《可靠性工程》PPT课件.ppt

1、可靠性工程，讲座：内容，1。可靠性工程概述2。可靠性统计基础知识。系统的可靠性分析。系统5的故障分析。可靠性设计可靠性测试7。可靠性管理。可靠性工程概述，可靠性概述1。可靠性的基本概念。可靠性的常用衡量标准。浴缸曲线1。可靠性工程概述当时，电子产品广泛应用于军事装备中，但不可靠的产品造成了巨大的损失。因此，在20世纪50年代初，人们开始有组织、有系统地研究电子产品的可靠性。可靠性技术的发展大致可分为四个阶段：调查研究阶段(1950-1957):这一阶段主要收集和分析以电子管为重点的电子元器件的现场数据；研究寿命试验方法，建立专门的可靠性组织。1.可靠性工程概述，统计试验阶段(1957-1962

2、):主要是开发环境和可靠性试验设备；进行产品统计抽样寿命试验；制定电子产品的可靠性标准和可靠性组织管理规范；建立可靠的数据收集和交换系统。可靠性物理研究阶段(1962-1968):该阶段主要分析元器件的失效机理；加强可靠性设计和工艺研究，建立高可靠性元器件生产线；研究加速寿命试验方法。可靠性保证阶段(1968):这一阶段的特点是建立一个确保产品可靠性的管理体系，形成一个质量保证体系；建立电子元器件可靠性认证体系；发展可靠性测试技术，提高可靠性标准。1.可靠性工程概述。可靠性技术是一门综合性边缘学科，是研究如何提高产品可靠性的技术。可靠性技术是一门综合技术，与数学、物理、化学、环境科学、人机工程

3、学、电子技术、机械技术、管理科学等许多学科密切相关！概率论和数理统计-可靠性研究的数学工具，环境和寿命试验-检查产品和验证薄弱环节的工具，数理统计，推理分析-可靠性研究的基础，应用管理科学-提高可靠性的工具，I. (1)概念介绍：1。可靠性2。失败(失败)3。可维护性4。可支持性。1.可靠性工程概述。可靠性：产品在特定条件和特定时间内完成特定功能的能力。规定条件：一般指环境条件、负荷条件和工作方法。包括温度、湿度、负载电压、连续/间歇模式和其他条件。规定时间：它是区分产品可靠性和其他质量属性的一个重要特征，可靠性是产品功能在时间上的稳定性。因此，以数学形式表示的可靠性的每个特征量都是时间的函数

4、。这里的时间概念不限于普通的日、分、秒，也可以是与时间成比例的时间和距离。例如循环次数和汽车里程。指定功能：产品的技术指标，包括电气性能、机械性能和其他性能(如软件控制性能)；1.可靠性工程概述；2.失败(Failure):产品或产品的一部分失去其特定功能，或失败或无法完成其预期功能的事件或状态。产品失效(失效)的分类有很多种，根据失效(失效)规律可分为意外失效和磨损失效。偶然失败：是由偶然因素引起的失败，其复发的风险可以忽略不计，只能用概率统计的方法进行预测。磨损失效：是一种可以通过预检验或监测进行统计预测的失效，是由于产品的规定性能随着时间的增加而逐渐下降造成的。预防性维护可以防止磨损失效

5、，从而延长产品的使用寿命。1.可靠性工程概述；3.可维护性：当产品按照规定的程序和方法在规定的条件下和规定的时间内进行修理时，保持或恢复规定状态的能力。1.可靠性工程概述：4.可支持性：产品在特定维护水平下的维护延迟时间反映了产品；1.可靠性工程概述：(2)可靠性度量1、可靠性2、不可靠性3、故障率、可靠性R(t):它是产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的概率。一批产品的数量为n，当t=0时使用。随着时间的推移，无效产品的数量逐渐增加，而正常工作产品的数量n(t)逐渐减少。不可靠度F(t):产品在特定时间和特定条件下失去其特定功能的概率。也称为累积失效概率。失败率：失败率是指在某一时间没

6、有失败的产品在该时间之后的单位时间内失败的概率。一般来说，它也是时间t的函数，所以它也叫(t)，这叫失败率函数，有时也叫失败率函数或风险函数；它反映了时间t的故障率，也称为瞬时故障率。1.可靠性工程概述(3)浴盆曲线对于某种产品，产品在不同时间有不同的故障率(即故障率是时间的函数)。对于电子产品，其故障率符合浴盆曲线分布(如下图所示):浴盆曲线分为三部分(一、二、三):第一部分为早期故障阶段。在此期间，从外观上看，失败率从很高的指数迅速下降；从物理角度来看，因为一些产品在制造、运输、调试等方面存在一些问题。产品有明显的缺陷。在投入使用的初期，这些明显的缺陷很快就会暴露出来。随着时间的增加，这些

