可靠性工程

可靠性工程姓名：陈洪根教研室：质量与可靠性工程电话：[phone]E-mail:[e-mail]可靠性工程前言Doctor可靠性工程一.为什么要学习本课程四.本课程教学的目的、内容、要求五.相关参考资源三.本课程的研究对象和任务二.本课程学科的发展历程Doctor一、为什么要学习本课程[e-mail]可靠性工程Why?1、丰田召回事件的思考？2、关于产品保质期（使用寿命）的思考？Doctor一、为什么要学习本课程[e-mail]可靠性工程时间事件直接后果1967.1.27美国“阿波罗1号”飞船在模拟发射过程中起火3名宇航员丧生1986.1.26美国“挑战者”号航天飞机升空74秒后发生爆炸7名宇航员丧生2003.2.1美国“哥伦比亚”号航天飞机在德克萨斯州上空解体7名宇航员丧生表1几个重大的可靠性事故案例Doctor一、为什么要学习本课程[e-mail]可靠性工程结论：可靠性作为产品质量的一个动态指标，对产品的成本、安全、竞争力等具有决定性重要影响。美国人预言：今后只有那些具有高可靠性指标的产品和企业才能在激烈的市场竞争中幸存下来。日本人预言：今后产品竞争的焦点是可靠性。Doctor二、本课程学科的发展历程[e-mail]可靠性工程序号阶段时间范围主要标志性事件1萌芽阶段1940年代美国“真空管研究委员会”成立2创建阶段1950年代美国“电子设备可靠性顾问委员会”成立，并发布了《军用电子设备可靠性》报告；包括我国在内的欧美和日苏相继开始了对可靠性的研究。3全面发展阶段1960年代美国军用标准MIL-STD-785颁布，英、法、日等相继成立了专门的可靠性研究机构。4深入发展阶段1970年代至今美国海军提出了“设计以可靠性第一”的原则，除军用领域，可靠性理论在机械电子、石油化工、核能工程和其它民用产品领域应用广泛。与先进发达国家相比，无论是可靠性理论研究还是实际应用，我国都存在尚大差距，必须加大力度研究。[e-mail]可靠性工程研究任务研究对象研究对象和任务产品的故障、故障发生原因，以及故障消除和预防措施保证产品的可靠性和可用性，延长产品的使用寿命三、本课程的研究对象和任务Doctor四、本课程的教学目标、内容和要求[e-mail]可靠性工程1234可靠性工程中的基本概念和理论系统可靠性模型建立、分析与设计理论和方法可靠性试验、评定理论和技术教学目标可靠性管理的内涵和内容Doctor四、本课程的教学目标、内容和要求[e-mail]可靠性工程课程内容1、可靠性工程基础理论2、系统可靠性模型的建立与分析3、系统可靠性预计与分配4、FMECA和FTA分析5、可靠性试验6、可靠性评估7、可靠性管理1、可靠性定义及相关概念2、可靠性相关数量指标3、常用寿命分布函数1、简单不可修系统可靠性模型建立与分析2、马尔科夫型可修系统的可靠性模型建立与分析3、复杂不可修系统可靠性分析1、系统可靠性预计2、系统可靠性分配1、FMECA方法2、FTA方法3、FMECA和FTA综合法1、可靠性试验概述2、可靠性试验参数估计3、可靠性抽样试验1、单元可靠性评估2、系统可靠性评估1、可靠性管理内涵和内容2、可靠性过程管理3、可靠性数据管理4、可靠性标准化Doctor四、本课程的教学目标、内容和要求[e-mail]可靠性工程考核要求平时：20%考试：80%考勤、课堂表现、案例分析表现等闭卷考试Doctor四、本课程的教学目标、内容和要求[e-mail]可靠性工程认真听课；仔细做笔记；积极参与课堂和案例讨论；认真完成规定作业内容。学习建议及注意事项课程讲授内容与教材不完全一样，考试题依据课堂讲授内容而定。Doctor四、本课程的教学目标、内容和要求[e-mail]可靠性工程关于案例—讲课与案例中教师和学生的角色授课课堂•说者——听者•灌输者—被动接受者案例课堂•组织者-合作者•激励者-互动者•参与者-参与者Doctor四、本课程的教学目标、内容和要求[e-mail]可靠性工程有效案例讨论三步曲•个人准备：就讨论问题自己思考总结，形成个人意见•小组讨论：每小组人数不宜过多（一般不超过6人），发表个人意见，充分交流，形成小组意见•大组讨论：每小组选出一人发表小组意见，提问回答，相互交流。Doctor四、本课程的教学目标、内容和要求[e-mail]可靠性工程有效案例讨论三步曲图示个人准备小组讨论大组讨论时间效果Doctor四、本课程的教学目标、内容和要求[e-mail]可靠性工程本课程案例案例讨论安排共1个案例案例作为课程论文案例讨论结束，各小组发言人代表小组提交书面分析讨论内容，作为课程论文（A4纸1页以上），并记入考核成绩。包括：1）案例名称；2）小组成员和小组发言人；3）案例分析总结；4）提问和回答。Doctor五、教学参考资源[e-mail]可靠性工程金伟娅，《可靠性工程》，化学工业出版社，2005宋保维主编，《系统可靠性设计与分析》，西北工业大学出版社，2000【英】PatrickD.T.O’Connor等著（李莉，王盛开等译），《实用可靠性工程》（第四版），电子工业出版社，2004孙新利，陆长捷编著，《工程可靠性教程》，国防工业出版社，2005高社生、张玲霞编著，《可靠性理论与工程应用》国防工业出版社，2002Doctor五、教学参考资源[e-mail]可靠性工程://www.chinarel.com/第一章可靠性基础理论可靠性定义及相关概念可靠性相关数量指标及表示常用寿命分布函数Doctor可靠性工程Doctor一、可靠性定义及相关基本概念[e-mail]可靠性工程1、可靠性：2、固有可靠性：3、使用可靠性：4、广义可靠性：产品在规定的条件下和时间内完成规定功能的能力。