下载文档原格式
可靠性工程知识点总结在可靠性工程中，有一些重要的知识点需要深入了解和掌握。
本文将对可靠性工程的一些关键知识点进行总结和介绍。
一、可靠性基础1. 可靠性定义可靠性是指产品或系统在规定条件下能够保持其功能的能力。
可靠性工程致力于提高产品或系统的可靠性，以确保其在使用过程中能够稳定可靠地运行。
2. 可靠性指标常见的可靠性指标包括：MTBF（Mean Time Between Failures，平均无故障时间）、MTTR（Mean Time To Repair，平均修复时间）、系统可靠度等。
这些指标可以帮助工程师评估产品或系统的可靠性水平，并进行改进和优化。
3. 可靠性工程的原则可靠性工程遵循一些基本原则，包括：从源头预防、持续改进、全员参与、数据驱动等。
这些原则可以帮助企业建立和维护高可靠性的产品或系统。
二、可靠性设计1. 可靠性设计思想可靠性设计是产品或系统的可靠性的根本保证。
它包括从设计阶段就考虑可靠性需求，选择可靠的零部件和材料，优化结构和工艺，提高系统容错性等。
可靠性设计思想是将可靠性纳入产品或系统整个生命周期的设计过程中。
2. 可靠性设计方法可靠性设计方法包括：FMEA（Failure Mode and Effect Analysis，故障模式与影响分析）、FTA（Fault Tree Analysis，故障树分析）、DFR（Design for Reliability，可靠性设计）等。
这些方法可以帮助设计人员分析和评估产品或系统的潜在故障模式和影响，并制定相应的改进措施。
3. 可靠性验证可靠性验证是验证产品或系统可靠性设计是否符合实际要求的过程。
它包括可靠性测试、可靠性评估、可靠性验证试验等。
可靠性验证可以帮助企业确认产品或系统的可靠性水平，并进行必要的改进和调整。
三、可靠性制造1. 可靠性制造要求可靠性制造是保证产品或系统在制造过程中能够保持设计要求的过程。
它包括制定严格的制造工艺和流程、选择合格的供应商和原材料、进行严格的工艺控制和巡检等。
第18章补充知识1.质量历史2.团队类型3.项目管理技巧z项目管理是一个策划和实施变革的系统。
z项目计划1)表示项目的“为什么”和“怎么做”。
2)主要内容包括：目标的陈述、成本/益处分析、可行性分析、主要措施清单、进度时间表、所需资源（包括人力资源）。
3)识别了成果的客观衡量办法，这些办法也被称为“可交付性”。
z甘特图：表示在时间约束下项目任务之间的关系。
z里程碑图：图中的里程碑符号表示的是一个事件而不是活动，不消耗时间和资源。
z预算1)对一个给定项目财务方面所要求的估算的和计划的开支分项进行总结。
2)项目预算表示对诸如资金、时间等组织资源的花费进行系统的计划管理。
3)预算是项目计划的“成本”部分。
z过程决策程序图（PDPC）1)在项目策划中非常有用，用来制定偶然事件计划。
2)通过模仿可靠性工程设计方法，比如FMECA和FTA，这项技术已形成了模式。
3)PDPC强调问题对计划的影响，伴随着一系列的特别行动，以缓和问题的冲击性影响。
z质量功能展开（QFD）1)QFD是一种基于顾客要求来设计产品的服务要求的系统。
2)QFD为决策制定过程提供整套文件，也能用来表示项目的“什么”和“怎样”。
z矩阵图1)QFD的简化应用，或者说QFD是矩阵图的精细化应用。
2)用于系统分析两组概念之间的相互关系。
当用于项目管理时，这两种概念可能是“打算怎么做”和“谁来做”。
z箭条图：项目流的网络化表示，是PERT体系的简化。
4.人力资源管理z激励理论和原则1)马斯洛需要层次理论¾需要的层次：生理需要、安全需要、社会需要、自尊需要、自我实现需要。
¾只有先满足低层次的需要才能在更高层次上激励人。
2)赫茨伯格的激励 – 保健理论¾基本基础假设：职业满意度和职业不满意度并不矛盾。
¾通过对满意者给予关注可使满意度增加；不满意度也可以通过处理不满意者而减少。