7、明显的缺陷会变得越来越少，从而形成“故障率快速下降”的现象；第二部分是中期稳定阶段。在此期间，产品的故障率稳定在较低水平；从物理意义上讲，当少数产品出现明显缺陷时，其余产品都是正常产品，可以长期稳定工作，因此故障率也稳定在较低水平；第三部分是后期失效阶段；在此期间，产品的故障率迅速上升；从物理角度来看，在后期，经过长时间的工作、磨损和老化，产品逐渐接近寿命的终点。随着时间的增加(在Tmax内)，越来越多的产品达到了寿命的终点，故障率也随之增加；浴缸曲线分为三个部分(一、二、三):第一部分是早期失效阶段。在此期间，从外观上看，失败率从很高的指数迅速下降；从物理角度来看，因为一些产品在制造、运输、

8、调试等方面存在一些问题。产品有明显的缺陷。在投入使用的初期，这些明显的缺陷很快就会暴露出来。随着时间的增加，这些明显的缺陷会变得越来越少，从而形成“故障率快速下降”的现象；第二部分是中期稳定阶段。在此期间，产品的故障率稳定在较低水平；从物理意义上讲，当少数产品出现明显缺陷时，其余产品都是正常产品，可以长期稳定工作，因此故障率也稳定在较低水平；第三部分是后期失效阶段；在此期间，产品的故障率迅速上升；从物理角度来看，在后期，经过长时间的工作、磨损和老化，产品逐渐接近寿命的终点。随着时间的增加(在Tmax内)，越来越多的产品达到了寿命的终点，故障率也随之增加；二、可靠性统计基础知识、可靠性统计基础知

9、识概率基础知识随机变量及其分布统计基础知识参数估计假设检验1、概率基础知识随机事件及其概率随机实验：符合下列三个条件的检验称为随机检验；(1)试验可以在相同条件下重复进行；(2)试验有一个以上可能的结果，并且所有可能的结果都是已知的；(3)不知道每次测试出现哪种结果；随机试验简称为测试，通常被记录为e。随机事件：实验中可能出现也可能不出现的东西被称为随机事件：它通常被记录为a、b和c概率的定义。所谓事件A的概率是指事件A发生概率的数值度量，记录为P(A)。P()0，P()=1。2，随机变量及其分布，独立重复试验在相同条件下，一个试验重复N次，并且每个试验中任何事件的概率不受其他试验结果的影响。

10、这种测试称为N独立重复测试。随机变量：假设测试的样本空间为，定义一个单值实函数X=X(e)，e，它有一个对应于每个测试结果e(e)的特定值。由于实验结果是随机的，所以(e)的值也是随机的，所以我们将样本空间中定义的单值实函数(e)称为随机变量。分布函数：假设X是一个随机变量，对于任何实数，函数F()=PX是随机变量X的分布函数。随机变量的分类：几个重要分布的正态分布(高斯分布)如果随机变量X的概率密度是常数，就说X服从正态分布，即XN分布。指数分布如果随机变量X的概率密度在其中，则称X服从带参数的指数分布，表示为XE()，威布尔分布。3.统计学基础知识，整个研究对象称为人口或母亲，构成人口的每

11、个基本单位称为个体。(1)根据构成人口的个体数量，可分为有限人口和无限人口；(2)总体是同质的：每个个体都有共同的观察特征，不同于其他群体；(3)通过测量同一物体获得的数据也构成整体，而数据之间的差异是绝对的，因为存在不可避免的随机测量误差；(4)个体表明某个值是随机的，但他们获得某个值的机会是不同的，即他们按照一定的规则取值，即他们的值对应于一定的概率。总体是一个随机变量，所谓的样本是n个随机变量X1，Xn，它们相互独立，具有与总体相同的分布。从每个特定采样获得的数据是n元随机变量的观察值，记录为(X1，Xn)。人口和样本可以通过人口分布联系起来。所谓分配，就是从全球的角度来看。一般来说，分

