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1、第第2 章章 可靠性基本概念及其度量可靠性基本概念及其度量2.1可靠性的概念可靠性的概念可靠性可靠性 定义定义产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力。产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力。产品可靠性定义的要素是三个产品可靠性定义的要素是三个“规定规定”. .三三三三个个个个规规规规定定定定规定规定规定规定条件条件条件条件是指系统或产品所处的使用环境与维护条是指系统或产品所处的使用环境与维护条是指系统或产品所处的使用环境与维护条是指系统或产品所处的使用环境与维护条件，包括：机械条件、气候条件、生物条件，包括：机械条件、气候条件、生物条件，包括：机械条件、气候条件、生物条件，
2、包括：机械条件、气候条件、生物条件、物理条件和使用维护条件等。件、物理条件和使用维护条件等。件、物理条件和使用维护条件等。件、物理条件和使用维护条件等。规定规定规定规定时间时间时间时间规定规定规定规定功能功能功能功能是指系统或设备是指系统或设备是指系统或设备是指系统或设备( (产品产品产品产品) )执行任务的时间。执行任务的时间。执行任务的时间。执行任务的时间。一般指由用户提出的指标和要求。一般指由用户提出的指标和要求。一般指由用户提出的指标和要求。一般指由用户提出的指标和要求。2.1可靠性的概念可靠性的概念可靠性分类可靠性分类基基本本可可靠靠性性：产产品品在在规规定定的的条条件件下下，无无故
3、故障障的的持持续续时时间间或或概概率率。在在没没有有后后勤勤保保障障情情况况下下系系统统工工作作能能力力的的度度量量，考考虑虑所所有有需要维修保障的故障。需要维修保障的故障。任任务务可可靠靠性性：产产品品在在规规定定的的任任务务剖剖面面内内完完成成规规定定功功能能的的能能力力。系系统统完完成成任任务务能能力力的的度度量量，只只考考虑虑引引起起任任务务失失败败的的故故障障，通通过冗余提高任务可靠性，通常高于基本可靠性过冗余提高任务可靠性，通常高于基本可靠性 。固固有有可可靠靠性性：产产品品在在设设计计、制制造造过过程程中中赋赋予予的的固固有有属属性性，产产品品的开发者可以控制。的开发者可以控制。
4、使使用用可可靠靠性性：产产品品在在实实际际使使用用过过程程中中表表现现出出的的可可靠靠性性。除除固固有有可可靠靠性性的的影影响响因因素素外外，还还要要考考虑虑安安装装、操操作作使使用用、维维修修保保障障等等方面因素的影响。方面因素的影响。2.2寿命剖面与任务剖面寿命剖面与任务剖面1.1.寿命剖面寿命剖面 产产品品从从制制造造到到寿寿命命终终结结或或退退出出使使用用这这段段时时间间内内所所经经历历的的全全部部事事件件和和环环境境的的时时序序描描述述。它它包包含含一一个个或或多多个个任任务务剖剖面面。通常把产品的寿命剖面分为后勤和使用两个阶段。通常把产品的寿命剖面分为后勤和使用两个阶段。2.2寿命
5、剖面与任务剖面寿命剖面与任务剖面事件（使用方法）生 产验 收装卸和公路运输装卸和铁路运输装卸和空运装卸和船运装卸和后勤支援运输（最坏路线）有遮蔽存贮，帐篷，圆屋顶无遮蔽存储工作准备阶段发射阶段调整状态导弹处于战斗位置发射后第一个动作飞行阶段命中目标生产阶段后 勤 阶 段运 输储存/后勤阶段使用阶段准备阶段任务阶段发射段惯性飞行段下降段主动段某导弹的寿命剖面2.2寿命剖面与任务剖面寿命剖面与任务剖面 2. 2.任务剖面任务剖面 产产品品在在完完成成规规定定任任务务这这段段时时间间内内所所经经历历的的事事件件和和环环境境的时序描述。任务剖面一般应包括：的时序描述。任务剖面一般应包括：产品的工作状态
6、；产品的工作状态；维修方案；维修方案；产品工作的时间与顺序；产品工作的时间与顺序；产品所处的环境产品所处的环境(外加的与诱发的外加的与诱发的)的时间与顺序；的时间与顺序；任务成功或致命故障的定义。任务成功或致命故障的定义。2.2寿命剖面与任务剖面寿命剖面与任务剖面2.3可靠性函数可靠性函数1.1.可靠度及可靠度函数可靠度及可靠度函数 产产品品在在规规定定的的条条件件下下和和规规定定的的时时间间内内，完完成成规规定定功功能能的的概概率率称称为为可可靠靠度度。显显显显然然然然，规规规规定定定定的的的的时时时时间间间间越越越越短短短短，产产产产品品品品完完完完成成成成规规规规定定定定的的的的功功功功
