可靠性与系统工程

可靠性简介RMSIntroduction

onReliability任武越开篇的话“设备制造与服务管理方法“高可靠易维修好保障Reliability

MaintainabilitySupportability五项基本原则①质量优先②持续改进④运行保障优先一些概念质量管理可靠性简介可靠性参数和指标可靠性开展流程可靠性要求、分配、预计可靠性设计方法可靠性试验目录

CONTENTS质夺量特集性R芹M慨S专用通用经济性时间性适应性可靠性Reliability维修性Maintainability保障性Supportability测试性Testability安全性Safety效能权衡寿命周期费用系宪统由污相遍互治联庸系踏、蚀相劳互适作垃用吴的洪多若要衫素倾结舅合壶而父成源的汪具楼有仍特俘定根功礼能怪的滴统未一表体公描司皇家重庭社披团毛党姨校社甘会愉生商态巡寿圈集合性相关性层次性整体性涌现性目的性环境适应性工扰程组资织壤管永理翼系乒统质的傲技慕术规各划筋、距研建究池、方设泻计棉、鼠制饥造荒、售试漠验盛和尼使拼用工磁程工艘程孤项祝目探，雪对枯象阳系祸统则的婶实股现或陕实饶施些项隙目等的逐结诉果可舍靠积性杯是设箱计出基来掉的尽，杨也病是管竞理出喷来肆的人瞒员难比吸例航词空姥航军天可驻靠柄性记中翠心总体所承制单位可郊靠醉性马准通则可低靠态性负分研配可锯靠冬性验狼收…枯…可跑靠兆性泻设虫计可厅靠棚性欺预间计可邪靠富性素试飘验…戒…可靠性人员设计人员11~5∞其绝他寿设命周致期诉费墨用运霸输零费刘用运锅行斑费欣用训郊练如费湖用备疗件笋费同用技雾术授数促据费洗用退打役撤费混用维闭护刑费址用L该i昏f籍e呼C倍y屋c峰l梁e圈C课o扯s只t生产费用研制费用方案定义工程研制生产部署退役使用保障现下代瓶系差统孝思肆想的决转垄变市家场殖牵邪引恭，用维户谜需洗求初伶期虽综饭合票系残统火性慕能特取性艇与专庆门茶特敞性研叹制初腔期牲投陡入群较恩多泊，蓬研赤制美后植期投拳入掉较活少，情所笑需档总堂投隐入较群少研伪制献初好期销更智改确较泛多园，阔研苗制缺后慌期更运改许较途少，薪更识改党代否价君较蒙小满槽足理用倦户贞需壁求幕，狂质桃量逼稳驾定振性好主篮动处寻现找土故呜障偷、揉预抵防生故而障发杂生低功成滴本坊、允高嚼质香量背、沈适妻销湖对皆路现阔代勒系样统治思既想传转统矩设川计晒思伸想工榨程夸师动及舒领芒导崭者罚的意抬见重篇视滑性述能，膏忽踏视焰系赴统衫综益合研玩制骆初妻期永投挎入说较配少啊，索研散制滴后纪期姥投愁入何较钥多势，所市需总遣投做入较擦多初气期更何改仓较斜少，遍后针期更挣改歇较展多异，会蹈出逃现局倡部零甚计至零全景局产重物新脖设爱计坡，崖更封改爪代受价较漆大满笋足唉验凳收地标轧准党，截质该量国波翼动早性大被顶动侍等屿待绪、衰解候决乞故锐障问寒题很兰难雾全走部规满籍足钳用垫户祥需矿求就，纳可事能配会乡丰产窃生浆合抗格的稿“阻废附品赚”产疼品麻定寨位系盛统明综数合工声作旧量更妨改稻次汽数设称计菠评变价工物作丛态安度经肯济脱效志益质该量管搜理[1]R证M蒜S质柔量待管旁理驶体线系文页件《中钞长城通用质量管理准则》《中钞长城可靠性分析与设计通用准则》《中钞长城维修性分析与设计通用准则》《中钞长城安全性分析与设计通用准则》《中钞长城软件可靠性分析与设计通用准则》《中钞长城可靠性与寿命试验指南》《中钞长城保障性分析与设计通用准则》公样司锯质派量枪管光理暑制性度项便目苹质挎量午管跃理然制讯度《XX项目可靠性设计要求》《XX项目可靠性分析要求》《XX项目安全性分析要求》《XX项目安全性分析要求》……《XX项目可靠性参数与指标要求》质肌量士管妙理流仁程需求调查需求向技术方案的转换需求向参数指标的转换技术方案与参数指标的权衡质量功能展开方案设计RMS定性要求准则RMS定量要求准则RMS指标分配其他指标分配可靠性分配维修性分配可靠性建模设计RMS分析技术RMS指标分配通用设计要求专用设计要求可靠性分配维修性分配可靠性建模可靠性分析可靠性仿真可靠性试验……生产设计与工艺的一致性使用故障统计维修记录可靠性数据分析可趣靠锣性简见介[2]R旺M宋S可拌靠密性可懒靠涨性在雀规光定居条勒件舱下蒙和拍规艘定处时膛间铜内崇，贴完直成灭规劣定泄功位能继的押能兽力担。规胃定倾条肿件使冠用绑时烤的吗环摊境宵条施件彩和终工犬作拨条厦件使母用时霉的腥盈醉利放条痛件维侵护方肥法储菊存时吼的宪储羽存罪条网件规祸定玻时燥间任迎务萝和景非任加务盈时王间规轧定功炎能必持须具碎备壳的逝功吩能之及抱其设技添术少指猜标解韵析仿愧真试智验可酸靠抢性分厅类规勇定等条驶件规锻定时究间无怀故葱障工葬作缝的塑能金力反局映产下品构对鹊维机修贞资素源伶的室要军求所估有折寿遮命励单裹位秃和信关往联哲故仗障任务可靠性基本可靠性规定功能用户费用规劲定雹的客任指务扭剖下面规巧定州功拾能乌的果能址力影璃响惭任尸务堂完材成岭的假故序障承制方设计和制造赋予理想的使用保障条件固有可靠性和使用可靠性使用方实际环境设计、制造、使用、环境等因素的综合影响可责靠怪性参地数缎指增标[3]R混M演S可愤靠佣度在蹄规易定吃的终条熔件辛下拉和揭规耍定士的惹时察间抵内毁，待完塑成棒规绝定父功嗓能养的概率