12、布就是一个物体在哪里以及它积累了多少。任何随机变量都有它自己的分布，它在数轴上取什么值，它累积多少就是它在数轴上所占的比例或概率。人口可以表示为一个随机变量，并有自己的分布。样本是相互独立的n元随机变量，总体上具有相同的分布。因此，人口分布是人口与样本之间的连接点。因此，我们可以通过研究样本的特征来研究整个种群。因为它们有相同的分布。样本和总体之间的关系，假设(x1，x2，xn)是一组样本的观测值，如果函数f(x1，x2，xn)不包含未知参数，则称之为统计量。统计通常是连续函数。因为样本是随机变量，它的函数也是随机变量，所以统计量也是随机变量。统计学通常用它来提取或挤压样本带来的整体信息。样本

13、是总体的一部分，是通过对总体进行随机抽样而获得的集合。就观察者而言，他不知道整个事情，但只知道样本的具体情况。我们要做的是通过研究这些具体样本的情况来推断整个情况。数理统计：如何选择样本来判断人口的统计特征。参数估计问题：已知随机变量(总体)的分布类型，但不知道确切的形式，根据样本估计总体的参数，这种问题称为参数估计。参数估计的类型有点估计和区间估计。4.参数估计和参数估计。假设整个种群的分布函数为F(x)，(未知)，X1，X2，Xn作为样本，构造一个统计量来估计参数，这叫做参数估计。，替代样品的观察值，获得的值称为参数的估计值。参数点估计和点估计方法：数字特征法、矩法和最大似然法。样本的数字

14、特征方法：将样本的数字特征作为相应整体数字特征的估计量。将样本均值作为总体均值的点估计量，即点估计量、点估计量，样本方差作为总体方差的点估计量，即5。假设检验是推理统计学中的一个重要内容，它首先对研究人群的参数进行一些假设，然后通过对样本的观察、假参数、样本观察和假检验来判断这些假设是否有效。统一方法同体，假设检验的概念，假设的基本形式H0:原始假设，H1:替代假设，假设检验：用统计理论检验上述假设，并选择原始假设和替代假设之一。假设测试的基本原理，在测试中发生小概率事件几乎是不可能的。假设检验的基本依据是小概率原理：假设检验的基本原理，假设检验的基本思想，前提：承认原始假设，小概率事件发生，

15、高概率事件发生，拒绝原始假设，接受原始假设，进行实验，假设检验的基本原理，显著性水平和两种错误，第一种错误：放弃真理(显著性水平)，第二种错误：采取虚假。如果你减少你的错误，你就会增加犯错误的机会。如果我们减少错误，我们也会增加犯错误的机会。同时制作和减少的方法是增加样本量。一般来说，哪种错误的后果越严重，危害就越大，哪种错误应该作为假设检验的首要控制目标。然而，在假设检验中，犯错误的概率通常是首先被控制的。两种错误关系，假设检验的步骤，以及一个完整的假设检验过程通常包括以下四个步骤：提出零假设和替代假设，确定合适的检验统计量，计算检验统计量的值，指定显著性水平，做出统计决策。正态总体参数的假

16、设检验步骤，第一步：最初的假设应该是假设犯第一种错误的概率很小。常用的假设形式：正态总体参数假设检验，正态总体参数假设检验的步骤，第二步：选择检验的统计量。U检验、T检验、F检验、常用统计学、正态总体参数假设检验，第三步：确定显著性水平值，查相应的分布表得到其临界值和拒绝域。第四步：辨别重要性。正常人口参数假设检验步骤，正常人口参数假设检验步骤，3。可靠性分析，可靠性结构模式，可靠性分配，可靠性预测，1。可靠性结构模式、系统可靠性和可靠性结构模式a。系统是指能够完成一定任务的子系统和技术人员的组合。根据一般的现代复杂产品，一个系统除了硬件之外还有软件。比如小型计算机和大型发电站。系统可靠性模式系统由子系统组成。系统的可靠性不仅与子系统的可靠性有关，而且与系统的结构密切相关。所谓可靠性结构模式就是从可靠性的角度用框图来描述系统和子系统之间的逻辑关系。也称为可靠性框图。可靠性结构模式有四种：串联、并联、串联和网络。可靠性框图不同于系统的电路图或机械结构图。现在，以DC稳压电源和滤油器的结构图为例来说明它们的区别。DC稳定电源电路框图、DC稳定电源可靠性框图、滤油器结构图、滤油器滤网堵塞时的可靠性框图(串联模式)