3)X、Y和Z理论¾麦克格雷格把管理者的信仰系统分成了两类：X理论和Y理论。
ASQ在全球拥有超过10万名个人和企业会员，至少125家公司已经正式把ASQ认证作为评定人员的质量管理和质量能力的标准，目前这个数字还在不断扩大，最近一项全球工作调查结果显示，至少575项工作职位要求具备ASQ认证。
这些统计结果表明，ASQ认证的市场价值得到广泛认同。
大量的组织/机构已将ASQ认证作为衡量其雇员职业技能和升迁的标准，如BOEING(波音)、CHRYSLER（克莱斯勒）、GM（通用汽车）、LOCKHEED（洛克希德）、ROCKWELL、HONEYWELL、NORTON(诺顿)、NORTEL(北方电讯)、COCA-COLA(可口可乐)、PEPSI(百事)、WHIRLPOOL(惠而浦)、WESTINGHOUSE(西屋)、TI(德州仪器)、UNISYS(优利)，以及NASA（美国国家航空航天局）、US AIR FORCE(美国空军)、US DEPT OF TRANSPORTATION（美国运输部）等机构ASQ注册质量工程师---Certified Quality Engineer (CQE)【培训目标】通过内容丰富的理论和案例教学，使学员了解质量管理的系统专业知识；通过形式多样的实战培训和讨论，使学员全面掌握质量管理全流程，具备优秀的质量管理能力和决策能力，能够顺利开展质量管理相关工作。
课程内容针对工程师实现卓越绩效所需要的管理工具进行了梳理，着重于对工具的实际运用，实用性强，简单易学。
学员无论在课堂练习或课余工作中都有机会实践这些工具。
课程提供手册一本，可作为考试参手册，手册附录中列出了所有必需的数据图表。
【培训对象】1、各类企业中从事企业生产监督/ 品质管理/工程研发/生产运作的管理人员及技术人员；2、各类企业中的质量管理代表及客户/供应商管理代表；3、商检、质量监督认证，技术管理等相关政府管理部门工作人员；4、所有对生产管理工作有兴趣的社会各界人士。
【培训内容】I. 管理和领导力A. 质量哲学和基础B. 质量管理体系(QMS)C. ASQ专业职业操守D. 领导力理论和技术E. 促进理论和技巧F. 沟通技巧G. 顾客关系H. 供应商管理I. 质量改进障碍II. 质量体系A. 质量体系要素B. 质量体系的文件化C. 质量标准和其他指南D. 质量审核E. 质量成本(COQ)F. 质量培训III. 产品和过程设计A. 质量特性分类B．产品输入和评审C. 技术图纸和特征D. 设计验证E. 可靠性和可维护性IV. 产品和过程控制A. 工具B. 材料控制C. 接收抽样D. 测量和测试E. 计量学F. 测量系统分析(MSA)V. 持续改进A. 质量控制工具B. 质量管理和计划工具C. 持续的改进技巧D. 纠正措施E. 预防措施VI. 计量方法和工具A. 收集和总结数据B. 计量概念C. 概率分布D. 统计学的决策E. 变量的关系F. 统计过程控制(SPC)G. 过程和绩效能力H. 实验的设计和分析[培训时间]：6天，课堂培训[学员数量]：15-25人/班【收费项目】培训费: RMB 8000元/人(会员价）；RMB 9000元/人（非会员价）考试认证费: RMB 2400元/人（会员价）；RMB 3900元/人（非会员价）【认证考试安排】每年六月，十二月组织两次全球考试，报名截止四月、十月中。
美国质量学会注册质量工程师(CQE)知识大纲该知识大纲以书面形式介绍了考试题目包括子题目的解释以及题目的认知程度。
这些信息对考试发展委员会和准备参加考试人提供了指南。
但这不限于试卷所包含的主题或者所包括的一切的资料。
它只是分类考试中将要包括的题目类型。
在每段最后括号中的描述是指将要测试的每个题目的最大的认知程度。
在该文件后面对认知程度做了详细描述。
