可靠性工程基本概念整理

可靠性工程在制造业中的应用一、引言可靠性工程是制造业中的一项重要技术，它对于确保产品质量、提高生产效率、降低生产成本具有重要意义。

本文将从可靠性工程的基本概念、应用场景以及其在制造业中的应用等方面进行探讨。

二、可靠性工程的基本概念可靠性工程是指在产品的设计、生产、使用和维护过程中，通过科学的方法和技术手段，分析和评价产品的可靠性，找出产品在设计和制造等过程中的缺陷，以便优化产品设计和制造工艺，从而提高产品的可靠性和质量。

三、可靠性工程的应用场景（一）产品设计阶段在产品设计阶段采用可靠性工程的方法，可以从根本上改变产品的可靠性和质量。

如，设定产品的工作环境、使用寿命及目标寿命等指标，确定产品的质量特性参数，进行可靠性分析和可靠度优化，增强产品在使用过程中的可靠性。

（二）制造过程中在制造过程中使用可靠性工程技术来评估关键设备或工艺的可靠性并进行可靠性改进，以提高生产效率和产品质量。

如，结合生产过程的实际情况，根据产品的需求、实施合理的过程控制和管理等，有效控制产品的良率。

（三）现场维护阶段采用可靠性工程技术进行现场维护，可以快速准确地发现设备故障隐患，及时进行修复，以避免故障对生产带来的影响。

如，运用生产过程数据进行实时监测和分析，通过故障诊断、预测和预防等方法，提高设备的可靠性和稳定性。

四、可靠性工程在制造业中的应用（一）改善产品质量制造业中，将可靠性工程技术引入产品设计、工艺流程和质量控制等环节，能够对产品的功能、操作、安全等方面进行评估和改进，提高产品的质量，降低质量问题带来的成本和风险。

（二）提高生产效率通过分析生产过程和设备运行数据，进行系统的质量控制和优化，减少由于质量问题引起的生产线停机率，优化生产设备的维修计划和维修方法，从而提高生产效率和降低生产成本。

（三）促进产品的长期发展随着生产技术和制造流程的不断升级和改进，企业必须采用可靠性工程技术来解决新的问题，以满足客户对产品质量、可靠性和安全性等要求。

可靠性工程基本理论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）是指产品在规定条件下，在规定时间内，完成规定功能的概率。

可靠度用字母R表示，它的取值范围为0≤R≤1。

因此，常用百分数表示。

若将产品在规定的条件下，在规定时间内丧失规定功能的概率记为F，则R=1－F。

其中F称为失效概率，亦称不可靠度。

设有N个产品，在规定的条件下，在规定的时间内，有n个产品失效，则F=n/NR=(N-n)/N=1－F可靠度与时间有关，如100个日光灯管，使用一年和使用两年，其损坏的数量是不同的，失效率和可靠度也都不同。

所以可靠度是时间的函数，记成R（t），称为可靠度函数。

图5-1是可靠度函数R（t）和失效概率F（t）变化曲线。

图5-1可靠度3失效率（Failurerate）失效率是指工作到某一时刻尚未失效的产品，在该时该后，单位时间内发生失效的概率。

在极值理论中，失效率称为“强度函数”；在经济学中，称它的倒数为“密尔（Mill）率”；在人寿保险事故中，称它为“死亡率强度”。

失效率是衡量产品在单位时间内失效次数的数量指标；它也是描述产品在单位时间内失效的可能性。

可靠性工程基本理论可靠性工程是一种工程学科，主要涉及如何对产品和系统的可靠性进行评估、设计和管理等。

可靠性工程的基本理论包括可靠性的定义、可靠性的特征、可靠性的评估方法、可靠性的设计原则和可靠性预测方法等。

1. 可靠性的定义可靠性是指产品或系统在规定条件下保持正常运行的能力。

从概率学的角度来看，可靠性是指产品或系统在规定时间内不出现故障的概率。

具体来说，可靠性可以用以下公式来表示：可靠性= (正常运行时间)/(正常运行时间+故障时间)2. 可靠性的特征可靠性具有以下几个特征：（1）可度量性：可靠性可以通过概率和统计方法进行量化和评估。

