第二章 产品可靠性及其度量指标.ppt

第二章 产品可靠性及其度量指标.ppt第二章产品可靠性及其度量指标
主要内容:
产品设计中的可靠性问题及可靠性基本概念
产品质量与可靠性
可靠性问题的统计描述和表达
统计学参数
产品可靠性指标及可靠性程序设计
第3部分:可靠性设计
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第二章产品可靠性及其度量指标
一、产品设计中的可靠性问题及可靠性基本概念
从可靠性的角度,机械设计所涉及的产品可分为三类:
本质上可靠的零件
本质上不可靠的零件
由很多零件和界面组成的系统
在强度和应力之间的裕度很高,且在实际的寿命期内不耗损的零件。如:几乎全部电子器件、不运动的机械零部件和正确的软件。
设计裕量低或者不断耗损的零件。如:齿轮、轴承等易损件。
像汽车、飞机等,存在很多失效的可能性
第3部分:可靠性设计
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第二章产品可靠性及其度量指标
一、产品设计中的可靠性问题及可靠性基本概念
从全寿命周期角度考查产品可靠性问题,其基本特征为:
失效主要是由人(设计者、供应者、装配者、用户、维护者)造成的
可靠性(以及质量)不是通过彼此独立的几个专家就能有效地保证的。防止失效是全体人员共同有效工作的成果。
对于防止失效的程度而言,不存在极限。人们可以设计并且制造出可靠性越来越高的产品。
因此,可靠性的保证基本上是一项管理任务,为防止产生失效,应保证选用合适的人、技能、团队和其他资源。
第3部分:可靠性设计
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第二章产品可靠性及其度量指标
一、产品设计中的可靠性问题及可靠性基本概念
第一章所提出的可靠性定义只是一个一般的定性定义,并没有给出任何数量的表示,而在产品可靠性的设计、制造、实验和管理等多个阶段中都需要“量”的概念。
只有将其量化,才能对各种产品的可靠性提出明确的要求,即产品的各类可靠性指标。
根据可靠性指标,就可以在产品规划、设计和制造产品时根据可靠性理论,预测和分配它们的可靠性,在产品研制出来后,才可按一定的可靠性试验方法鉴定它们的可靠性或者比较各种产品的可靠性。
度量、评定可靠性的常用指标有可靠度、累计失效概率、失效率、平均寿命、可靠寿命、维修度和有效度等。
第3部分:可靠性设计
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第二章产品可靠性及其度量指标
二、产品质量与可靠性
产品质量是产品满足使用要求所具备的固有属性,其中既包括功能指标,也包括可靠性指标。
产品的可靠性指产品在规定的条件下、规定的时间内完成规定功能的能力。
规定的条件不同,产品的可靠性将不同。如,同一台设备在室内、野外(寒带或热带、干燥地区或潮湿地区)、海上、空中等不同的环境条件下工作,其可靠性是不同的。
“规定的时间”是可靠性区别于产品其他质量属性的重要特征,产品的可靠性水平会随着使用或贮存时间的增加而降低。因此,以数学形式表示的可靠性特征量是时间的函数。
这里的时间概念不限于一般的时间概念,也可以是产品操作次数、载荷作用次数、运行距离等。
“规定功能”是要明确具体产品的功能是什么,以及怎样才算是完成规定功能。
产品丧失规定功能称为失效,对可修复产品通常也称为故障。
在讨论产品的可靠性时,还应该注意产品的可靠性与成本和利润三者之间的关系。
在满足使用要求的前提下,尽可能保持质量、效率与费用这三个基本目标间的平衡。
产品可靠性设计是指在产品的开发设计阶段将载荷、强度等有关设计量及其影响因素作为随机变量对待,应用可靠性数学理论与方法,使所设计的产品满足预期的可靠性要求。还包括预测设计对象的可靠度、找出并消除薄弱环节、不同设计方案间靠性指标比较等。
第3部分:可靠性设计
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三、可靠性问题的统计描述和表达
1. 直方图和密度函数
各区间中的样本数(失效数)用不同高度的柱状图形来表示,柱的高度或纵坐标值可以是绝对频度(区间中的样本数)或常用的相对频度(区间中的样本数/总样本数)。
用经验密度函f*(t)取代直方图描述失效特征(如右图)。做法是把直方图中柱状图形的中点用直线连接起来表示失效频度与失效时间之间的关系。
如果试验零件的数量不断增加,就可以得到真正的密度函数f(t) 。直方图的轮廓逼近于一条光滑连续曲线。
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三、可靠性问题的统计描述和表达
2. 分布函数和失效概率
如要表示在某个时刻(或区间)之前总共有多少零件失效。这个指标可以用累积频度直方图来表示。
各区间的失效数对失效时间进行累加,就可构成累积频度直方图。
频度直方图:表明的是区域内或某时刻的失效比例。
同密度函数一样,到某时刻的失效数的总和也可用经验分布函数F*(t)来表示。
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三、可靠性问题的统计描述和表达
2. 分布函数和失效概率
分布函数总是从F(t)=0开始,并