质量可靠性理论与技术

统计学中的生存分析和可靠性理论生存分析和可靠性理论是统计学中的两个重要概念，它们在研究事件发生的概率和持续时间上起着关键作用。

本文将介绍生存分析和可靠性理论的基本概念、应用领域以及相关统计方法，以及它们在实际问题中的应用。

一、生存分析生存分析是一种用来研究事件发生概率和持续时间的统计方法。

该方法主要用于分析个体在给定时间内发生某一事件的概率，例如疾病的发病率、产品的失效率等。

生存分析通常涉及到“生存函数”（Survival Function）和“风险函数”（Hazard Function）的计算和分析。

生存函数描述了个体在给定时间范围内存活下来的概率。

它通常用累积分布函数（Cumulative Distribution Function）来表示，记作S(t)，其中t表示给定的时间点。

生存函数的数值范围为0到1，一般来说，随着时间的推移，生存函数的数值会逐渐减小。

风险函数描述了在给定时间点发生事件的概率。

它表示在给定时间点t发生事件的概率密度函数，记作h(t)。

如果事件的发生概率随着时间的推移而递增，那么风险函数的数值也会逐渐增加。

生存分析常用的统计方法包括“Kapla n-Meier生存估计法”（Kaplan-Meier Estimator）和“Cox比例风险模型”（Cox Proportional Hazards Model）。

Kaplan-Meier生存估计法用于估计给定时间范围内生存函数的数值，可以考虑到“截尾数据”（Censored Data）的影响。

Cox比例风险模型则用于研究因素对生存时间的影响，可以考虑到多个协变量的影响。

二、可靠性理论可靠性理论是一种用来研究产品、系统或者设备失效概率和寿命分布的统计方法。

该方法主要关注于评估和优化系统的可靠性，以提供合理的决策依据。

在可靠性理论中，通常使用“可靠度函数”（Reliability Function）和“失效率函数”（Failure Rate Function）来描述产品或系统的性能。

可靠性理论是以产品寿命特征为主要研究对象的一门综合性和边缘性科学，它涉及到基础科学、技术科学和管理科学的许多领域。

对于结构可靠性这一学科，从其诞生到现在已经有了长足的发展：从基于概率论的随机可靠性到基于模糊理论的模糊可靠性以及近年来提出的非概率可靠性，使得这一理论日臻丰富和完善，并深入渗透到各个学科和领域。

它的应用完善了传统的设计理论，极大地提升了结构和产品的质量，因此一直受到国内外学者的关注。

可靠性理论在其发展过程中主要经历了五个时期：（1）萌芽期可靠性理论早在十九世纪30～40年代已发展起来了。

十七世纪初期由伽利略、高斯、泊淞、拉普拉斯等人逐步建立了概率论，奠定了可靠性工程的主要理论基础。

十九世纪初布尔尼可夫斯基主编出版了一本概率论教程，同时他的学生马尔可夫建立了随机过程理论和大数定律，成为了维修性的理论基础。

1939年瑞典专家威布尔提出了描述材料疲劳强度的威布尔分布。

可靠性研究萌芽于飞机失事事件，1939年美国航空委员会出版的《适航性统计学注释》中，提出飞机事故率不应超过105 ／h。

这里讲的事故率只是未能沿用可靠度的定义而已。

（2）摇篮期50年代的电子管事件揭开了可靠性研究的序幕。

50年代电子真空管的故障率增长迅速。

使电子技术进步与失效间的矛盾十分突出。

例如1941～1945年第二次世界大战期间，美国空军运往远东的机载电子设备在到达时就有60%已经失效，轰炸机的MTBF（无故障时间）不超过20小时。

另外，1945年12月美国制成的第一台电子管计算机，整个计算机共有18000只电子管。

但是，平均每33分钟就有一只失效。

与此同时，1943年德国火箭专家R.Lusser第一次用概率乘法法则定量算出了V-2火箭诱导装置的可靠度R的值为0.75。

第二次世界大战结束以后，美国国防部总结战争教训，提出了一个全新的问题——可靠性，并下令军队有关部门在今后的采购中只选择有可靠性指标的军需品。

（3）奠基期60年代，美国成为可靠性发展最早的国家。

• 故障树分析法是利用故 障树确定系统故障原因 的各种可能组合方式或 其发生概率，以便计算 系统故障概率，并采取 相应的纠正措施，以提 高系统可靠性的一种设 计分析方法。通常称FTA 法 (Fault Tree Analysis)。
开关 电源
电路开关合上后马达 不转
电机 (马达
)
马
开关合上后无电 源
生原因的底事件。用圆形符号表示。 ②未探明事件或省略事件 表示因事件概率很小，暂
时不必或暂时不能探究的底事件，用菱形表示，
顶事件或
基本事件 省略事件 中间事件
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2)结果事件 它是故障树分析中由其它事件或事 件组合所导致的事件，它位于逻辑门的输出端， 其符号为矩形，因而也称矩形事件。结果事件也 可分为顶事件和中间事件。
可 靠 性理论
第4章 故障与故障树分析
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4·1 故障的概念
4.1.1故障与失效的区别
在通常情况下，“失效”针对不可修产 品，而 “故障”则针对可维修产品。汽车 属于可维修产品，所以更多地使用“故障” 这一术语。
（在可靠性研究中，故障和失效这两个术语常常混用。产品 在规定的条件下，丧失规定的功能，就称为失效。一般地讲， 对可修复产品的失效，通常也称故障。在一定意义上说，失效 与故障，具有同等概念，都指丧失规定功能，等待修复或报 废。)
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1.什么是传统机械按键设计？
传统的机械按键设计是需要手动按压按键触动PCBA上的开关按键来实现功 能的一种设计方式。
传统机械按键结构层图：
按键
PCBA
开关键
传统机械按键设计要点：
1.合理的选择按键的类型，尽量选择 平头类的按键，以防按键下陷。
2.开关按键和塑胶按键设计间隙建议 留0.05~0.1mm，以防按键死键。 3.要考虑成型工艺，合理计算累积公 差，以防按键手感不良。

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二、质量与可靠性工程专业知识与技能：毕业生应获得以下几个方面的知识和能力：1.有与飞行器设计相关的，包括固体力学、流体力学、飞行力学、机构设计、总体设计、飞行器气动力估算、外形设计、结构强度设计和实验力学、飞机维修等根本理论和根本知识；2.具有飞行器设计的根本技能，掌握本专业指定专业方向必需的计算、测试、试验和开发软件能力；3.熟悉本专业领域的方针、政策和法规；4.了解本专业领域的.理论前沿、应用前景和开展动态；5.掌握文献检索、资料查询根本方法，具有一定的科学研究和实际工作能力，具有较强的创新意识和较高的综合素质。

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