线性和极限状态面的复杂性,比较直观,通用性强.但是其计算量很大,对于大型结构的使用不太方便,为了提高工作效率,应尽可能的减少必需的样本量,通常用减少样本方差,提高样本质量两种方法达到此目的.在此基础上发展了重要抽样法.2.重要抽样法.其基本思想是通过重要抽样函数来代替原来的抽样函数,使落入失效域的点数增加,从而提高抽样效
航空维修工程可靠性分析方法研究及应用
来源：中国论文服务网[ 2009-10-27 10:19:53 ] 作者：lunwenw 编辑：lunwenw. net
中文摘要:以可靠性为中心的维修RCM已广泛应用于各个行业。本文结合理论及实践,对航空维修可靠性分析方法提出自己的见解,并将其应用于实际问题。可靠性分析主要
可靠性工程研究院气动基础知识考核试卷 部门：姓名：日期：分数： 一、填空题 1.气动技术是以（压缩）空气作为工作介质，是气动执行元件和控制元件的工业实现和应用。 2.执行元件是以压缩空气为工作介质，并将压缩空气的气压能转变为机械能的能量转换 装置。 3.表示单电控两位五通阀。 4.表示双作用气缸。 5.气动三联件中的空气过滤器的作用是滤去空气中的灰尘、杂质并将空气中水分的分离 出来。 6.气动系统对压缩空气的主要要求是具有一定压力和流量，并具有一定的净化程度。 7.空气过滤器、减压阀和油雾器一起称为气动三联件，是多数气动设备必不可少的气源 装置。 8.气动系统因使用的功率都不大，所以主要的调速方法是节流调速。 9.压力的基本单位为Pa。 10.单向阀的图形符号是。 二、判断题 1.由空气压缩机产生的压缩空气，一般不能直接用于气压系统。( √ ) 2.快速排气阀的作用是将气缸中的气体经过管路由换向阀的排气口排出的。( × ) 3.气动三大件是气动元件及气动系统使用压缩空气质量的最后保证。其安装次序依进气方向为减
以达到气动系统所要求的净化程度, 它属于二次过滤器。( √ ) 5. 消声器的作用是排除压缩气体高速通过气动元件排到大气时产生的刺耳噪声污染。（ √ ） 6. 是气源处理三联件的简化图形符号。( √ ) 7. 表示两位两通阀。（ × ） 8. 气压传动能够实现精确定位，且能源便宜，因此在自动化领域应用广泛。（ × ） 9. 阀瓣（阀）的符号表示方法 ：b/a ：“ a ”位，“b ”通阀。( √ ) 10. 在一定空气压力下，逐渐降低空气的温度，当空气中所含水蒸气达到饱和状态，开始凝结成 水滴时的温度叫做该空气在该空气压力下的露点温度。( √ ) 三、 选择题 1. 真空度是指__ __C_____。 A 、绝对压力和相对压力的差值 B 、当绝对压力低于大气压力时，此绝对压力就是真空度 C 、当绝对压力低于大气压力时，此绝对压力与大气压力的差值 D 、大气压力与相对压力的差值 2. 下列属于气压传动优点是 D 。 A 、稳定性好 B 、输出功率大 C 、能够精确定位 D 、可靠性高,寿命长 3. A 、 B 、 4. A 、 B 、 C 、 12 2121
可靠性基础知识培训亮点输出 1.多纬度考虑各种可能发生的故障，养成发现问题的习惯； 2.加强产品可靠性设计、试验及生产过程质量控制、依靠技术进步、管理创新和标准完善、 提升可靠性水平； 3.建立可靠性工作体系，组建可靠性团队； 4.可靠性人员要从有水平和资格的设计工程师挑选并给予相应的资源； 5.质量特性分专用质量特性和通用质量特性，通用质量特性设计：排在第一位是安全性、 第二位是环境适应型、第三位是电磁兼容性、第四位才是可靠性、第五位是维修性、第六位是测试性、第七位是保障性； 6.平均故障时间是指合格水平的保持时间； 7.产品是否可靠取决于应力和强度的“斗争”的结果，产品应力＞强度时，产品失效；产 品应力＜强度时，产品可靠；产品应力＝强度时，产品极限状态； 8.可靠性要从故障失效品入手； 9.可靠性要重视可靠性评审，预防故障； 10.精品的可靠性来自上级的压力； 11.大量的随机现象，必然会呈现出规律性现象； 12.解决好的经验不能被存留，失败的教训不能被借鉴； 13.总结别人分享的经验，吸取别人的教训； 14.可靠性必须与性能同步综合设计； 15.实现高质量高可靠性的根本途径是：“重视预防故障，及时发现故障和缺陷，及时快速 纠正故障”； 16.建立FRACAS针对发生故障、利用传统的科学和知识，研究故障发生的机理，采取纠正 措施，实现故障归零； 17.技术五归零包括：定位准确、机理清晰、问题复现、措施有效、举一反三； 18.管理五归零包括：过程清楚、责任明确、措施落实、严肃处理、完善规章； 19.可靠性提升工程的几点建议：第一点将实施可靠性提升工程作为企业发展战略和转型升 级的重要组成部分，充分认识其重要性和紧迫性；第二点分析研究国际、国内同行业、同种产品的可靠性水平，通过试验或用户调查摸清企业产品；第三点加强供应商的可靠性监督与控制，对所供应产品一定要提可靠性的定性定量要求；第四点针对企业产品的通用技术和特点，集中公司的技术力量，打造一批高可靠的标准化的模块； 20.FMEA是对设计过程的更完善化，以明确必须做什么样的设计和过程才能满足顾客的需 求。所有的FMEA的重点在于设计，无论是用在设计产品或工艺制造过程； 21.不允许倒装或不允许旋转某一部位安装的零件，应采用非对称安装结构； 22.左、右（或上、下）及周向对称配置的零部件，应尽可能设计成能互换的，若功能上不 互换，则应在结构、联接上采取措施，使之不会装错； 23.在安装时可能发生危险事件的部位，须设危险警告标志； 24.安装部位应提供自然或人工的适度照明条件； 25.应采取措施，减少系统、设备、机件的振动，避免安装人员在超出有关规定标准的振动 条件下工作； 26.“海恩法则”强调：事故的发生是量的积累的结果，再好的技术，再完善的规章，在实 际操作层面，也无法取代人自身的素质和责任心；