7、能能能能的的的的可可可可能能能能性性性性越越越越大大大大；规规规规定定定定的的的的时时时时间间间间越越越越长长长长，产产产产品品品品完完完完成成成成规规规规定定定定功功功功能能能能的的的的可可可可能能能能性性性性就就就就越越越越小小小小。可可可可靠靠靠靠度度度度是是是是时时时时间间间间t t的的的的函函函函数数数数，故故故故也也也也称称称称为为为为可可可可靠靠靠靠度度度度函函函函数数数数，记记记记作作作作R(t)R(t)，R(t)R(t)是是是是一一一一递递递递减减减减函函函函数数数数。可可可可靠靠靠靠度度度度函函函函数数数数可可可可写写写写成成成成：R(t)=P(Tt)R(t)=P(Tt)R
8、(t)=P(Tt)R(t)=P(Tt)，式式式式中中中中：t t t t为为为为规规规规定定定定时时时时间间间间，T T T T为为为为产产产产品品品品寿寿寿寿命。命。命。命。2.3可靠性函数可靠性函数1.1.可靠度及可靠度函数可靠度及可靠度函数 假假假假如如如如在在在在t=0t=0时时时时有有有有N N件件件件产产产产品品品品开开开开始始始始工工工工作作作作，而而而而到到到到t t时时时时刻刻刻刻有有有有，n(t)n(t)个个个个产产产产品品品品失失失失效效效效，仍仍仍仍有有有有N-n(t)N-n(t)个个个个产产产产品品品品继继继继续续续续工工工工作作作作，则则则则可可可可靠靠靠靠度度度度
9、R(t)R(t)的的的的估估估估计值为计值为计值为计值为: :2.3可靠性函数可靠性函数2故障分布函数故障分布函数 产产品品在在规规定定的的条条件件下下和和规规定定的的时时间间内内，丧丧失失规规定功能的概率称为定功能的概率称为累积故障概率累积故障概率（又叫（又叫不可靠度不可靠度）。）。 F(t)P(T88年舍去年舍去) )。解得解得r r1 1=3.147=3.147年年(r(r2 2=12.85=12.85年年88舍去舍去) )。习题习题2：已知某产品的失效率为常数，已知某产品的失效率为常数，(t)=(t)=0.25=0.251010-4-4/h/h。求：可靠度求：可靠度R=99%的可靠寿命
10、，平均的可靠寿命，平均寿命寿命MTTF，中位寿命，中位寿命T(0.5)和特征寿和特征寿命命T(e-1)。习题习题习题习题2 2：已知某产品的失效率为常数，已知某产品的失效率为常数，(t)=0.25(t)=0.251010-4-4/h/h。求：可靠度求：可靠度R=99%的可靠寿命，平均寿命的可靠寿命，平均寿命 ，中，中位寿命位寿命T(0.5)和特征寿命和特征寿命T(e-1)。解：解：习题习题3：50个在恒定载荷运行的零件，运个在恒定载荷运行的零件，运行记录如下表：行记录如下表：求：求：(1)零件在零件在100h和和400h的可靠度；的可靠度；(2)100h和和400h的累积失效概率；的累积失效概
11、率；(3)求求10h和和25h时的时的失效概率密度；失效概率密度；(4)求求t=25h和和t=100h的失效率。的失效率。时间时间h1025501001502504003000失效数失效数n(t)42375343累积失效数累积失效数n(t)4691621242831仍旧工作数仍旧工作数N-n(t)4644413429262219习题习题习题习题3 3：5050个在恒定载荷运行的零件，运行记录如下表：个在恒定载荷运行的零件，运行记录如下表：求：求：(1)零件在零件在100h和和400h的可靠度；的可靠度；(2)100h和和400h的累积失效概率；的累积失效概率；(3)求求10h和和25h时的失效概率密度；时的失效概率密度；(4)求求t=25h和和t=100h的失效率。的失效率。时间h1025501001502504003000失效数n(t)42375343累积失效数n(t)4691621242831仍旧工作数N-n(t)4644413429262219解：解：要点：要点：f(t)f(t)、 (t)(t)是研究是研究t t时间后单位时间的失效产品数，时间后单位时间的失效产品数， f(t) f(t) 是除以试验产是除以试验产品总数，品总数，(t)(t)是除以是除以t t时仍正常工作的产品数。注意单位。时仍正常工作的产品数。注意单位。
