中科大可靠性知识、过程能力分析、FMEA课件01可靠性基础知识

可靠性基础知识1内容Ⅰ.可靠性的意义Ⅱ.质量的要素Ⅲ.可靠性保证的领域Ⅳ.可靠性基本概念Ⅴ.可靠性数学Ⅵ.可靠性设计Ⅶ.可靠性分析Ⅷ.可靠性试验2如果您要买一辆摩托车，指标一样，价格接近日本本土制造日本合资公司中国品牌您会做出如何选择？为什么？

Ⅰ.可靠性的意义—质量？3质量特性包括性能特性——用性能指标表示特性专门特性——可靠性、维修性和保障性等及时性——产品的开发和供应者能否及时提供产品适应性——是否适合顾客的使用

Ⅰ.可靠性的意义—质量4

Ⅰ.可靠性的意义↑

故障率

(λ)使用时间(年)→(%)----------1098765432101年

2年

3年

4年

5年

6年民用产品的可靠性曲线例ABCD我们的产品情况如何呢？5看到的没看到的力求将没看到的变为看到的，并改善其中的问题。质

量可靠性检查产品并决定出厂时质量→初期特性通过计测交货时可以直接了解零部件，Unit的特性值。可靠性→经时特性交货时不能了解零部件、Unit的特性值。理由

:需要时间，环境条件和使用方法也应许可。KeyPoint

Ⅰ.可靠性的意义6符合要求的产品质量水平随时间裂化目标寿命(T)内的质量水平的维持(可靠性的提高)提高质量水平的活动质量水平(时间)0(购买时刻)T(目标寿命)比质量水平持续更长时间按的活动(可靠性的保证）(协议的

质量保证)客户的评价购买时评价使用后评价使用后了解到的质量(2次

评价

)质量可靠性

Ⅰ.可靠性的意义7外观构造性能

a性能

b可靠性稳定性…质量外观构造性能

a性能

b稳定性…质量初期特性经时特性初期特性经时特性初期特性经时特性初期特性经时特性初期特性经时特性一般概念什么叫做可靠性

Ⅰ.可靠性的意义8▓

为了提高产品的可靠性和预测能力绝对需要战略和实质性的行动。产品生命过程浴盆

失效ppm3~5时间(year)?产品可靠性▓

产品/部件的寿命

:将基本质量和可靠性认作负面品质

Ⅰ.可靠性的意义9

Ⅱ.质量的-----

顾客满意▓

质量没有终止(EndlessQuality)满意度过去现在将来★..............★★★★顾客的期望也在提高发现创造满足感动Claim故障不良魅力品质为了让顾客感动的价值创造，需要不断的努力。10全员参加的质量经营

PDCA的周期

方针的制定和展开

一致性管理的活动

依据事实的管理过程管理

顾客的质量经营标准化统计技术运用

问题解决得顺序

源流管理

个人尊重的经营QA体制产品质量人员素质务质量质量革新质量要素包含人、作业（业务）、产品，其结果表现为质量实际成绩和QA体制的完成度质量实绩业

Ⅱ.质量的要素

/质量3要素11全员的质量意识IEVETQC(CWQC)可靠性统计性手法理论性事故法质量保证分任组活动其他顾客满意质量管理PDCA固有技术

Ⅱ.质量的要素

/顾客满意的质量要素12生产设计采购销售企划▓

质量和乐队演出一样Ⅱ.质量的要素

/和谐和均衡13为了提供顾认为一流的产品，从公司的最高管理者到第一线员工的全体职工都应完善地执行各自的职责。如果认为质量管理是质量部门人员的工作，那是非常错误的想法。顾客满意商品的调查和立案。企划其具体决定使用什么样的技术和部件来实现。设计将所需资材、部件以合适的价格，在合适的时间购入。采购一个人一个人的工程最大量生产制造将其产品的优点准确的转达给客户并销售。营业Ⅱ.质量的要素