教材N3核安全设备焊接基本知识 第一节核安全设备焊接活动 核安全设备是核电厂安全屏障的要紧组成部分。其中，核安全机械设备要紧包括反应堆压力容器、蒸汽发生器、稳压器、主泵、主管道和其他核级容器、管道、泵、阀门等，这些设备中大部分设备是由不同部件经焊接而成，这些部件和焊接接头大差不多上压力边界的组成部分，这些焊接接头的焊接质量直截了当阻碍反应堆冷却剂系统的完整性和运行的可靠性，一旦显现破裂将可能带来严峻的放射性开释后果。 一、焊接活动的特点 随着现代工业的高速进展和焊接技术的不断进步，焊接作为一种金属连接的工艺方法，在金属结构生产中得到了广泛的应用。与其他连接方法相比，焊接连接技术具有许多突出的优点。同时与其他工艺技术一样，焊接技术也有其自身的薄弱环节。 1、焊接质量好－先进的焊接工艺方法能够确保获得优质的焊接接头，现代的检验手段能够使焊接接头的质量得到保证； 2、生产效率高－焊接接头所占空间小，金属材料利用率高，焊接生产制造成本低，生产制造效率高；焊接可适应不同位置、不同结构、不同金属材料的连接，施工操作相对简便，易实现机械化和自动化； 3、刚度大、整体性好－焊接连接是一种金属原子间的连接，其承载能力强－能够承担静载荷也能够承担动载荷，专门是全焊透的熔焊接头，也能较好地承担各向产生疲劳应力的载荷，使用寿命长久。 4、焊接过程金属材料的性能变化剧烈而复杂，容易产生缺陷－焊接过程中母材、焊材和焊剂熔化、混合再凝固；温度在短时刻从低到高再到低，最终焊接接头的性能不易把握。 二、民用核安全设备焊接重要性和专门性
现代焊接技术已使焊接接头的性能接近母材的性能，但焊接作为一种特种工艺，其质量专门依靠于采纳的焊接工艺、焊工的技术水平和工艺过程的操纵。 在以往的核安全设备制造安装活动中，曾发生过多起因设备焊接质量问题而导致的重大事件，对核设施的安全稳固运行构成一定的风险。 如某压水堆核电厂反应堆压力容器在制造过程中由于焊材采购、验收及焊接工艺评定不充分等问题致使接管安全端焊缝存在超标缺陷；后又由于焊工违反工艺纪律违规进行挖补等缘故，缺陷在制造厂没有完全处理，致使在役前检查时仍发觉超标缺陷。为处理该不符合项，从监督审评、考察承包商、制订返修方案、签订合同到完成全部补焊工作共用了三个多月的时刻，经济缺失达几百万元，该厂也被吊销了制造许可证。 又如：某制造厂的安全壳喷淋热交换器筒体与管板环焊缝存在严峻未焊透缺陷；某阀门公司在核级阀门制造活动中由于没有严格按照要求对制造活动进行操纵，使用无证焊工从事核级阀门的焊接，导致显现阀门质量不合格事件，不得已将所有已安装的阀门切割下来，重新返回制造厂进行修复，造成一定的经济缺失。 上述事例差不多上由于焊接过程操纵不力造成的，除造成一定的经济缺失，还使人们对核安全设备国产化的质量产生疑虑。由此可见，焊接在民用核安全设备制造中具有重要作用。 鉴于焊接在民用核安全设备制造中具有的重要作用,焊接作为一种特种工艺,其在民用核安全设备制造安装活动中的专门性要紧表现在以下几方面：焊接设计操纵：反应堆压力容器、蒸汽发生器、稳压器、主泵、主管道等核岛主设备，由于长期处于高温、高压和强辐照环境下运行，要求其制造用原材料包括焊接材料具有较高的塑性和韧性、良好的焊接性及抗辐照和耐腐蚀等性能。关于焊接的结构和强度设计，应遵循核安全设备所用规范的要求。 焊接人员资质：从事民用核安全设备制造安装活动的焊工和焊接操作工必须按照《民用核安全设备焊工焊接操作工资格治理规定》取得相应资质。 焊接工艺操纵：民用核安全设备制造安装单位应具有相应的程序或细则用于焊接工艺评定、焊接工艺规程和检验规程的编制和批准,并指导焊工的焊接操作和检验人员的检验。核安全设备焊接工艺评定需评定的项目比常规压力容器的评
质量人员必读-------可靠性基础知识 第一节可靠性定义 一、可靠性定义 产品的可靠性是指：产品在规定的条件下、在规定的时间内完成规定的功能的能力。从定义本身来说，它是产品的一种能力，这是一个很抽象的概念；我们可以用个例子（100个学生即将参加考试）来理解这个定义，可靠性就是指：100个学生的考分的平均是多少？对这个平均分的准确性有多大把握？分数越高、把握越大，可靠性就越高。 我国的可靠性工作起步较晚，20世纪70年代才开始在电子工业和航空工业中初步形成可靠性研究体系，并将其应用于军工产品。其他行业可靠性工作起步更晚，差距更大，与先进国家差距20～30年，虽然国家已制订可靠性标准，但尚未引起所有企业的足够重视。 对产品而言，可靠性越高就越好。可靠性高的产品，可以长时间正常工作（这正是所有消费者需要得到的）；从专业术语上来说，就是产品的可靠性越高，产品可以无故障工作的时间就越长。 二、可靠性的重要性 调查结果显示（如某公司市场部2001年调查记录）：“对可靠性的重视度，与地区的经济发达程度成正比”。例如，英国电讯（BT）关于可靠性管理/指标要求有产品寿命、MTBF 报告、可靠性框图、失效树分析（FTA）、可靠性测试计划和测试报告等；泰国只有MTBF 和MTTF的要求；而厄瓜多尔则未提到，只是提出环境适应性和安全性的要求。 产品的可靠性很重要，它不仅影响生产公司的前途，而且影响到使用者的安全（前苏联的“联盟11号”宇宙飞船返回时，因压力阀门提前打开而造成三名宇航员全部死亡）。可靠性好的产品，不但可以减少公司的维修费用，而且可以很快就打出品牌，大幅度提升公司形象，增加公司收入。 随着市场经济的发展，竞争日趋激烈，人们不仅要求产品物美价廉，而且十分重视产品的可靠性和安全性。日本的汽车、家用电器等产品，虽然在性能、价格方面与我国彼此相仿，却能占领美国以及国际市场。主要的原因就是日本的产品可靠性胜过我国一筹。美国的康明斯、卡勃彼特柴油机，大修期为12000小时，而我国柴油机不过1000小时，有的甚至几十小时、几百小时就出现故障。我国生产的电梯，平均使用寿命（指两次大修期的间隔时期）为3年左右，而国外的电梯平均寿命在10年以上，是我们的3倍；故障率，国外平均为0.05次，而我国为1次以上，高出20倍，这样的产品怎么有竞争力呢！因此要想在竞争中立于不败之地，就要狠抓产品质量，特别是产品可靠性，没有可靠性就没有质量，企业就无法在激烈的竞争中生存和发展。因此，可靠性问题必须引起政府和企业的高度重视，抓好可靠性工作，不仅是关系到企业生存和发展的大问题，也是关系到国家经济兴衰的大问题。（呵呵，这是唱高调的内容，可以不看的……） 三、可靠性指标 衡量产品可靠性水平有好几种标准，有定量的，也有定性的，有时要用几种标准（指标）去度量一种产品的可靠性，但最基本最常用的有以下几种标准。 1.可靠度R（t）；它是产品在规定条件和规定时间内完成规定功能的概率。一批产品的数量为N，从t = 0时开始使用，随着时间的推移，失效的产品件数逐渐增加，而正常工作的产品件数n(t)逐渐减少，用R(t)表示产品在任意时刻t的可靠度。 2.可靠寿命；它与一般理解的寿命有不同含义，概念也不同，设产品的可靠度为R(t)，使可靠度等于规定值r时的时间tr的，即被定义为可靠寿命。 3.失效率（故障率）λ（t）；它是指某产品（零部件）工作到时间t之后，在单位时间△t 内发生失效的概率。