累积故障概率

故障密度函数f(t)f(t)tF(t0)R(t0)t0可匪靠骑度在宣规技定具的叶条边件别下泉和堵规冈定板的替时伙间睛内掘，臭完姑成台规袭定叨功萝能绍的概率

故障率工作到某时刻未故障的产品，在该时刻后单位时间内发生故障的概率早期故障偶然故障耗损故障维修后使用寿命

t质位量奥管城理消六颈西继格抵玛σ1234566900003080006680062102303.4可榜靠堤度在阻规病定牛的当条财件扶下气和辞规忙定阀的指时馋间振内喘，播完鱼成骡规筒定丽功娘能员的概率

平均故障前时间MeanTimeToFailureN0个产品一次故障

平均故障间隔时间MeanTimeBetweenFailures一个产品N0次故障完乔全嫂修迟复可他靠宾性棍参士数分姥类任务可靠性基本可靠性规定功能用户费用平均故障间隔时间MTBF平均维修间隔时间MTBM平均拆卸间隔时间MTBR千行代码缺陷率……成功概率平均严重故障间隔时间误废率、漏废率每分钟检测量……战备完好性任务成功性维修人力费用保障资源费用合同参数使用参数可些靠寄性管即理取流忆程[4]R榜M剃S4321分无析流雄程R秩M豪S论证阶段方案阶段初步设计详细设计分研析流盼程1234R丘M犁S论纷证旺阶惩段方案阶段分闯析流后程1234R叼M幸S论份证扛阶装段方担案床阶哀段分节析流象程1234R挎M索S论教证评阶导段方探案祸阶抄段初步设计分念析流枪程1234R风M茄S论蚊证失阶恐段方畅案浊阶锣段初朋步锻设虚计详细设计可屠靠弃性要栽求盏、农分鲁配毙、淘预盛计[5]R盲M史S可纯靠宁性定什性酿要乔求设兵计天要舌求RMS论证阶段方案阶段工程研制阶段生产阶段使用阶段指定贯彻可靠性设计准则简化设计余度设计降额设计制定实施元器件大纲确定关键件和重要件……分执析要乳求功能危险分析（FHA）故障模式影响及危害性分析（FMECA）故障树分析（FTA）区域安全性分析（ZSA）……可郑靠践性定箭量补要任求R口M州S论吓证矩阶路段方吉案律阶肢段工性程缴研渗制怒阶秆段生阔产违阶魔段使抖用阶域段任级务奖成盯功怪性维烤修虹人和力费抢用资径源暖保限障费申用贮疏存完捡好耻性战备完好性任务成功性维修人力费用资源保障费用1参数的选择2指标的确定寿命剖面任务剖面故障判别准则维修方案阶段目标其他约束条件和假设可张靠为性分乐配等分配法评分分配法比例组合法考虑重要度和复杂度的分配方法余度系统的比例组合法经典方法最新研究粒子群算法模糊理论层次分析法神经网络蚂蚁算法AGREE算法系统分系统部件单元零件再分配可桃靠微性预萄计算命系统分系统部件单元零件元器件可靠性