/责任和作用√√14可靠性确保不能够通过部分的、单面的活动和可靠性试验评价彻底达成，在产品开发前的阶段应当推进源流的、总体的可靠性保证活动和中长期可靠性活动。大部分企业的情况，应该解决的可靠性质量工作为设计和部件的可靠性。可靠性问题的80%以上的原因和要因在设计，可靠性问题的根源为用短视的眼光去提高设计质量。

仅仅在保证设计质量要求才能确保可靠性，生产过程追究责任绝对不能提高可靠性,准确的把握问题的本质，树立解决方案，

和组织方面和体系方面对应，当然不只是可靠性试验技法，总体技法的构思和深化更为重要。作为可靠性保证的中心活动，以设计、质量保证部门为中心，从源流阶段开始所做的可靠性保证活动为整体的可靠性保证活动，非常重要。通过对先进竞争公司产品的基准测试，确定适合本公司的事情，在管理、设计、试验等方面嫁接，为接近先进的质量而展开综合的活动。√√√√√Ⅲ.可靠性保证的领域15设计制造部件可靠性专家培养可靠性管理可靠性系统构筑树立加速试验方法组织方面推进基础(真实数据)分析

/再现技术确立和电控方面共同推进提高设计完成度确立设计阶段的可靠性保证体制制造质量稳定化确立建立6σ质量保证体系可靠性保证系统确立防止遗漏、不合格评价的构造开发可以保证可靠性的短时间试验方法。市场质量信息收集能力Ⅲ.可靠性保证的领域

/构成要素16

Ⅳ.可靠性基本概念故障：产品或产品的一部分不能完成预定功能的事件或状态，终止或丧失完成规定的功能对于不可修复的产品如电子元器件和弹药等也称失效故障（失效）模式：故障的表现形式。故障（失效）机理：引起产品故障的物理、化学或生物等变化的内在原因。17故障规律故障后果故障统计特性耗损故障偶然故障致命故障非致命故障从属故障独立故障由偶然因素引起的故障，其重复出现的风险可以忽略不计，只能通过概率统计方法来预测通过事前检测或监测可预测到的故障，是由于产品的规定性能随时间增加而逐渐衰退引起的产品不能完成规定任务或可能导致人或物的重大损失、最终使任务失败不影响任务完成，但会导致非计划的维修不是由于另一个产品故障引起的故障由另一产品故障引起的故障

Ⅳ.可靠性基本概念—故障分类18可靠性：产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力固有可靠性：是产品在设计、制造中赋予的，是产品的一种固有特性，也是产品的开发者可以控制的使用可靠性：产品在实际使用过程中表现出的一种性能的保持能力的特性，除考虑固有可靠性的影响因素外，还考虑产品安装、操作使用和维修保障等方面因素的影响基本可靠性：产品在规定条件下无故障的持续时间或概率，它反映产品对维修人力的要求任务可靠性：产品在规定的任务剖面内完成规定功能的能力可靠度：可靠性的概率度量

Ⅳ.可靠性基本概念19维修性：产品在规定的条件下和规定的时间内，按规定的程序和方法进行维修时，保持或恢复执行规定状态的能力维修性是产品质量的一种特性，即由产品设计赋予的使其维修简便、迅速和经济的固有特性保障性：系统（装备）的设计特性和计划的保障资源满足平时和战时使用要求的能力与装备保障有关的设计特性充足和适用程度保障资源的充足和适用程度

Ⅳ.可靠性基本概念20可用性：在要求的外部资源得到保证的前提下，产品在规定的条件下和规定的时刻或时间区间内处于可执行规定功能状态的能力。产品可靠性、维修性和维修保障的综合反映可靠性是从延长其正常工作时间来提高产品可用性，而维修性则是从缩短因维修的停机时间来提高可用性可信性：集合性术语，用来表示可用性及其影响因素：可靠性、维修性、维修保障可信性的定性和定量具体要求是通过可用性、可靠性、维修性、维修保障的定性和定量要求表达的