第三节可靠性试验 第三节可靠性试验 学习目标要求： 1、掌握筛选与环境应力筛选 2、了解可靠增长试验和加速寿命试验 3、熟悉可靠性测定试验 4、了解可靠性鉴定试验 可靠性试验是对产品的可靠性进行调查、分析和评价的一种手段。目的是通过对产品的可靠性试验发现产品设计、元器件、零部件、原材料和工艺方面的缺陷，以便采取有效的纠正措施，使产品可靠性增长。 可靠性试验可以是实验室的试验，也可以是现场试验。 实验室试验是在规定的受控条件下的试验。它可以模拟现场条件，也可以不模拟现场条件。 可靠性试验一般可分为工程试验和统计试验。 工程试验包括环境应力筛选试验和可靠性增长试验；统计试验包括可靠性鉴定试验、可靠性测定试验和可靠性验收试验。 典型考题： 典型考题： 多选题 61．电子产品环境应力筛选最有效的环境应力是( )。 a．正弦振动 b．随机振动 c．温度循环 d．高温老化 e．冲击振动 62．在定时截尾的可靠性鉴定试验中，决定试验方案的参数有( )。 a．生产方风险α b．使用方风险β c．产品合格品率 d．鉴别比d e．产品研制的风险 一、环境应力筛选试验 一、环境应力筛选试验（ess, environment stress screening） 环境应力筛选(environmentstress screen, ess)是一种工艺手段，是通过向电子产品施加合理的环境应力和电应力，将其内部的潜在缺陷加速变成故障，并通过检验发现和排除故障的过程。环境应力筛选试验是通过在产品上施加一定的环境应力，以剔除由不良元器件、零部件或工艺缺陷引起的产品早期故障的一种工序或方法。对电子产品施加的环境应力最有效的是随机振动和温度循环应
复习要点： ?可靠性 ?广义可靠性 ?失效率 ?MTTF（平均寿命） ?MTBF（平均事故间隔） ?维修性 ?有效性 ?修复度 ?最小路集及求解 ?最小割集及求解 ?可靠寿命 ?中位寿命 ?特征寿命 ?研究可靠性的意义 ?可靠性定义中各要素的实际含义 ?浴盆曲线 ?可靠性中常见的分布 ?简述串联系统特性 ?简述并联系统特性 ?简述旁联系统特性 ?简述r/n系统的优势 ?并－串联系统与串－并联系统的可靠性关系 ?马尔可夫过程 ?可靠性设计的重要性 ?建立可靠性模型的一般步骤 ?降额设计的基本原理 ?冗余(余度)设计的基本原理 ?故障树分析优缺点 广义可靠性：包括可靠性、维修性、耐久性、安全性。可靠性:产品在规定时期内规定条件规定的时间完成规定功能能力。耐久性：产品在规定的使用和维修条件下，达到某种技术或经济指标极限时，完成规定功能能力。安全性：产品在一定的功能、时间、成本等制约条件下，使人员和设备蒙受伤害和损失最小的能力 可靠度R(t)：产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的概率 累积失效概率F(t)：也称不可靠度，产品在规定条件下和规定时间内失效的概率 失效概率密度f(t)：产品在包含t的单位时间内发生失效的概率 失效率λ(t):工作到t时刻尚未失效的产品，在该时刻t后的单位时间内发生失效的概率。基本：实验室条件下。应用：考虑到环境，利用，降额和其它因素的实际使用环境条件下。任务：元器件在执行任务期间，即工作条件下的基本 不可修产品平均寿命MTTF：指产品失效前的平均工作时间可修MTBF：指相邻两次故障间的平均工作时间，称为平均无故障工作时间或平均故障间隔时间维修性：在规定的条件下使用的可维修产品，在规定的时间内，按规定的程序和法进行维修时，保持或恢复到能完成规定功能的能力 维修度M(t)：是指在规定的条件下使用的产品发生故障后，在规定的时间(0，t)内完成修复的概率。修复率μ(t)：修理时间已达到某一时刻但尚未修复的产品在该时刻后的单位时间内完成修理的概率。平均修复时间MTTR：可修复的产品的平均修理时间，其估计值为修复
YF-ED-J3913 可按资料类型定义编号 可靠性工程基本理论实用 版 Management Of Personal, Equipment And Product Safety In Daily Work, So The Labor Process Can Be Carried Out Under Material Conditions And Work Order That Meet Safety Requirements. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日
可靠性工程基本理论实用版 提示：该安全管理文档适合使用于日常工作中人身安全、设备和产品安全，以及交通运输安全等方面的管理，使劳动过程在符合安全要求的物质条件和工作秩序下进行，防止伤亡事故、设备事故及各种灾害的发生。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 1 可靠性（Reliability） 可靠性理论是从电子技术领域发展起来， 近年发展到机械技术及现代工程管理领域，成 为一门新兴的边缘学科。可靠性与安全性有密 切的关系，是系统的两大主要特性，它的很多 理论已应用于安全管理。 可靠性的理论基础是概率论和数理统计， 其任务是研究系统或产品的可靠程度，提高质 量和经济效益，提高生产的安全性。
产品的可靠性是指产品在规定的条件下，在规定的时间内完成规定功能的能力。 产品可以是一个零件也可以是一个系统。规定的条件包括使用条件、应力条件、环境条件和贮存条件。可靠性与时间也有密切联系，随时间的延续，产品的可靠程度就会下降。 可靠性技术及其概念与系统工程、安全工程、质量管理、价值工程学、工程心理学、环境工程等都有十分密切的关系。所以，可靠性工程学是一门综合性较强的工作技术。 2 可靠度（Reliablity）