I.管理和领导力(18题)A.量哲学和基础1.质量演变了解现代质量演史变，如何从质量控制到统计过程控制，到全面质量管理和领导力原理（包括戴明的14点），以及质量如何帮助形成各种持续改进工具，包括精益，六西格玛，限制理论等（理解）2.持续改进工具描述持续改进工具，包括精益，六西格玛，约束理论，统计过程控制（SPC）,以及全面质量管理，以及了解现代质量演变史，如何从质量控制到统计过程控制，到全面质量管理和领导力原理（包括戴明的14点），以及质量如何帮助形成各种持续改进工具，包括精益，六西格玛，限制理论等（理解）B.质量管理体系(QMS)1.战略计划识别并定义质量管理体系最高管理人的责任，包括建立方针和目标，制定组织范围内的目标，支持质量倡议等。
（应用）2.技能展开定义、描述、使用各种展开工具支持质量管理体系：a.标杆定义标杆概念以及使用它的原因。
（记忆）b.利益相关方识别和分析定义，描述以及使用利益相关方识别并分析（应用）c.绩效定义，描述并使用绩效测量工具（应用）d.项目管理定义，描述并使用项目管理工具，如PERT 图，甘特图，关键路径方法（CPM），资源分配等。
（应用）3.质量信息体系(QIS)识别和定义QIS（质量信息系统）的基本元素，包括谁将提供数据，被管理数据的种类，谁将介入数据，适应未来信息需求，数据分析等的灵活程度。
（理解）。
C.ASQ专业职业操守在要求做出有道德决策的情况下确定合适的行为。
（评估）。
D.领导力理论和技术分析各种质量原则和技巧，用于开发和组织质量团队和领导质量积极性。
第8章 可靠性和维修性工程1. 引言和范围可靠性是指一件产品或服务在特定时间段（设计寿命）内、在设计运行条件下，无故障正常运行的概率。
导致系统故障的主要因素包括：系统设计和结构、元件可靠性、运行环境和环境因素间的相互作用、制造缺陷以及预防维修和计划维修。
可靠性只能预测，不能在产品交付的时间中测量。
在一件产品或服务的设计阶段就包括可靠性设计是极端重要的，因为故障可能造成维修和替换等经济后果，以及产品损失或服务中断。
2. 知识体系大纲ASQ BOK 第IV 部分“可靠性和风险管理”。
3. 可靠性定义和估算z 可靠性通常被定义为：在规定的时间内、规定的环境中，产品或服务能够正常工作的概率。
z 可靠性是时间相关特性，量化可靠性需要定义3个重要的函数：1) 可靠性函数R （t ） 可靠性被定义为成功的累积概率函数，在时间t 的可靠性Nx N t R )()(−=（N 为总数，x 为故障元件个数）。
换句话说，在时间t 的可靠性函数是元件能够坚持大于时间t 的概率。
2) 故障累积分布函数F （t ）¾ F （t ）与R （t ）互补，即：R （t ）+F （t ）=1¾ 故障密度函数f （t ）是累积故障分布函数的导数，可以看成在t 时刻后的一个单位时间内产品故障的概率。
∫=t du u f t F 0)()( 或 ∫∞=tdu u f t R )()(3) 风险函数h(t) （或 λ(t) ） ¾ 风险函数（也称瞬时故障率）的定义是t 时刻还在工作的产品中，在其后单位时间内出故障的百分比率，可以表示为：)(1)()()()()()(t F t f t R t f t R N t f N t h −==⋅⋅= a) 多数电子产品的寿命呈指数分布，其风险函数h （t ）和平均故障间隔时间是恒定的： t e t f λλ−=)(，t e t R λ−=)(，t e t F λ−−=1)(，λ==)()()(t R t f t h ，λ1==MTTF MTBFz可靠性参数MTTF、MTBF和MTTR1)MTTF(Mean Time to Failure，平均故障前时间)¾随机变量、出错时间等的“期望值”，一般用于度量不可修复产品的可靠性。
¾定义为在规定条件下和规定时间内，产品寿命总时间与故障产品总数之比。
¾MTTF的长短，通常与使用周期中的产品有关，其中不包括老化失效。
2)MTTR（Mean Time to Repair，平均修复时间）¾在规定条件下和规定时间内，产品在任一规定的维修级别上，修复性维修总时间与在该级别上被修复产品故障总数之比。
