单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,2024/11/15,1,可靠性与可靠性工程,Reliability Engineering,主讲,:,陈卫东,第一讲,2023/10/81可靠性与可靠性工程Reliabilit,2024/11/15,2,内容提要,现代质量观念,可靠性研究与应用的目的和意义,可靠性工程概述,可靠性工程的发展,可靠性工程的范畴与理论,可靠性工程特点,可靠性工程,2023/10/82内容提要现代质量观念,现代质量观念与设计思想转变,2024/11/15,3,现代质量观念与设计思想转变2023/10/83,基本概念,系统效能,定义：系统效能就是系统在规定的条件下满足给定定量特性和服务要求的能力。,E=A.D.C,E,系统效能,A,可用性,D,可信性,C,固有能力,2024/11/15,4,基本概念系统效能 2023/10/84,基本概念,可用性,(Effectiveness),定义：可用性,(A),表示战备完好，即系统在任一随机时刻需要开始执行任务时，处于工作或可使用状态的程度，亦即系统“开则能动”的能力。它是系统可靠性和维修性（含保障性、测试性等）的函数，即：,A=f(R,，,M),2024/11/15,5,基本概念可用性(Effectiveness)2023/10/,基本概念,可信性,(Dependability),定义：可信性,(D),表示任务成功，是指系统在任务开始时可用性给定的情况下，在规定的任务剖面中的任一随机时刻，能侈使用且能完成规定功能的能力，即系统“动则成功”的能力。它是系统可靠性和维修性（含保障性、测试性等）的函数。,2024/11/15,6,基本概念可信性(Dependability)2023/10/,基本概念,固有能力,(Capability),定义：固有能力,(C),是系统在给定的内在条件下，满足给定的定量特性要求的自身能力，如飞行速度、航程、杀伤力等。,2024/11/15,7,基本概念固有能力(Capability)2023/10/87,效能和可靠性、维修性之间的关系,2024/11/15,8,效能和可靠性、维修性之间的关系2023/10/88,系统的寿命周期费用(LCC),定义：系统的寿命周期费用（,Life Cycle Costs,，以下简称,LCC,），是指在系统的整个寿命周期,内，为获取并维持系统的运营（包括处置）所花费的总费用。它包括硬件、软件的研制费、生产费、后勤保障费用，以及在研制、采办、使用、技术保障和处置过程中所需的各种人员费用。,2024/11/15,9,系统的寿命周期费用(LCC)定义：系统的寿命周期费用（Lif,使用费用不断增长,2024/11/15,10,使用费用不断增长2023/10/810,现代系统设计思想的转变的主要体现,性能向效能的延伸，体现了从性能特性向系统全面特性（性能特性十专门特性）的延伸；,采购费用向寿命周期费用的延伸，体现了对系统经济性的考虑更加全面完善；,权衡对象的延伸，从“花最少的钱实现性能最好的系统”延伸到“以最小的寿命周期费用实现效能最好的系统”。,2024/11/15,11,现代系统设计思想的转变的主要体现性能向效能的延伸，体现了从,现代系统设计思想与传统设计思想的比较,2024/11/15,12,现代系统设计思想与传统设计思想的比较2023/10/812,2024/11/15,13,可靠性研究与应用的目的和意义,什么是产品可靠性,？,产品的属性：故障,人总是要生病。从生理学上讲，人也可以看成是,产品,或,机器,持久保持其功能,/,性能的能力，不出现问题、不发生 故障，为用户所用,电冰箱用,710,年不出故障，捷达轿车,“,皮实,”,可靠性高,定义：,是指产品在,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,“,规定,”,(,“,规定条件,”,、,“,规定时间,”,、,“,规定功能,”,）,2023/10/813可靠性研究与应用的目的和意义什么是产品,2024/11/15,14,可靠性研究与应用的目的和意义,为什么要搞可靠性？