机械员通用与基础知识试卷 一、判断题(共20题，每题1分) 1.建设法规是由国家立法机关或其授权的行政机关制定的。 [答案] ( ) 2.建设部门规章是指住房和城乡建设部根据宪法规定的职责范围，依法制定各项规章或由住房和城乡建设部与国务院其他有关部门联合制定并发布的规章。[答案] ( ) 3.水泥是一种加水拌合成塑性浆体，能胶结砂、石等材料，并能在空气和水中硬化的粉状水硬性胶凝材料。 [答案] ( ) 4.一般碳钢中含碳量越低则硬度越高，强度也越高，塑性越好。 [答案] ( ) 5.在工程识图中，从物体的上方向下投影，在水平投影面上所得到的视图称为主视图。 [答案] ( ) 6.零件图的标注包括:画出全部尺寸线，注写尺寸数字，包括公差;标注表面粗糙度符号和形位公差。 [答案] ( ) 7.采用机械开挖基坑时，为避免破坏基底士，应在基底标高以上预留15~ 30cm 的土层由人工挖掘修整。 [答案] ( ) 8.常用的钢板桩有U型和乙型，还有直腹板式、H型和组合式钢板桩。 [答案] ( ) 9.二力平衡的充要条件是两个力大小相等、方向相反。 [答案] ( ) 10.平面汇交力系合成的结果是一个合力，合力的矢量等于力系中各力的矢量和。 [答案] ( ) 11.力作用在物体上会弓起物体形状和尺寸的改变，这些变化称为变形。[答案] ( ) 12.齿顶高是介于分度圆与齿根圆之间的轮齿部分的径向高度。 [答案] ( ) 13.螺纹连接由螺纹紧固件和连接件上的内外螺纹组成。 [答案] ( ) 14.换向阀是利用阀芯相对于阀体的相对运动，使油路接通、断开或变换液压油的流动方向，从而使液压执行元件启动、停止或改变运动方向。 [答案] ( )
可靠性理论基础知识 1.可靠性定义 我国军用标准GIB 451A-2005《可靠性维修性保障性术语》中，可靠性定义 为：产品在规定的条件下，规定的时间内，完成规定功能的能力。 “规定条件”包括使用时的环境条件和工作条件。 “规定时间”是指产品规定了的任务时间。 “规定功能”是指产品规定了的必须具备的功能及其技术指标。 可靠性的评价可以使用概率指标或时间指标，这些指标有：可靠度、失效率、平均无故障工作时间、平均失效前时间、有效度等。典型的失效率曲线是浴盆曲线，其分为三个阶段：早期失效期、偶然失效期、耗损失效期。早期失效期的失效率为递减形式，即新产品失效率很高，但经过磨合期，失效率会迅速下降。偶然失效期的失效率为一个平稳值，意味着产品进入了一个稳定的使用期。耗损失效期的失效率为递增形式，即产品进入老年期，失效率呈递增状态，产品需要更新。 1.1可靠性参数 1、失效概率密度和失效分布函数 失效分布函数就是寿命的分布函数，也称为不可靠度，记为)(t F 。它 是产品或系统在规定的条件下和规定的时间内失效的概率，通常表示为 )()(t T P t F ≤= 失效概率密度是累积失效概率对时间t 的倒数，记为f(t)。它是产品在 包含t 的单位时间内发生失效的概率，可表示为)() ()('t F dt t dF t f ==。 2、可靠度 可靠度是指产品或系统在规定的条件下，规定的时间内，完成规定功能的概率。可靠度是时间的函数，可靠度是可靠性的定量指标。可靠度是时间的函数，记为 )(t R 。通常表示为?∞ =-=>=t dt t f t F t T P t R )()(1)()( 式中t 为规定的时间，T 表示产品寿命。 3、失效率 已工作到时刻t 的产品，在时刻t 后单位时间内发生失效的概率成为该产品时刻 t 的失效率函数，简称失效率，记为)(t λ。) (1) ()()()()()(''t F t F t R t F t R t f t -===λ。 4、不可修复的产品的平均寿命是指产品失效前的平均工作时间，记为MTTF （Mean Time To Failure)。?∞ =0)(dt t R MTTF 。 5、平均故障间隔时间（MTBF ）
2. 可靠性物理基本知识和基本概念 2.1 可靠性的基本理论知识 2.1.1 可靠性的概念 可靠性的概念，可以说，自古以来从人类开始使用工具起就已经存在。然而可靠性理论作为一门独立的学科出现却是近几十年的事。可靠性归根结底研究的还是产品的可靠性，而通常所说的“可靠性”指的是“可信赖的”或“可信任的”。一台仪器设备，当人们要求它工作时，它就能工作，则说它是可靠的；而当人们要求它工作时，它有时工作，有时不工作，则称它是不可靠的。 最早的可靠性定义由美国AGREE在1957年的报告中提出，1966年美国的MIL－STD－721B又较正规地给出了传统的或经典的可靠性定义：“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”。它为世界各国的标准所引证，我国的GB318－82给出的可靠性定义也与此相同。 [3]赵海波。这里的产品是泛指的，它可以是一个复杂的系统，也可以是一个零件。 出厂检验合格的产品，在使用寿命期内保持其产品质量指标的数值而不致失效，这就是可靠性问题。因此，可靠性也是产品的一个质量指标，而且是与时间有关的参量。只有在引进了可靠性指标后，才能和其它质量指标一起，对产品质量作全面的评定。所谓产品是指作为单独研究和分别试验对象的任何元件、设备或系统，可以是零件也可以是由它们装配而成的机器，或由许多机器组成的机组和成套设备，甚至还把人的作用也包括在内。在具体使用“产品”这一词时，其确切含义应加以说明。例如汽车板簧、汽车发动机、汽车整车等。 从定义可以看出，产品的可靠性是与“规定的条件”分不开的。这里所讲的规定条件包括产品使用时的应力条件(温度、压力、振动、冲击等载荷条件)、环境条件(地域、气候、介质等)和贮存条件等。规定的条件不同，产品的可靠性是不同的。 产品的可靠性又与“规定的时间”密切相关。一般说来，经过零件筛选、整机调试和跑合后，产品的可靠性水平会有一个较长的稳定使用或贮存阶段，以后随着时间的增长其可靠性水平逐渐降低。 产品的可靠性还和“规定的功能”有密切的联系。一个产品往往具有若干项技术指标。定义中所说的“规定功能”是指产品若干功能的全体，而不是其中的