《电子设备可靠性预计手册》机械可靠性

《机械设备可靠性预计程序手册》可纷靠碑性抛建哪模可玻靠哪性设纤计叶方习法[6]R袍M揭S故续障循模面式栽影稿响绒及熊危喉害郊性亦分粉析Fa冒i察l狗u誉r穿eMo梁d装e柳,Ef点f柿e叮c临t科s咽a温n盈dCr乏i躬t晚i猜c汁a杨l处i估t趣yAn散a多l服y幼s盐i洋s分析系统中每一产品所有可能产生的故障模式及其对系统造成的所有可能影响，并按每一个故障模式的严重程度及其发生概率予以分类的一种归纳分析方法。11（部分）产品（将）不能完成预定功能的事件或状态潜桐在堂故凑障再功粒能扯故铜障自骡行抵车跨外毒胎扒磨泊损延裂必缝喝爆勒胎序号故障模式序号故障模式序号故障模式序号故障模式序号故障模式1结构故障8误关15漂移性工作22提前运行29无输出2捆结或卡死9内部漏泄16错误只是23滞后运行30(电)短路3振动10外部漏泄17流动不畅24错误输入(过大)31(电)开路4不能保持正常位置11超出允差上限18错误动作25错误输入(过小)32(电)漏泄5打不开12超出允差下限19不能关机26错误输出(过大)33其他6关不上13意外运行20不能开机27错误输出(过小)7误开14间歇性工作21不能切换28无输入22约定层次的划分功能层次结构层次局政部置影睬响洪、舅高惑一锄层概次期影兼响德、捎最可终代影迈响从智下射到请上3434严酷度I类（灾难的）II类（致命的）III类（临界的）IV类（轻度的）IVIIIIIIM1M2故祖障访模民式赛影迁响敞及搭危敲害党性展分妻析Fa岁i苹l捞u捕r反eMo哑d熔e亦,Ef落f延e汽c尖t盈s锁a烘n密dCr算i驰t裹i糟c岔a局l造i辛t单yAn傲a饥l灿y懂s者i眼s分猫析系劫统脱中樱每词一脉产伴品面所阿有困可箭能索产宾生棚的故眨障辣模贯式及骆其凝对扬系司统药造灭成厌的确所肺有可台能领影尚响，敌并闷按纤每乎一务个昌故题障腹模躁式润的严半重挖程舰度及刷其发毅生赌概析率予刻以聚分舞类导的唱一耀种归办纳诞分唯析方渔法。代码产品或功能标识功能故障模式故障原因任务阶段与工作方式故障影响严酷度类别故障检测方法补偿措施备注局部影响高一层次影响最终影响初赶始他约球定廉层汪次糠产浙品约兰定层汤次产膏品任萄务分料析逃人耽员审昨核批言准第绪页殃共企页填割表广日丑期故赠障材模创式筹影狡响宽分啄析梯表故捎障滨树分姿析Fa旨u剑l汤tTr元e君eAn小a竭l怖y叮s育i盲s表明产品哪些组成部分的故障或外界事件或他们的组合将导致产品发生一种给定故障的逻辑图。组成元素事件及其符号逻辑门及其符号输出结果最小割集顶事件发生概率重要度不烟同陵阶刘段外的可习靠由性安设心计宫方鸣法设计分析方法指标论证方案论证初步设计详细设计可靠性定性定量要求制定√√可靠性分配√√可靠性模型建立√√√可靠性预计√√√可靠性设计准则制定与贯彻√√√简化设计√√△余度设计√√△容错设计√√△降额设计△√√热设计热分析√√√可畅靠身性设费计电翁路优穗选查元惕器玩件脉清杠单P忧P乎L降翁额设笛计潜死在世通贪路应分千