（2）时效性：产品或系统的可靠性是随着时间变化的，需要及时进行检测和更新。

（3）风险性：可靠性与风险直接相关，风险越高，可靠性要求越高。

（4）系统性：可靠性需要从整个系统的角度考虑，而非单个组成部分的可靠性。

3. 可靠性的评估方法可靠性评估方法主要包括故障模式和效应分析（FMEA）、故障树分析（FTA）、可靠性增长法（RAM）和可靠性试验等。

（1）故障模式和效应分析（FMEA）是一种从设计阶段就开始进行的预防性可靠性评估方法。

其主要思想是通过对每个零部件的故障模式和故障后果进行识别、分类和评估，推断出产品或系统的可靠性并采取相应的预防措施。

（2）故障树分析（FTA）是一种基于逻辑的可靠性评估方法。

它将故障模式和事件之间的因果关系表示为一棵树状结构，通过逐层分析和推断出故障的原因，进而评估产品或系统的可靠性。

（3）可靠性增长法（RAM）是一种逐步提高产品或系统可靠性的方法。

通过在产品或系统的使用过程中收集和分析故障数据，以修正设计和制造过程中不足之处，最终提高产品或系统的可靠性。

（4）可靠性试验是通过对样品进行一系列可靠性测试，从而评估产品或系统的可靠性。

常见的可靠性试验方法包括加速寿命试验、高温试验、低温试验、振动试验、冲击试验等。

4.可靠性的设计原则可靠性的设计原则包括下列几个方面：（1）原则上应对可能引起故障的所有因素（如环境因素）进行评估和控制。

可靠性工程基本理论引言在现代工程领域中，可靠性是一个非常重要的概念。

可靠性的定义是指一个系统在一定时间内能够正常运行的概率。

为确保系统的可靠性，可靠性工程的理论和方法在许多领域内得到了广泛的应用。

本文将介绍可靠性工程的基本理论。

可靠性在讲解可靠性工程之前，我们需要先了解什么是可靠性。

可靠性是指一个系统在一定时间内能够正常运行的概率。

可靠性是通过一些统计方法和数学模型来计算的，其计算结果可以用可靠性曲线来表示。

可靠性曲线描述了系统在一定时间内能够正常运行的概率随时间的变化情况。

可靠性曲线通常可以分为三个阶段：启动期、寿命期和衰期。

启动期是指系统刚开始运行时，其可靠性较低。

寿命期是指系统运行过程中的稳定期，系统的可靠性比较高。

衰期是指系统即将达到设计寿命时，其可靠性开始逐渐降低。

为提高系统的可靠性，我们需要采取一些措施，如增加备用部件、使用高质量材料、提高制造工艺、增加维护保养等等。

通过这些措施，可以使系统的寿命期更长，同时减少衰期出现的概率。

可靠性分析可靠性分析是指通过对系统的结构和运行过程进行分析，确定系统的故障模式和影响因素，进而选择适当的维护保养策略，不断提高系统的可靠性。

可靠性分析一般包括以下几个方面：故障模式及其原因分析故障模式及其原因分析是可靠性分析的重要组成部分。

它是通过对系统的故障情况进行分析，找出故障模式及其原因，以确定系统的关键故障因素，从而采取相应的维护保养措施。

维护保养策略分析维护保养策略分析是指根据系统的故障模式及其原因分析结果，选择适当的维护保养方式和维护周期，从而延长系统的使用寿命，提高系统的可靠性。

维护保养策略的选择需要综合考虑系统的运行情况、故障严重程度、维修难度和成本等因素。

可靠度评估可靠度评估是指通过对系统的结构设计、材料工艺、运行管理等方面进行定量分析，来确定系统的可靠性，并根据评估结果制定相应的改进措施。

可靠度评估需要进行可靠性指标的计算，如可靠度、失效率、可维修性等指标。

可靠性工程的基本概念与模型可靠性工程是一门应用工程学科，旨在提高产品、系统或服务的可靠性。

通过运用可靠性工程的原则和方法，可以降低故障率、延长使用寿命、提高性能稳定性，从而满足人们对产品可靠性的需求。

本文将介绍可靠性工程的基本概念和常用模型，帮助读者理解和应用可靠性工程。

一、可靠性工程的基本概念1.1 可靠性可靠性是产品或系统在特定环境下连续正常运行的能力。