概率统计与可靠性工程基础考试大纲（2015版） 试题编号：841 试题的主要内容是针对可靠性工程应用中的分析和计算问题，主要包括质 量、可靠性和寿命的计算方法。 1、考生要掌握抽样概率（包括放回与不放回两种抽样方式）的计算；要掌握 条件概率、全概率和贝叶斯公式的计算及应用。 2、考生必须掌握下列离散分布的概率分布与数字特征：0-1分布、二项分布、 泊松分布、超几何分布。 3、考生必须掌握下列连续分布的分布密度函数、分布函数（又称不可靠度函 数）、可靠度函数及其数字特征：均匀分布、指数分布、威布尔分布、正态分布。指数分布与威布尔分布的分布函数和可靠度函数以及数字特征与分布 参数的关系要追掌握。 4、Γ分布不必掌握，但是Γ函数的计算方法要熟悉，因为威布尔分布的数学 期望和方差表达式中有Γ函数。 5、有关分布的计算，主要是概率、可靠度等，尽量从分布函数和数字特征的 定义和性质出发求解。考生不必钻研复杂的计算。 6、关于随机变量函数的分布，主要是线性函数（包括和函数与差函数）以及 二次函数。其它的复杂函数考生不必掌握。 7、考生要掌握契比雪夫不等式和中心极限定理的工程应用，尤其是中心极限 定理的灵活应用。 8、概率统计中有关统计量的分布，如正态总体样本的线性函数的分布、分 布、分布、分布，不要求掌握其分布的数学形式，但要掌握其性质与应 用。 9、参数的点估计，考生应掌握极大似然估计和矩估计方法，包括连续型和离 散型分布参数估计量的推导。
10、参数的区间估计，考生要掌握正态分布、指数分布参数的置信区间估计方 法，包括单侧置信上、下限，并注意单侧置信限与双侧置信区间的估计在计算上的差别。考生应参考相关书籍，加以补充。 11、考生应熟练掌握可靠度、故障率等可靠性基本概念与常用的可靠性指标， 并熟悉不同可靠性参数之间的联系，如故障率与可靠度及故障密度间的关系。熟练掌握指数分布的故障率、MTBF、可靠度函数和概率密度函数的计 算。 12、对于典型的可靠性模型，如串联模型、并联模型、表决系统和桥联系统等， 能够在已知组成系统部件可靠度的前提下，计算系统的可靠度；特别地，对于指数分布，在已知部件失效率的前提下，计算系统的失效率或故障间隔时间等可靠性参数。考生应具备将实际问题转化为可靠性问题并加以解决的基 本能力。 13、建议考生参考北京航空航天大学出版社2012年2月出版的《概率统计及 随机过程》（张福渊等编著，第2版），国防工业出版社2011年4月出版的《可靠性设计与分析》（曾声奎主编，第1版），北京航空航天大学出版社2009年6月出版的《可靠性数据分析教程》（赵宇等编著）。
可靠性試驗室知识考核試卷 單位姓名工號得分 一﹑填空(每空1分，共59分) 1.可靠性的定義為﹕產品在規定的使用條件下﹐于規定的時間內﹐能發揮其 特定功能的能力。 2．校驗的定義為:是一種比較的過程﹐將一末知量測系統之量測參數值﹐藉已知且更加精准確量測值之量測系統﹐得以確定并因此可追溯到上一級量測標准系統。 3 可靠性的四大要素﹕機率﹔时间﹔環境﹔性能。 4. 我司常做的8項可靠性度驗﹐它們分別是﹕高溫低溫恆定濕熱 振動溫度沖擊跌落耐焊接熱鹽霧試驗。 5. 可靠度工程專業的三個主要方向為性能試驗﹑環境試驗﹑壽命試驗﹑ 6. 盐雾试验在试验室温度达到35±2℃﹐饱和桶温度达到 47±2℃开始喷雾。7．恆定濕熱試驗的目的是確定電工電子產品﹑元件﹑材料等在恆定濕熱條件下使用和貯存的適應性。 8．DIP产品在做热冲击试验是温度是从-40℃至100℃。 9．自由跌落試驗：產品從一定高度自由跌落下來的適應性和經受這種跌落后產品結于構及性能的考核評價。 10．可靠度工程人員應了解what(什么)﹑why(為什么)﹑ how much(多少)﹑how(如何)﹑who(何人)﹑when(何時)﹑where(何地) 。 11．可靠度試驗為驗証物品可靠度是否滿足需求最客觀﹐最有效的方法12．儀校校驗當天儀校室溫度應控制在25±5℃﹐溫濕度為55±20%RH ﹐且校驗當天之溫﹑濕度應予以記錄。 13. 廠內之標准件或廠內無法校驗之量規與儀器設備﹐需送至國家或國際認可 的校准單位校驗。 14．溫度穩定﹕試驗樣品各部分的溫度與其最后溫度之差在3℃以內時的狀態15．QC七手法是﹕查檢表﹑散布圖﹑層別法﹑柏拉圖﹑魚骨圖﹑直方圖﹑管制圖16．試驗程序是由：預處理(有必要時)，初始檢測(有必要時)，條件試驗，恢復和最后檢測。 17．解決問題的三現主義是﹕現場現物現狀。 18．防潮試驗﹕考核確定電工電子產品在潮濕及復雜多變環境中的適應性。19．恆定濕熱試驗﹕確定電工電子產品﹑元件﹑材料等在恆定濕熱條件下使用和貯存的適應性。 20.“6S”指的是整頓﹑整理﹑清掃﹑清潔﹑素養﹑安全。
可靠性数学基础知识 重庆大学周家启 1 集合与事件 概率是事件的一定属性，事件可以通过集合(简称“集”)来描述。因之在研究概率之前，讨论一下集合的基本概念。 1.1集合的定义和符号 具有某种规定性质的事物的总体称为集(合)。组成集合的这些事物的每一个体称为集的元素或成员。只有有限个元素的集称为有限集，具有无限个元素的集称为无限集。例如，“A城中18岁及以上的全体公民”是一个有限集，“所有正整数的全体”则是一个无限集。 集合常用大写字母表示，元素常用小写字母表示，如果某一个体x是集A 的元素，则记为 x∈ A 读作“x属于A”。而 x? A 则表示x不属于A。 如果集A和集B具有完全相同的元素，即集A的每个元素都是B的元素，集B的每个元素也都是A的元素，则说A等于B，记为A=B。 有限集A中元素的数目叫A的基数，记为|A|。 一个集S可以用列举出它的全部元素的方式来表示，例如 ]7,5,3,2[= S 与括号中元素的排列次序无关。 一个集P也可以按照它的元素某种特定的属性来表示，例如 x P= x ] [是质数 | 括号中垂直线左右的记号代表集的典型元素。 于是前面列出的集S也可写成 P x =x S且 x ∈ | ]8 [< 或]8 x S P [< =x | ∈ 有两个集A和B，如果B的每个元素都是A的元素，则说B是A的子集，记为