析热激设慕计/热什分塘析容兰差殊分挪析不犹同喉对夏象专士用贝设暗计棉方撑法机裹械余菊度民设南计潜貌在伏通舰路分湖析耐伍久忌性料分蒜析[机耀械两可增靠寺性][热面设允计][故倘障列预抗测傻与仁健族康恋管锐理P垂H首M窝]软徒件不色同礼阶打段茫的荒避衬错落设乡丰计人悟工手的沿文箭档巧和浓代助码傻审担查静碑态辨分钓析动燥态测饭试容贩错货设缝计电流路优事选元杂器贯件英清风单提吓高型察号秆的可殊靠斜性减巴少设魄计汉费用加搏快研盲制蒸进纺度Pr体e激f贪e驱r掩r赛e割dPa惰r哪tLi酒s栋t控揭制烦元庙器买件贴质已量没和临可如靠食性口的刃最纠重挣要拳的威一捡项闭内乏容6鞋0%机奏载恼设桶备5咏0%电未子馒设企备元廊器凑件的各选旺择元鼻器田件生摄产燥厂还家崖的选杀择元切器幅件内厘在质相量残评绝价二读次筛阅选电装暮后末的丘质役量跟并踪建员立元瓦器仁件固质孟量数参据道库…扫…电隆路降卵额贯设酸计限制元器件在使用中承受应力<设计的额定值GJB/Z35《元器件降额准则》三级降额IIIIII可靠性极大提高，设计困难明显改善可靠性，易于设计相对效益最大，可靠性改善不足，最易实现金属膜电阻器(40℃)电殿路潜符在役通夹路午分已析Sn倍e剃a也kCi寨r恼c缓u妻i应tAn灿a凭l朽y旱s厌i阿s20世纪60年代末期．美国发射红石火箭时，由于发射点火指令的控制插头比尾插头晚29ms脱落、此时一条通过关机线圈的潜在电路被系统激发，造成火箭刚起飞又被误关机的严重后果表现形式潜在路径时序指示标志意外路径意外逻辑流208131500潜在通路设计缺陷设计图错误阿波罗电施路热某设循计/分躺析每升高10度，寿命减少一倍2575温度差故障率升高倍数锗普通二极管0.0290.2985010.3锗PNP晶体管0.1620.9075.6热设计定性电阻器叉排方式排列发热中心线与入风口中心线一致内表面涂黑，外表面淡黑定量降额设计散热器热阻计算热分析仿真为主FloTHERM器件级电路热分析专用工具电镰路容推差御分胀析元器件容差的累计会使电路、设备或系统的输出超出规定值而无法使用更把改柔电器路已设热计梅，允成许较活大膏公竹差搏存瓜在关稍键红电腾路减框少元饲器家件另，杯注吩重药参右数高浙稳除定、组低滨公因差蒙特卡洛(MonteCarlo)仿真输出公差范围直方图均值、方差和置信区间分析方法最坏情况试验法最坏情况分析法伴随网络法阶矩法机或械余鹊度筋设割计构造多余资源协同工作，提高任务可靠性设计简单可靠性改善明显任务成功率提高优势劣势对检测、切换要求高系统复杂基本可靠性降低增加维修保障资源简单并联双重并联混合并联（串并并串）简单多数表决余度自适配式多数表决器门连接式多数表决余度非运行状态备用余度（冷储备）运行状态备用余度（热储备）形式单元可靠度可靠度提高倍数机垃械潜姜在红通挠路追分弟析将能量的流动用元器件符号表示出来同上Sn管e任a裁kCi渐r剖c利u活i换tAn貌a偶l转y逝s娇i巧s机恰械机泳械柜可荣靠捎性耗损型失效疲劳、老化、磨损、腐蚀等失效率随时间变化多种失效模式共同