它可以用概率来表示，通常以失效率来度量，即单位时间内发生失效的概率。

可靠性的增加可以提高产品的性能稳定性，减少故障对用户的影响。

1.2 故障故障是指产品或系统在特定条件下出现的不符合预期的功能、性能或质量的现象。

故障分为软故障和硬故障，软故障通常可以通过重启或软件升级来解决，而硬故障需要更换硬件部件或进行专业修复。

1.3 可靠性评估可靠性评估是可靠性工程的核心内容，旨在对产品或系统的可靠性进行量化分析。

通过搜集故障数据、运用统计学方法，可以计算出可靠性参数，如失效率、平均无故障时间等，从而为产品设计、改进和维护提供依据。

2.1 故障模式与失效分析（FMEA）故障模式与失效分析是一种常用的可靠性分析方法，通过识别产品或系统可能的故障模式和失效原因，评估其潜在风险和影响程度，从而采取相应的改进措施。

FMEA可以在设计阶段发现和解决潜在问题，提高产品的可靠性。

2.2 信赖度增长模型（RGA）信赖度增长模型是一种常用的可靠性增长预测方法，通过收集产品的实际寿命数据，对其进行分析和建模，预测未来产品的信赖度增长趋势。

RGA模型可以帮助制定产品维护策略、预防性维修计划，提高产品的可靠性和维修效率。

2.3 加速寿命试验（ALT）加速寿命试验是一种常用的可靠性验证方法，通过对产品在加速条件下的寿命试验，推断其在正常使用条件下的可靠性性能。

ALT模型可以帮助评估产品的可靠性指标，优化产品设计和制造工艺，提前发现潜在问题。

2.4 保障时间分析（MTA）保障时间分析是一种常用的系统可靠性分析方法，通过识别系统各个组成部件的失效模式和失效率，计算出系统的平均无故障时间（MTBF）、平均修复时间（MTTR）等指标。

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。

可靠性设计复习题集可靠性设计复习题集一、基本概念1、什么是可靠性工程？决定产品的可靠性由哪些因素？2、什么是可靠性？什么是可靠度？3、可靠性分哪几类？4、产品与可靠性由什么关系？5、产品的安全性与可靠性有什么关系？6、度量可靠性有哪些指标？7、什么是累积失效概率？它与可靠性有什么关系？8、什么是失效率？它与累积失效概率有什么关系？一般应用在那些产品？其单位是什么？9、什么是“浴盆曲线”？10、什么是平均寿命？什么是可靠性寿命？MTTF与MTBF有何区别？11、可靠性工程研究的内容是什么？基本任务是什么？12、什么是随机事件？该事件之间有哪些运算？13、随机变量的特征是什么？其均值和方差如何获得？14、概率运算的基本法则有哪些？它们的运算公式和含义是什么？15、什么是离散型随机变量和连续型随机变量？其分布指什么？16、可靠性工程中常用哪几种概率分布？17、二项分布、正态分布、对数正态分布、指数分布及威布尔分布的函数表达式和参数如何表示？18、什么是系统可靠性设计？19、可靠性指标的确定原则是什么？20、什么是可靠性预测？有什么目的和意义？21、元件可靠性预测有哪些方法？22、什么是电子元器件应力分析法？数学表达式含义是什么？23、什么是逻辑图？它与系统的装配关系有什么联系？24、结构的串、并联与逻辑的串、并联有何关系？25、串、并联系统可靠度的计算有何不同？分别对机电系统总的可靠度有何影响？26、什么是热、冷储备系统？如何计算其组成的可靠度？27、混联系统可靠度的计算步骤是什么？28、什么是表决系统？它的可靠度与串、并联系统相比有什么特点？29、布尔真值表法（状态枚举法）的基本原理是什么？应用时有什么特点？30、界限法的基本原理是什么？与数学模型法相比有什么特点？31、什么是相似法？其适合什么样的产品可靠性的预测？32、相似设备法和相似电路法原理有什么区别？利用数学模型说明。

33、元器件计数法的基本原理是什么？利用数学模型说明。