A B ? 或 B A ? 有时读成A 包含B 。一个集A 也总是它本身的一个子集，A A ?。集A 中任何一个不等于A 的子集B 称为A 的真子集，记为 A B ? 或 B A ? 如果 B A ?且A B ?， 则A=B 。 1.2 集合的基本组合规则 通过集的运算可以将某些集合组合形成新的集合，一般有如下一些运算规则。 如果A 和B 是两个集，则它们的并B A 定义为 ]|[AB x B x A x x B A ∈∈∈=或或 它们的交B A 定义为 ]|[B x A x x B A ∈∈=且 例1 如果S=[2、3、5、7]且T=[1、2、3]，则 T S =[1、2、3、5、7]；T S =[2、3] 如果集A 和集B 没有公共元素，则称它们为不相交的集。这两个不相交集之交得到一个不包含任何元素的集。称其为空集，以φ表示。因之φ=B A ，而且φ也是任意一个集N 的子集。 集的并和交的运算服从以下规则 1. 幂等律 A A A = ，A A A = 2. 交换律 A B B A =，A B B A = 3. 结合律 )()(C B A C B A =，)()(C B A C B A = 4. 分配律 )()()(C A B A C B A =，)()()(C A B A C B A =
《可靠性工程基础》教学大纲 课程编号：S5080530 课程名称：可靠性工程基础 课程英文名称：FUNDAMENTALS OF RELIABILITY ENGINEERING 总学时：16 讲课学时：16 实验学时：0 上机学时：0 学分：1 开课单位：机电工程学院机械制造及自动化系 授课对象：机电工程学院机械设计制造及其自动化专业、其它相关专业先修课程：概率论与数理统计机械设计测试技术与仪器 开课时间：第八学期 教材与主要参考书： 刘品主编.《可靠性工程基础》修订版.中国计量出版社2002年6月 钟毓宁等编.《机电产品可靠性应用》.中国计量出版社1999年5月一、课程的教学目的 随着科学技术的发展，产品的结构和功能日趋复杂化和多样化，致使对产品质量的要求逐渐从与时间无关的性能参数发展到与时间有关的可靠性指标，即要求产品在规定的条件下和规定的时间内，具有完成规定功能的能力。人们愈来愈认识到可靠性是保证产品质量的关键。尤其是我国加入WTO以后,机电产品将面临严峻的挑战，推行可靠性技术迫在眉睫。 可靠性工程基础课程是为机械设计制造及其自动化专业本科生开设的一门专业选修课，通过先修课程中所学知识的综合运用和新知识的获取，使学生拓宽和加深对产品质量的全面认识，开阔视野，提高能力，以适应科学技术发展的要求。 通过本课程的教学，使学生掌握可靠性的基本概念、原理和计算方法等方面的基本知识，同时结合工程实际，使学生体会和掌握可靠性基
本理论和分析解决工程实际问题的基本方法，并让学生初步了解可靠性试验的类型、试验方案设计的基本方法以及可靠性管理的基本知识，为可靠性工程理论的进一步研究和实际应用打下基础。 二、教学内容及基本要求 本课程主要讲授可靠性的基本概念、原理、计算方法及实际应用等内容。 （一）本课程的主要章节 第一章可靠性概论（1学时） 可靠性基本概念，可靠性主要特征量及常用失效分布类型。 第二章系统可靠性模型（2学时） 可靠性框图的建立，串联系统，并联系统，混联系统，n中取k表决系统，贮备系统的可靠性模型，一般网络的可靠性模型。 第三章可靠性预计和分配（2学时） 可靠性预计概述，元器件失效率预计和系统可靠性预计的方法、可靠性分配。 第四章失效模式、后果与严重度分析（FMECA）（1学时） 失效模式与后果分析，失效严重度分析。 第五章故障树分析（FTA）（2学时） 建立故障树，故障树的定性和定量分析。 第六章电子系统可靠性设计（2学时） 电子元件的选用与控制，电路与系统的可靠性设计，电子设备的热设计，参数优化设计。 第七章机械结构可靠性设计（2学时） 应力与强度的分布，安全系数与可靠性，可靠性设计计算，疲劳强度可靠性设计。 第八章可靠性试验（1学时） 可靠性筛选和电子元器件老炼，环境适应和寿命试验等。
第一章绪论 可靠性是指产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力。 “规定条件”：产品的使用条件、维护条件、环境条件。 “规定时间”：产品必须达到的任务时间。如应力循环次数和车辆的行驶里程。 “规定功能”：产品必须具备的功能及其技术指标。 可靠性定义分为任务可靠性和基本可靠性。两者都强调无故障完成任务。任务可靠性强调完成规定的功能是界定在“任务剖面”的范围内。基本可靠性强调的持续时间是界定在寿命剖面的范围内。一个寿命剖面包含一个以上的任务剖面。度量任务可靠性时只考虑危及任务成功的致命故障，与该任务无关的故障可以不考虑。基本可靠性则涉及整个寿命周期内的所有故障。 任务剖面：产品完成规定任务的时间内所经历的时间和环境的描述。产品的工作状态；维修方案；产品工作的时间与顺序；产品所处的环境(外加的与诱发的)的时间与顺序；任务成功或致命故障的定义。 寿命周期与寿命剖面：产品从制造到寿命终结或退出使用这段时间内所经历的全部事件和环境的时序描述。它包含一个或多个任务剖面。通常把产品的寿命剖面分为后勤和使用两个阶段。 可靠性的定义固有可靠性：产品在生产过程中确立的可靠性。 生产厂在模拟实际工作标准环境下，对产品 进行检测并给以保证的可靠性。使用可靠 性：与产品的使用条件密切相关，受到使用 环境、操作水平、保养与维修、使用者的素 质等因素的影响。 维修性：产品在发生故障或失效后，能迅速修复以维持良好而完善的状态的难易性。 广义可靠性：产品在整个寿命周期内完成规定功能的能力。包括狭义可靠性和维修性。 可靠性数学是可靠性研究的最重要的基础理论之一，主要研究解决各种可靠性问题的数学模型和数学方法，属于应用数学的范畴。应用于可靠性的数据收集、数据分析、系统设计及寿命试验等方面。 可靠性物理即失效分析，是研究失效现象及其机制和检测方法的学科，使可靠性工程从数理统计方法发展到以理化分析为基础的失效分析方法。从微观角度研究零部件（元器件）的失效发展过程和失效机理，从本质上、从机理方面探究产品的不可靠因素，为研制、生产高可靠性产品提供科学的依据。 