Ⅳ.可靠性基本概念21可靠度R（t）R(t)=P(T>t)式中:T——产品发生故障(失效)的时间，有时也称为寿命；

t——规定的时间累积故障分布函数F（t）F(t)=P(T≤t)R（t）+F（t）=1故障密度函数f(t)是累积故障分布函数的导数。表示在t时刻后的一个单位时间内产品故障的概率

Ⅴ.可靠性数学—可靠度函数、累积故障分布函数22可靠度:产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的概率称为可靠度，一般用R(t)表示。若产品的总数为N0，工作到t时刻产品发生的故障数为r(t)，则产品在t时刻的可靠度的观测值为:

Ⅴ.可靠性数学—可靠度函数、累积故障分布函数广州地铁1号故障停运时车厢23故障率:工作到某时刻尚未发生故障(失效)的产品，在该时刻后单位时间内发生故障(失效)的概率，称之为产品的故障(失效)率，也称瞬时故障(失效)率。用λ(t)表示，

λ(t)可用下式进行计算Δr(t)——t时刻后，Δt时间内的发生故障的产品数；Δt——所取时间间隔；Ns(t)——在t时刻没有发生故障的产品数。对于低故障的元器件常以10-9/h为故障率的单位，称之为菲特(Fit)

Ⅴ.可靠性数学—可靠性与维修性的常用度量---故障率滑雪场缆车故障旅客被倒挂15分钟24平均故障前时间（MTTF）设N0

个不可修复的产品在同样条件下进行试验，测得其全部失效时间为t1，t2，…tN0。其平均失效前时间(MTTF)为由于对不可修复的产品，失效时间即是产品的寿命，故MTTF也为平均寿命。当产品的寿命服从指数分布时:

Ⅴ.可靠性数学—可靠性与维修性的常用度量25平均故障前时间（MTBF）一个可修复产品在使用过程中发生了N0

次故障，每次故障修复后又重新投入使用，测得其每次工作持续时间为t1，t2，…tN0，其平均故障间隔时间MTBF为

Ⅴ.可靠性数学—可靠性与维修性的常用度量对于完全修复的产品，因修复后的状态与新产品一样，一个产品发生了N0次故障相当于N0个新产品工作到首次故障当产品的寿命服从指数分布时，产品的故障率为常数λ，则MTBF=MTTF=1/λ。新加坡摩天轮故障救援26贮存寿命：产品在规定条件下贮存时，仍能满足规定质量要求的时间长度称为贮存寿命。产品出厂后，不工作，在规定的条件下贮存，产品也有一个非工作状态的偶然故障率，非工作的偶然故障率一般比工作故障率小得多，但贮存产品的可靠性也是在不断下降的。

Ⅴ.可靠性数学—可靠性与维修性的常用度量奥巴马飞机故障迫降27平均修复时间（MTTR）：在规定的条件下和规定的时间内，产品在任一规定的维修级别上，修复性维修总时间与在该级别上被修复产品的故障总数之比。是排除故障所需实际直接维修时间的平均值。MTTR=Σti/n

ti——第i次修复时间

n——修复次数。

Ⅴ.可靠性数学—可靠性与维修性的常用度量爱尔兰机场雷达故障200个航班停飞28早期故障期产品投入使用初期，产品的故障率较高，且具有迅速下降的特征。故障主要是设计与制造中的缺陷，如设计不当、材料缺陷、加工缺陷、安装调整不当等，可以通过加强质量管理及采用筛选等办法来减少甚至消灭早期故障。偶然故障期产品投入使用一段时间后，产品的故障率可降到一个较低的水平，基本处于平稳状态，可以近似认为故障率为常数。耗损故障期产品投入使用相当长的时间后，产品的故障率迅速上升，很快出现产品故障大量增加直至最后报废。故障主要是由老化、疲劳、磨损、腐蚀等耗损性因素引起的浴盆曲线