,世界上没有永恒的事物,产品故障会造成巨大的损失,经济损失,人员安全,武器装备丧失战斗力,政治、社会问题,2023/10/814可靠性研究与应用的目的和意义为什么要搞,2024/11/15,15,可靠性研究与应用的目的和意义,为什么要搞可靠性？,技术的进步、信息时代,产品，特别是飞机、武器装备等日益,复杂化、高科技,载人航天、绕月探测工程,美国人的火星探测,人类的生活在,20,、,21,世纪发生了巨大的变化,人们对可靠性的要求,日益提高,现代高科技产品对可,靠性高要求,2023/10/815可靠性研究与应用的目的和意义为什么要搞,2024/11/15,16,可靠性研究与应用的目的和意义,为什么要搞可靠性？,高可靠是武器装备战斗力的保障,提高武器装备的效能,减少装备维修,减少装备全寿命周期费用,综合效能,功能,/,性能，款式、构型等,可靠性,(,寿命,),、维修性、产品支援,质量,价格,/,使用费用,2023/10/816可靠性研究与应用的目的和意义为什么要搞,2024/11/15,17,可靠性工程概述,可靠性工程（,RE,）概念,为,达到,产品的,可靠性要求,而进行的一套,设计,、,研制,、,生产,和,试验,工作；设计分析、试验与验证、管理、信息与评估,RE,是,可靠性系统工程,的一个分支，是可靠性系统工程的,核心,，和首要任务。产品的可靠性是,设计、生产和管理,出来的,可靠性工程装备开发,系统工程,的一个分支。服从装备开发系统工程和工程过程的基本规律,2023/10/817可靠性工程概述可靠性工程（RE）概念,2024/11/15,18,可靠性工程的发展,萌芽期,20,世纪,40,年代是可靠性萌芽时期，,1943,年美国成立了电子管研究委员会专门研究电子管的可靠性问题；,形成期,1951,年美国,航空无线电通信公司,(,ARINC),开始了最早的一个可靠性改进计划；,1952,年美国国防部成立了电子设备可靠性咨询组,(AGREE),；,1955,年,AGREE,开始实施从设计、试验、生产到交付、储存和使用的全面的可靠性发展计划，并于,1957,年发表了,军用电子设备可靠性,的研究报告，从,9,个方面阐述了可靠性设计、试验及管理的程序及方法，确定了美国可靠性工程的发展方向，成为可靠性发展的,奠基性,文件，标志着可靠性已经成为一门,独立的学科,，是可靠性工程发展的,重要里程碑,。,2023/10/818可靠性工程的发展萌芽期,2024/11/15,19,可靠性工程的发展,成熟与综合发展,20,世纪,60,年代,70,年代,是可靠性工程全面发展和步入成熟的阶段。美国在许多武器装备中推行可靠性工程，美军形成了一系列较完善的标准,20,世纪,80,年代以来，可靠性向更广泛和更深入的方向发展，并以武器装备的效能为目标，将可靠性、维修性和保障性有机的综合在一起，形成可靠性系统工程,我国从,20,世纪,80,年代，才真正在武器装备中开展可靠性工程；,21,世纪初，可靠性工程在我国全面深入的研究与应用,2023/10/819可靠性工程的发展成熟与综合发展,2024/11/15,20,可靠性工程内涵及其外延,产品特性,系统失效,(,不可靠,),2023/10/820可靠性工程内涵及其外延产品特性系统失效,2024/11/15,21,可靠性工程内涵,可靠性工程范畴,系统,/,产品的可靠性要求或目标,可靠性的设计分析,建模、预计、,FMEA,、,FTA,风险分析等,可靠性试验与评价,环境应力筛选,(ESS),可靠性增长试验等,可靠性验证试验等,可靠性信息,可靠性管理,2023/10/821可靠性工程内涵可靠性工程范畴,2024/11/15,22,可靠性工程内涵,可靠性工程理论基础,交叉型学科,可靠性的理论基础,宏观：系统学、概率论、统计学,微观：其他学科：材料学、力学等等,应用理论,系统工程,可靠性设计分析技术,可靠性试验技术,可靠性评估技术,可靠性信息管理,可靠性管理,2023/10/822可靠性工程内涵可靠性工程理论基础,2024/11/15,23,可靠性工程内涵,质量与可靠性关系,从广义质量观看，质量涵盖可靠性,从狭义的质量观看，就是,“,符合性质量,”,可靠性毕竟与狭义的质量管理还是有很大区别的，质量出了问题，往往批次性很强,可靠性是更深层次的与设计、工艺相关的,根本性问题,。