可靠性工程是对产品（零部件、元器件、设备或系统）的失效及其发生概率进行统计、分析的一门边缘性学科，主要内容是运用系统工程的观点和方法论从设计、生产和使用等角度来研究产品的可靠性，包括对产品进行可靠性设计、可靠性预计、可靠性试验、可靠性评估、可靠性检验、可靠性控制、可靠性维修及失效分析。 实施可靠性工程应重视可靠性数据的收集与分析 3. 可靠性设计 应用可靠性理论、技术和设计参数的统计数据，在给定的可靠性指标下，对零件、部件、设备或系统进行的设计，称为可靠性设计。 通过预计、分配、分析、改进等一系列可靠性工程活动，把可靠性定量要求设计到产品的技术文件和图样中去，从而形成产品的固有可靠性。系统可靠性设计零件可靠性设计系统可靠性设计的目的，就是要使系统在满足规定可靠性指标，完成预定功能的前提下，使系统的技术性能、重最、成本、时间等各方面取得协调，求得最佳设计；或是在性能、重量、成本、时间和其它要求的约束下，设计能得到实际高可靠度的系统。 系统可靠性设计常用的方法系统可靠性框图;故障模式影响与危害度分析FMECA;故障树分析FTA;马尔科夫过程研究可靠性的 重要意义保证和提高产品的可靠性水平;提高经济效益;提高市场竞争能力 第二章可靠性数学基础 定义：产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的概率称为可靠度。可靠度的观测值是指直到规定的时间终了为止，能完成规定功能的产品数与该区间开始时刻投入工作产品数之比。 定义：产品在规定的条件下和规定的时间内，丧失规定功能概率称为累积故障概率（又称不可靠度） 剩余寿命：若产品用到t时刻仍然完好，称为产品的年龄。具有年龄t的产品从t时刻开始继续使用下去直到失效为止所经历的 时间，称为具有年龄t的产品的剩余寿命。 定义：工作到某时刻尚未故障的产品，在该时刻后单位时间内发生故障的概率，称之为产品的故障率。 故障率浴盆曲线早期故障期；偶然故障期；耗损故障期 可靠寿命：给定的可靠度所对应的产品工作时间。 中位寿命：产品的可靠度等于0.5时的可靠寿命。平均寿命：产品寿命的平均值。 对于不可修产品，平均寿命就是平均故障前时间；对于可修复产品，平均寿命就是平均故障间隔时间。 可用性是系统可靠性与维修性的综合表征。定义：可修复产品，在规定的条件下使用，在规定维修条件下修复，在规定的时间具有或维持其规定功能处于正常状态的概率。瞬时有效度使用有效度极限有效度 瞬时有效度是产品在某一时刻所具有或维持其规定功能的概率。平均有效度是在某规定时间内有效度的平均值。极限有效度是当时间趋于无限大时，瞬时有效度的极限值。 ?随机试验具有以下特点：重复性随机性明确性 第3章典型系统可靠性模型 系统由相互作用和相互依赖的若干单元结合成的具有特定功能 的有机整体。系统包含“单元”，其层次高于“单元” 系统按其可否修复分为不可修复系统和可修复系统两类 定义组成系统的所有单元中任一单元的故障都会导致整个系统 故障的称为串联系统。串联系统是最常用和最简单的模型之一。 组成系统的所有单元都发生故障时，系统才发生故障。并联系统 是最简单的冗余系统（有贮备模型）。系统由n个单元组成， 若系统中有r个或r个以上单元正常，则系统正常，这样的系统称 作n中取r表决系统。组成系统的各单元只有一个单元工作， 当工作单元故障时，通过转换装置接到另一个单元继续工作，直 到所有单元都故障时系统才故障，称为旁联系统，又称非工作贮 备系统。 非工作贮备的优点是能大大提高系统的可靠度。缺点是： （1）由于增加了故障监测与转换装置而提高了系统的复杂度； （2）要求故障监测与转换装置的可靠度非常高，否则贮备带来 的好处会被严重削弱。 贮备系统按贮备单元在贮备期间的失效情况可分为三类 ?冷贮备（无载贮备）贮备单元在贮备期间失效率为零； ?热贮备（满载贮备）贮备单元在贮备期间失效率与工作 单元失效率一样； ?温贮备（轻载贮备）贮备单元在贮备期间失效率大于零 而小于工作单元失效率。 维修度：对可能维修的产品在发生故障或失效后，在规定的条件 下和规定的时间内完成修复的概率。 修复率：维修时间已达到某一时刻但尚未修复的产品在该时刻后 的单位时间内完成修复的概率。 可用性：当需要时，可维修产品保持正常使用状态或功能的能力。 其度量指标是可用度。 第4章可靠性分配与预计 可靠性分配系统可靠性分配就是将使用方提出的，在系统设计 任务书(或合同)中规定的可靠性指标。，从上而下，由大到小， 从整体到局部，逐步分解，分配到各分系统，设备和元器件。 可靠性预计系统的可靠性预计是在系统的设计阶段根据组成 系统的元器件等在规定条件下的可靠性指标、系统的结构、系统 的功能以及工作方式等来推测系统的可靠性。是一个由局部到整 体、由小到大，由下到上的一种综合过程。可靠性分配的目的 是使各级设计人员明确其可靠性设计要求，根据要求估计所需的 人力、时间和资源，并研究实现这个要求的可能性及办法。可 靠性预计的目的：将预计结果与要求的可靠性指标相比较，审查 设计任务书中提出的可靠性指标是否能达到。在方案论证阶段， 通过可靠性预计，根据预计结果的相对性进行方案比较，选择最 优方案。在设计阶段，通过预计，发现设计中的薄弱环节，加以 改进。为可靠性增长试验、验证试验及费用核算等方面的研究提 供依据。通过预计给可靠性分配奠定基础。 可靠性分配与可靠性预计的关系：可靠性分配结果是可靠性预计 的依据和目标；可靠性预计相对结果是可靠性分配与指标调整的 基础。相互制约，相辅相成，使系统的设计满足要求。 可靠性分配与可靠性预计的作用: 提高产品的固有可靠性;降低 产品全寿命周期的费用;为可靠性增长计划提供科学依据. 在新产品从开发研制一直到定型生产之前，一艇要经设计——试 制——试验——修改设计——小批生产——检验——改进——定型 生产这一过程，在这一过程中，产品可靠性水平在不断提高，称 为可靠性增长。 可靠性分配的程序:明确系统可靠性参数指标要求;分析系统特 点;选取分配方法（同一系统可选多种方法）;准备输入数据;进 行可靠性分配;验算可靠性指标要求; 可靠性分配的无约束分配方法：等分配法;评分分配法；再分配 法；比例分配法；AGREE方法 等分配法又称为平均分配法。当系统中个单元具有近似的复杂程 度、重要性以及制造成本时，可用等分配法分配系统各单元的可 靠度。 