作用人工分析干涉理论静强度疲劳与断裂磨损与腐蚀有殃限辣元A他N丢S讽Y越S可靠性指标可靠性分配潜在特征机曾械故丑障搭预勒测悼与星健盘康方管顿理Pr插o平g培n掉o唯s默t己i元c调s薯a兴n补dHe皆a哀l贞t座hMa简n奸a查g妻e猾m慕e烛n陷t利某用住尽魂可殃能嗓少崖的冈传电感劝器证采软集他系巩统黄的却各蹈种废数艳据尘信薪息迎，尽借侵助经各展种增智城能辩推钉理抱算博法腊来阴评奴估彼正浮在喇运扶行姐的般系玻统愤自祝身移的券健短康偿状愤态现，细在核系院统求故沉障稻发我生婚前该对赏其膊故角障斗进蛮行竟预阁测养，酱并夕结纽奉合赶各军种宅可轨利哀用浑的珍资烘源棕信少息蒸提杜供晕一袖系艇列商的均维破修缝保网障共措廉施彼以宝实贷现果系受统夕的锋视访情跳维蔽修监测管理数债据展驱抹动寿透命角耗蜜损监劳测融窃合描雷述物理模型神经网络数据融合模糊逻辑专家系统诊断预测实施保障维修避错设计RMS软嫁件避错设柔计七大原理简单同型对称层次线型易证安全123需笛求烂分弱析宜与次用占户吗密纱切绍合翼作统婶一的灯需膏求哀建激模妙方看法层云次筹分烂解贪，半不茶断弱细谜化需守求刑规精格毅说削明扩文棋档功滥能钳分会析绸需还求庸准纽奉则非取功筛能恼分祝析舅需网求溪准抛则程甲序完结睁构否设那计程踩序么简余化腹设辩计软谈件暂健滨壮性瓜设匀计软货件穴冗堤余坝设雹计软略件人挡工勾审舞查文档审查完整性准确性一致性软农件有开极发丝式计摩划软容件需芽求唯规恼格逮说醋明软棍件设烈计痰文梢档软店件斑测佛试慨计情划恼与怖报葱告用钳户纺使笋用冈和救维云护高手朗册代码审查数据声明错误比较错误控制流错误输入\输出错误接口错误其他情况小组讨论测试成员提供用例追踪程序，记录过程软辛件静救态动哄态静态分析静态结构分析质量度量代码规则检查动态测试逻辑覆盖测试逻辑覆盖测试功能分析等价类分析边界值分析圈复杂度扇入\扇出注释行控制流数据流URDUDD接口表达式可请靠撤性试碎验[7]R紧M稠S工须程答试孤验统歉计滩试杀验环嗽境应力筛控选可刮靠宽性研敏制献试床验可喜靠典性增滑长树试愚验可霞靠印性鉴均定试醋验可伯靠腐性验茄收逗试年验分枣类可靠性试验环略境秀应怨力直筛耽选潜哄在敢缺较陷故绍障发现和排除产品中不良元器件、制造工艺和其他原因引入的缺陷所造成的早期故障安全性准则可行性准则准则经济性准则任务关键性准则元珍器葵件环牛境笔应配力的和屈电怨应蜜力环淋境言应扎力喂筛行选典踩型归缺逗陷温度和振动元器件参数漂移电路板开路、短路元器件安装不当错用元器件密封失效化学污染导线束端头缺陷夹接不当温度循环振动TemperaturevibrationMixed粒子污染压紧导线磨损晶体缺陷混装邻近板摩擦两个元器件短路导线松脱元器件粘接不良大质量元器件紧固不当机械性缺陷焊接缺陷硬件松脱元器件有缺陷紧固件问题元器件破损电路板蚀刻缺陷环血境站应庆力贯筛谣选案烤例1234准备工作初始性能检测环境应力筛选应力施加最后性能检测检查受筛产品技术状态、试验设备和检测仪器、夹具等按有关标准和技术文件对受筛产品进行外观、机械及电气性