¾简单说就是排除故障所需实际直接维修时间的平均值（不包括维修保障的延误时间，例如等待备件等），其观测值是修复时间总和与修复次数之比。
¾当维修时间随机变量M服从指数分布时，MTTR=1/λ。
3)MTBF（Mean Time between Failures，平均故障间隔时间)¾可修复产品可靠性的一个基本参数，定义为在规定条件下和规定时间内，产品寿命总时间与故障总次数之比。
¾定义为失效或维护所需要的平均时间，包括故障时间以及检测和维护设备的时间。
¾对于一个简单的可维护元件，MTBF = MTTF + MTTR。
因为MTTR通常远小于MTTF，所以MTBF近似等于MTTF，通常由MTTF替代。
¾MTBF用于可维护和不可维护的系统。
4.故障模式z大多数产品的故障率h（t）随时间变化的曲线形似浴盆，故将故障率曲线称为浴盆曲线。
z与时间相对应的故障率可以被划分为3个区域：1)早期寿命区¾故障率随时间延长而递减，通常被称为早期损坏率阶段或早期生命区。
¾对于大多数电子元件，这段区间的长度约为10000小时（约1年）。
这段时间的故障通常是因为产品制造过程的缺陷、装配和运输造成的。
2)恒定故障率区：特点是产品复合部件的固有故障率，在这个区域故障随时间随机出现。
3)磨损区：特点是随时间递增的故障率。
z 恒定故障率 浴盆曲线的第二个区域显示了恒定故障率，设λ为恒定故障率，则t e t R λ−=)( ; t e t f λλ−=)( ; t e t F λ−−=1)( ; λ=)(t h下图显示了F(t)、f(t)和h(t)的曲线，R(t)曲线的图形与f(t)曲线的图形相似。
z 降低或提高故障率1) 普通故障率模型的第一和第三区间可以被时间相关故障率函数描述。
2) 威布尔故障率是应用最广泛的这两个区间的故障率模型，表达形式为：1)(−=γθγt t h 。
¾ 这里γ和θ是威布尔分布的形状和比例参数。
¾ 当γ=1时威布尔风险函数变为常数；当γ=2时风险函数相对时间是线性的，概率密度函数变为瑞利分布；γ=3.43927时威布尔分布接近标准分布。
3) 威布尔分布的可靠性函数R(t)和概率密度函数f(t)分别为：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==−−−t t e t t f e t R θγγθγθγ1)()( 4) 图8.8和8.9显示了威布尔故障模型对于描述递增、递减和恒定故障率的应用：5) 其他概率分布也可以用于恰当的描述故障时间，包括γ、β、对数逻辑、对数正态、极小值和正态分布。
z 平均故障寿命和平均残余寿命1) 平均故障寿命和平均残余寿命是两种重要的可靠性度量指标。
2) 平均故障寿命（MTTF ）：也称平均故障前时间，不能与平均故障间隔时间（MTBF ）相混淆。
¾ 当系统不可修复时，MTTF 即平均寿命；¾ 当系统为可修复时，连续两次故障间的预期时间称为MTBF ，且MTBF = MTTF 。
3) 考虑n 个相同不可修复系统并观察其无故障工作时间，假设观察到的无故障工作时间分别为t 1、t 2……t n ，则平均故障寿命等于平均故障前时间 ∑==n i i t n MTTF 11 4) 对于恒定故障率，λ1=MTTF 5. 系统可靠性z 串联系统1) 典型的串联系统由n 个顺序相连的部件（或子系统）组成，任何一个部件的故障都会导致整个系统的故障。
2) 系统的可靠性是其各部件可靠性的乘积，可以表示为：R= P(x 1) P(x 2) …P(x n )。
这里P(x i )是部件x i 的可靠性，且假设这些部件是独立的，即一个部件的退化并不影响其他部件的故障率。
3) 一个串联系统的可靠性比其“最薄弱”的部件还要低。
z 并联系统1) 一个并行系统的可靠性可以估计为：)()...()(121n x P x P x P R −=。