评分分配法含义：在可靠性数据非常缺乏的情况下，通过有经验 的设计人员或专家对影响可靠性的几种因素评分，对评分进行综 合分析而获得各单元产品之间的可靠性相对比值，根据评分情况 给每个分系统或设备分配可靠性指标。评分因素与原则：（1） 复杂度最复杂的评10分，最简单的评1分。（2）技术发展水 平: 水平最低的评10分，水平最高的评1分。 (3)工作时间:单元 工作时间最长的评10分，最短的评1分。(4)环境条件 :单元工作 过程中会经受极其恶劣而严酷的环境条件的评10分，环境条件最 好的评1分。 可靠性指标分配的模糊数学模型:(1)建立评价因素集;(2)建立 评价因素权重集;(3)建立因素评价集（等级）及相应分值集;(4) 构建模糊综合评判矩阵;(5)计算各单元综合评价分值;(6)可靠 性指标分配 3.再分配法如果系统可靠性预计结果小于规定的系统可靠 度，则须重新进行可靠度分配。 4.比例分配法使系统中各单元的容许失效率与该单元预计失 效率成正比。 5. AGREE法考虑了组成系统各单元的复杂度、重要度、工作 时间以及它们与系统之间的失效关系，又称为按照单元的复杂度 及重要度的分配法。适用于各单元工作期间的失效率为常 数的串联系统。 可靠性预计目的、用途:评估系统可靠性，审查是否能达到要求 的可靠性指标。在方案论证阶段，通过可靠性预计，比较不同方 案的可靠性水平，为最优方案的选择及方案优化提供依据。在设 计中，通过可靠性预计，发现影响系统可靠性的主要因素，找出 薄弱环节，采取设计措施，提高系统可靠性。为可靠性分配奠定 基础。 分类根据战术技术中可靠性的定量要求 :基本可靠性预计 由于产品不可靠导致对维修和保障的要求。 任务可靠性预计估计产品在完成任务的过程中完成其规定 功能的概率。 从产品构成角度分析：单元可靠性预计（元件、部件或设备等） 系统可靠性预计 可靠性预计基本方法及用途：系统可靠性预计：数学模型法；边 值法；故障树分析法 设备可靠性预计：数学模型法；相似分析法；元器件计数法；应 力分析法元器件可靠性预计：应力分析法 数学模型法：根据组成系统的各单元间的可靠性数学模型，按概 率运算法则，预计系统的可靠度的方法，是一种经典的方法。相 似设备法：将新设计的产品和已知可靠性数据的相似设备进行比 较，从而简单估计出新产品可能达到的可靠性水平。相似产品 法考虑的相似因素一般包括：产品结构、性能的相似性；设计的 相似性；材料和制造工艺的相似性；使用剖面(保障、使用和环 境条件) 的相似性 相似复杂性法：将新设计产品的与相似产品相比较，考虑新产品 的相对复杂性，建立新、老产品可靠性之间的函数关系。功能预 计法：建立设备的功能特性和观测的工作可靠性之间的统计相关 关系；根据系统的功能，统计大量相似系统的功能参数和相关可 靠性数据，运用回归分析的方法，得出一些经验公式及系数；根 据初步确定的系统功能及结构参数预计系统的可靠性。元器件计 数法：按不同种类元器件的数量来预计单元和系统可靠度的方 法。采用这个方法进行预计，首先确定设计方案中各种元器件的 类型。 应力分析法：用于产品详细设计阶段的电子元器件失效率预计。 预计电子元器件工作失效率时对基本失效率进行修正。边值法： 基本思想：对于一些很复杂的系统，采用数学模型很难得到可靠 性的函数表达式。不采用直接推导的办法而是忽略一些次要因 素，用近似的数值来逼近系统可靠度真值，从而使繁琐的过程变 得简单。 边值法又称为上下限法，将一个复杂的系统先简化成某些单元组 成的串联系统，求该串联系统的可靠度预测值的上限及下限。 然后逐步考虑系统的其他部分，逐次求出越来越精确的可靠度上 限值和下限值，当达到一定的精度要求后，再将上限值和下限值 合成一个可靠度单一预测值。 机械产品可靠性预计方法：相似分析法；统计分析法故障物理法 相似分析法根据相似产品或相似环境下的可靠性数据，对产品或 环境条件进行对比修正，得出可靠性预计结果。 第五章故障模式影响与危害度分析 故障模式影响分析（Failure Mode and Effects Analysis，简 记为FMEA）是分析系统中每一产品所有可能产生的故障模式及其 对系统造成的所有可能影响，并按每一个故障模式的严重程度、 检测难易程度以及发生频度予以分类的一种归纳分析方法。风 险来源归类：设计上的缺陷；过程中的不足；“不正确”的使用； 服务相关 如何控制风险？核心在于－－切断风险的传递链 FMEA 分析的是潜在故障（Potential Failure），是可能发生但 是现在还没有发生的故障。它是一种“事前预防”的行为。“及时性” 是FMEA的关键因素 FMEA的效益：改进质量、生产率、可靠性和安全性；改善企业形 象，提高竞争力；提高顾客的满意度；减少招回的风险；降低产 品开发的时间和费用；对减少风险的活动或措施进行存档和追踪 第三部分 FMEA的分析流程：第一步：确定FMEA的分析计划；第 二步：成立FMEA的分析小组；第三步：确定分析的必 要输入；第四步：实施FMEA；第五步：纠正措施的落 实 FMEA 小组的原则:每个人都参与其中。聚焦于某一问题，不要过 于分散。仅仅讨论的是FMEA问题，避免激烈争执。问题发现了， 解决它！是谁的责任并不重要。说话不要超过30秒。倾听！让别 人把话讲完。 故障影响是指产品的每一个故障模式对产品自身或其他产品的 使用、功能和状态的影响。 三级影响;(1)局部影响:本地影响;(2)对上层影响:对上层产品 的影响,对下一道工序的影响(3)最终影响:对顾客的影响 四类故障原因：设计相关;制造过程相关;使用相关;服务相关 控制措施的分类:第一等：消除故障原因的措施;第二等：降低严 重度的措施; 第三等：提前发现的措施;第四等：说明书/手 册 风险顺序数 (RPN):FMEA用风险顺序数进行相对定量描述. RPN 是在你提供的信息基础上计算出来的数，要考虑(1)潜在的失败 模式,(2)相关影响, 和(3)当前在达到顾客之前工程探测失败能 力 它是三个定量的数率的乘积，分别相对于影响，要因和控制：RPN = 严重度 X 发生率 X 探测力 （RPN）作为更改判据，例如：当RPN>125时，必须更改;当RPN>64 时，建议更改;当RPN<64时，不用更改