通过设计、制造赋予产品的可靠性。产品在具体使用条件下能够达到的可靠性。产品在其整个寿命周期内完成规定功能的能力。Doctor一、可靠性定义及相关基本概念[e-mail]可靠性工程5、失效：6、可靠性工程：指产品规定功能的丧失。指为了保证产品在设计、生产和使用过程中达到预定的可靠性指标，对产品的失效现象和发生的概率进行统计分析、预测、试验、评估，并在设计、生产制造和维修过程中对产品的可靠性进行预计和分配，在使用过程对产品的可靠性进行控制的综合活动过程。Doctor二、可靠性相关数量指标及表示[e-mail]可靠性工程常用的可靠性相关数量指标故障指标：故障概率密度、故障概率分布、可靠度、故障率寿命指标：平均寿命、可靠寿命、使用寿命、中位寿命、特征寿命维修性指标：维修度、维修密度函数、平均修理时间、修复率有效性及其它指标：有效度、重要度、复杂度[e-mail]可靠性工程概念定义公式表达故障概率密度产品在单位时间间隔内发生失效或故障的比例或频率，用f(t)表示二、可靠性数量指标及表示dttdnNtfN)(1lim)(ttnNtf)(1)(如果N是投用产品总数，△n(t)是时刻t→t+△t时间间隔内产生的故障产品数若N→∞，△t→0，则[e-mail]可靠性工程概念定义公式表达累积故障概率密度产品规定条件和时间内，发生失效或故障的比例或频率，用F(t)表示，构成的函数称为故障概率分布函数。)()(FtTPt如果N是产品投用总数，n(t)是时刻t时间之前产生的故障产品数，则tttdttfdtdttdnNtdnNNtntF000)()(1)(1)()(二、可靠性数量指标及表示[e-mail]可靠性工程tdttftFtTPtR0)(1)(1)()(可靠度概念定义公式表达产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的概率，用R(t)表示1、可修复产品2、不可修复产品NtrNtnNtR)()()(式中：N-开始投用产品总数；n(t)-到t时刻未完成规定功能产品数；r(t)-到t时刻已完成规定功能产品数；二、可靠性数量指标及表示[e-mail]可靠性工程•可靠度函数与故障概率分布函数的性质与的性质如下表所示：)(tR)(tF对偶性非减函数非增函数单调性[0，1][0，1]取值范围)(tR)(tF)(1tF)(1tR二、可靠性数量指标及表示图R(t)、F(t)与f(t)关系tf(t)f(t)F(to)R(to)[e-mail]可靠性工程故障率概念定义公式表达指工作到某时刻尚未失效的产品，在该时刻后单位时间内发生失效的概率。按照上述定义，失效率是在时刻t尚未失效产品在t+△t的单位时间内发生失效的概率)(/)()(/)()|(1lim)(0tRtftRdttdFtTttTtPttt故障率的单位一般采用10-5/h或10-9/h(称10-9/h为1fit)。也可用工作次数、转速、距离等单位表示。二、可靠性数量指标及表示ttNtrts)()()(工程计算：时刻残存品数。所取时间间隔；时间内故障产品数；时刻后，式中：ttNttttrs)()([e-mail]可靠性工程上节课回顾前言可靠性基础理论为什么要学习本课程本课程的发展历程本课程的研究对象和任务本课程的教学目的、内容和要求相关参考资源可靠性定义及相关概念可靠性相关数量指标(部分)[e-mail]可靠性工程二、可靠性数量指标及表示故障率同可靠度和故障概率密度的关系故障率、可靠度、故障概率密度都是产品可靠性常用数量特征指标。故障率越高，产品可靠性越低；可靠度越低，产品可靠性越低；故障概率密度越小，可靠性越低。故障率同故障概率密度和可靠度都有关系，但并非简单的直线关系，而是受两者综合影响。[e-mail]可靠性工程二、可靠性数量指标及表示例1-1：今有某零件100个，已工作了6年，工作满5年时共有3个失效，工作满6年时共有6个失效，工作满7年时有10个失效。试计算这批零件工作满5年时以及满6年时的可靠度和失效率。（失效率单位：/年）[e-mail]可靠性工程二、可靠性数量指标及表示解：年）（年）（个，则年时满个，年时间内，满五年时在未来；年时，满年时，有失效产品个数满由题意得：产品总数/04255.016100610)]6([)6()6(/0309.01310036)]5([)5()5(94.01006100)6()6(97.01003100)5()5(4610)6(6336)5(16)6(6,3)5(5,100tnNrtnNrNnNRNnNRrrtnnN[e-mail]可靠性工程二、可靠性数量指标及表示例1-2：今有200个产品投入使用，在t=100h前有2个发生故障，在100-105h之间有一个发生故障。试计算这批产品工作满100h时的故障概率密度和故障率。若t=1000h前有51个产品发生故障，而在1000-1005h内有1个发生故障。试计算这批产品工作满1000h时的故障概率密度和故障率。[e-mail]可靠性工程二、可靠性数量指标及表示解：74515)51200(1)]100([)1000(1000152001)1000()2(99015)2200(1)]100([)100(1000152001)100(1tnNrtNrf