有些企业对于可靠性工程有一种错误观念，认为可靠性工程是质量部门的事情，而设计部门却很少人员参与。,产品的可靠性是在设计阶段就已经决定了,在用户使用过程中，均是,“,可靠性,”,问题,2023/10/823可靠性工程内涵质量与可靠性关系,2024/11/15,24,可靠性工程内涵,可靠性的几个概念,时间域的概率度量,按用户,/,生产方分类,固有可靠性,使用可靠性,按分析角度分类,基本可靠性：,产品在规定的条件下，无故障的持续时间或概率,在没有后勤保障情况下系统工作能力的度量,考虑所有需要维修保障的故障,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,系统完成任务能力的度量,只考虑引起任务失败的故障,2023/10/824可靠性工程内涵可靠性的几个概念,2024/11/15,25,可靠性工程内涵,浴盆曲线,典型的故障率模型，许多产品故障率呈此模型,分为三个阶段：,早期寿命区：故障率随时间而降低*,恒定故障率区：故障率保持不变*,耗损区：故障率随时间而增加*,器件的缺陷，制造的缺陷或储存运输的原因造成的故障,产品进入成熟期，故障多为偶然原因造成,产品进入耗损期，故障多为老化、耗损，物理化学机理,通过浴盆曲线,确定保修期,确定使用寿命,零部件更换时间,2023/10/825可靠性工程内涵浴盆曲线器件的缺陷，制造,2024/11/15,26,可靠性工程内涵,系统可靠性的概念,一个产品或系统是由众多的单元组成的，如飞机、神州号飞船、洗衣机,系统的可靠性是其各组成单元的可靠性的概率逻辑组合,分析,/,计算系统可靠性，需要建立系统可靠性模型,系统可靠性的设计与分析方法,系统性,统计学,系统自身的特性,其他专门的专业学科,2023/10/826可靠性工程内涵系统可靠性的概念,2024/11/15,27,可靠性工程内涵,可靠性工程特点,全寿命,(,寿命剖面,与,任务剖面,),综合性,需求分析、设计、管理、试验、制造与使用,围绕“,故障,”,并行工程,交叉型学科,导致故障的原因,:,系统设计和结构、元件的可靠性,使用环境,制造缺陷,预防维修和计划维修等,2023/10/827可靠性工程内涵可靠性工程特点导致故障的,2024/11/15,28,可靠性工作项目,可靠性及其工作项目要求的确定,确定可靠性要求,确定可靠性的定性、定量要求,确定可靠性工作项目要求,根据产品特点、选择确定可靠性工作项目,(,以,GJB450A,为依据,),将可靠性工程工作，纳入型号研制中,2023/10/828可靠性工作项目可靠性及其工作项目要求的,2024/11/15,29,可靠性工作项目,可靠性管理,制定可靠性计划,(,甲方,),制定可靠性工作计划,(,承制方,),对承制方、转承制方和供应方的监督与控制,可靠性评审,建立故障报告、分析和纠正措施系统,建立故障审查组织,可靠性增长管理,可靠性设计分析,建立可靠性模型,可靠性分配,2023/10/829可靠性工作项目可靠性管理,2024/11/15,30,可靠性工作项目,可靠性预计,故障模式、影响及危害性分析,故障树分析,潜在分析,电路容差分析,制定可靠性设计准则与符合性检查,元器件、零部件和原材料选择与控制,确定可靠性关键产品,确定功能测试、包装、贮存、装卸、运输和维修对产品可靠性的影响,2023/10/830可靠性工作项目,2024/11/