如果组件是相同的，则系统的可靠性变为：np R )1(1−−=，这里p 是一个组件的可靠性。
2) 并联系统被看作是一个冗余系统。
z 复杂系统1) 系统的设计包括串联和并联子系统的组合。
2) 有些时候系统设计要求系统n 个功能单元中至少要有k 个能够正常工作。
3) 复杂系统的可靠性估计通常非常难获得分析结果。
z 冗余系统1) 热备份：所有的单元总是并行运行、平均分担负荷。
2) 冷备份：只有系统正常运行所需最小数目的单元平均分担负荷，而其他单元处于备份状态，只有一个或多个工作单元出现故障时才分担负荷。
3) 温备份：类似热备份，但不是所有单元都平均承担负荷。
主要单元承担超过50%的负荷，其他单元处于一种温备份状态。
当一个主要单元出现故障时，温备份单元就与其他主要单元一起平均分担负荷。
6. 可靠性故障分析和报告z 可靠性方案所依据的数据必须经过采集、检验/确认、分析，并作为设计改进和修改的决策基础使用。
可靠性数据至少必须对关键事件进行仔细评估，比如设计、阶段和程序评估。
z 闭环故障报告和修改系统确保故障不仅被记录和跟踪，而且被深入分析以确定是否需要修改。
如果需要修改，由设计工程师或可靠性评价委员会来决定必须进行什么样的修改。
7.潜在故障模式的识别在系统设计阶段和当系统运行中出现故障时，确定潜在的故障和原因非常重要。
实现方式是通过识别故障原因，并开发适当的降低其影响的方法来消除关键故障。
对识别潜在故障有效的方法有：故障模式和影响分析（FMEA）、故障模式影响和危害性分析（FMECA）、环境压力屏蔽（ESS）和故障树分析（FTA）。
z环境压力屏蔽（ESS）1)ESS是一种通过对硬件施加环境压力，促使初始缺陷变为可检测故障的方法，主要用于系统和子系统层次的加速老化。
2)这种方法在硬件的最低实际水平应用时最有效，当用在零件水平时经常称其为老化。
3)ESS最常用的环境是温度周期变化和随机振动。
其他环境（冲击、海拔、湿度等）可以根据产品类型和预期使用环境来选择使用。
4)ESS的两个应用条件：¾不能超出产品的设计极限；¾在硬件的低层次施加更苛刻的环境，使故障在较低层次替换或修复。
5)环境科学学院的电子硬件环境压力屏蔽（ESSEH）委员会做出如下建议：¾对于电子产品热循环的最优次数是10次；¾随机振动是一种比正弦振动更有效的屏蔽；¾首选随机振动轮廓是NA VMAT轮廓，适用于从20~2000Hz的频谱，整体加速度可达6g。
6)在ESS过程中进行基线试验和分析来确定最优屏蔽参数是很重要的，此外ESS还用于确定故障和维修以及改进活动。
z故障树分析（FTA）1)FTA是一种分析复杂系统的技术，用来确定潜在的故障模式和故障出现的概率。
2)这种技术是Bell实验室的H.A.Watson在分析民兵弹道导弹发射控制系统时开发的。
3)建立故障树需要采取以下步骤：¾定义所研究系统的故障事件（故障树的顶事件）¾彻底理解系统和它的预期应用¾获得预定义系统故障的原因，对故障进行分析以确定故障关系¾构建输入故障事件间逻辑关系的故障树4)如果故障树事件是无冗余的，要获得顶事件的定量结果就必须对基本事件设定故障概率，以及无效性比率、故障率和返修率。
5)故障树分析要求构建能够用符号代表系统条件的故障树简图，这些符号包括与门、或门、基本故障事件和优先与门。
6)故障树可以从质量或数量上进行评价。
¾质量评价决定了最小割集（导致系统故障分量的最小数目），其结果是关键部件的一个集合；¾定量评价可以对每个分量或事件利用故障数据进行分析，其结果是故障树顶事件发生的概率。
8. 维修性z 维修性被定义为一个故障系统在一个特定时间内回复到正常运行状态下的可能性。
z 对于可修复系统，定义的可靠性度量方法包括：系统可用性（瞬时可用时间和平均可用时间、工作可用性和实际可用性）、平均故障修理时间和维修性。
z 对于所有这些定义有一个共同点：系统一旦出现故障就进行维修或替换。