Ⅴ.可靠性数学—浴盆曲线29可靠性设计的内容规定定性定量的可靠性要求建立可靠性模型可靠性分配可靠性预计可靠性设计准则耐环境设计元器件选用与控制电磁兼容设计降额设计余热设计

Ⅵ.可靠性设计—基本可靠性设计30串联模型并联模型

Ⅵ.可靠性设计—可靠性模型31可靠性分配----在设计阶段，将产品的可靠性定量要求按规定的准则分配到规定的产品层次的过程。评分分配法故障率为分配参数，需考虑的四种影响因素复杂度（高）10——1分（低）

技术成熟度（高）1——10分（低）

重要度（高）1——10分（低）

环境条件（好）1——10分（差）

比例分配法

Ⅵ.可靠性设计—可靠性分配32分配给第i个分系统的故障率λi

为:λi=Ciλs

Ci——第i个分系统的评分系数；λs——系统规定的故障率指标。

Ci=ωi/ωωi—第i个分系统的评分数；四个评分要素得分的乘积。ω—系统的评分数

Ⅵ.可靠性设计—可靠性分配—评分分配法33可靠性预计----根据产品各组成部分的可靠性预测产品在规定的工作条件下的可靠性所进行的工作元器件计数法应力分析法

Ⅵ.可靠性设计—可靠性预计34λs——产品总的故障率；λGi——第i种元器件的通用故障率；πQi——第i种元器件的通用质量系数；Ni——第i种元器件的数量；n——产品所用元器件的种类数目

Ⅵ.可靠性设计—可靠性预计—元器件计数法35第一步先求出各种元器件的工作故障率λp

第二步求产品的工作故障率λs:第三步求产品的MTBF:λp——元器件工作故障率λb——元器件基本故障率πE——环境系数K——降额因子，其值小于等于1λpi—第i中元器件的工作故障率

Ni—第i种元器件的数量

n—产品中元器件的种类数λp=λb·πE·K

Ⅵ.可靠性设计—可靠性预计—应力分析法36故障模式、影响及危害分析FMEA故障树分析FTA

Ⅶ.可靠性分析37FMEA——在产品设计过程中，对产品各单元潜在的各种故障模式及对产品功能的影响进行分析，提出可能采取的预防措施，以提高产品可靠性的一种设计分析方法故障影响是指故障会造成对安全性、产品功能的影响。一般可分为:对局部、高一层次及最终影响三个等级严酷度是指某种故障模式影响的严重程度。一般分为四类:

Ⅶ.可靠性分析--FMEA38可靠性试验——对产品的可靠性进行调查、分析和评价的一种手段。它不仅是为了用试验数据来说明产品是否符合可靠性定量要求，可以接收或拒收、合格与不合格等，更主要的目的是通过对产品的可靠性试验发现产品设计、元器件、零部件、原材料和工艺方面的缺陷，以便采取有效的纠正措施，使产品可靠性增长。

Ⅷ.可靠性试验39环境应力筛选试验——是通过在产品上施加一定的环境应力，以剔除由不良元器件、零部件或工艺缺陷引起的产品早期故障的一种工序或方法。环境应力筛选试验不能提高产品的固有可靠性，但通过改进设计和工艺等可以提高产品的可靠性水平

Ⅷ.可靠性试验—工程试验40可靠性增长试验——在规定的环境应力下，为暴露产品薄弱环节，并证明改进措施能防止薄弱环节再现而进行的试验。规定的环境应力可以是产品工作的实际环境应力、模拟环境应力或加速变化的环境应力可靠性增长试验是通过发现故障、分析和纠正故障、以及对有效性而进行验证以提高产品可靠性水平的过程。试验——分析——改进增长试验包含对产品性能的监测、故障检测、故障分析及其以减少故障再现的设计改进措施的检验试验本身并不能提高产品的可靠性，只有采取了有效的纠