可靠性基础知识

1.什么是可靠性？可靠性如何分类？

可靠性的定义是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。

定义中的“三个规定”是理解可靠性概念的核心。

可靠性的分类：

　　固有可靠性：产品在设制造中赋予的可靠性。

　　

　　使用可靠性：产品在使用中表现出的一种能力特性，它与固有可靠性、安装、操作、维修等有关。

　　基本可靠性：产品在规定条件下无故障的持续时间或概率。

　　

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。

2.什么是故障？故障如何分类？

　故障：产品不能或将不能完成规定功能的事件或状态称为故障。

　故障分类：按故障规律分：偶然故障和耗损故障。

按故障后果分：致命性故障和非致命性故障。

按故障统计规律分：独立故障和从属故障。

3.什么是维修性可用性的概念？

　　维修性：产品在规定条件下和规定的时间内，按规定的程序和方法进行维修时，保持或恢复规定状态的能力。

　　可用性：产品在规定的条件下和规定时间内，处于可执行规定功能状态的能力。

　　　可靠性是从延长其政常工作时间来提高产品可用性，而维修性是从缩短其停机时间来提高可用性。

4.什么是产品的可靠度？累积故障概率？故障密度函数？

　　　产品在规定时间内和规定的条件下，完成规定功能的概率称为可靠度，记作R(t).

产品在规定时间内和规定的条件下,丧失规定功能的概率称为累积故障概率，记作F(t).

　　　产品工作到时刻t以后的一个单位时间内，产品的故障数与产品的总数之比，记作F(t)。

　　　F(t)是累积故障概率F(t)的导数。

5.什么是平均故障前时间和平均故障间隔时间？

　批产品故障时间的平均称为平均寿命。对不可修复产品来讲即平均故障前时间（MTTF）,对可修复产品来讲即平均故障时间（MTBF）。

6.可靠性与产品质量的关系是什么？

　　　产品质量是产品的一组固有特性满足顾客和其他相关方要求的能力。顾客购买产品时对产品一组固有特性的要求是多方面的，其中包括性能特性、专门特性、时间性、适应性等。性能特性用性能指标表示，时间性指的是产品的开发和供应者能否及时提供给顾客需要的产品，也就是产品的交货期，这也是顾客能直观地作出决策的。产品适应性也是顾客可以直观得出结论的。在质量特性中唯独是顾客最关心，但也是顾客难于直观判断的。所谓专门特性包括可靠性、维修性和保障性等。总之，产品可靠性是产品性能随时间的保持能力，换名话说，要长时间的保持性能就是不要出故障，不出故障或出了故障能很快维修是产品很重要的质量特性。

7.什么是产品的故障率？

　　　工作到某时刻尚未发生故障的产品，在该时刻后单位时间内发生故障的概率，称之为产品的故障率。

　　故障率一般用λ（t）表示

　　一般情况下，λ（t）可用下式进行工程计算：

△r(t)

Ns(t)△t





　　　　　　　　λ（t）=



式中：△r(t)----- t时刻后，△t时间内的发生故障的产品数：

△ t----所取时间间隔：

Ns(t)-----在t时刻没有发生故障的产品数。

　　　　对于低故障率的元器件常以10-9/h为故障率的单位，称之为菲特（Fit）

8.什么是浴盆曲线？它有什么规律？

大多数产品的故障率随时间的变化曲线形似浴盆，故将故障率曲线称为浴盆曲线。产品故障机理虽然不同，但产品的故障率随时间的变化大致可分为三个阶段：

1）早期故障阶段

在产品投入使用的初期，产品的故障率较高，且存在迅速下降的特征。

2）偶然故障阶段

在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，且基本处于平衡状态，可以近似认为故障率为常数，这一阶段就是偶然故障期。

3）耗损故障阶段

在产品投入使用相当长时间后，产品进入耗损故障期，其特点是产品的故障率迅速上升，很快出现大量的产品故障或报废。

9.平均故障前时间MTTF的公式是什么？

设N0个不可修复的产品在同样条件下进行试验，测得其全部故障时间为t1，t2…，tN0。

其平均故障前时间（MTTF）:

1

N0

i=1

N0





MTTF= ∑ ti

∞

0

∞

0





当N0趋向无穷时，MTTF=∫tf(t)dt=∫R(t) dt

∞

0

1

λ





当产品的寿命服从指数分布时MTTF=∫e-λt=



10.如何计算平均故障间隔时间MTBF？

　一个可修产品在使用过程中发生了N0次故障，其中包括每次故障修复后又重新投入使用而发生的故障，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：

i=1

N0

1

N0

T

N0





　　　　　　　　MTBF= Σ ti=



T为产品的总工作时间。对完全修复产品有：MTBF=MTTF。

11.什么是产品的贮存寿命？

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。是产品贮存可靠性的一种度量参数。

12.什么是平均修复时间（MTTR）?

平均修复时间是在规定和规定时间内，产品在任一规定的维修级别上修复，其维修总时间与在该级别上被修复产品的故障总数之比。即

1

n

i=1

N0





MTTR= ∑ ti



其中ti：第i次维修时间：n：修复次数。

13.什么是可靠性模型？如何计算串并联模型的可靠度？

可靠性模型包括可靠性框图和可靠性数学模型。产品典型的可靠性模型有串联模型和并联模型。

14.什么是故障模式，影响及危害性分析（FMECA）.

FMECA是确定产品所有可能的故障模式，并根据对故障模式的分析，确定每种故障模式对产品工作影响，找出单点故障，并按故障模式的严酷度及其发生概率确定其危害性。FMECA包括故障模式及影响分析(FMEA)和危害性分析(CA).

故障模式和影响分析(FMEA)是产品设计过程中，通过对产品各组成单元潜在的各种故障模式及其对产品功能的影响进行分析，提出可能采取的预防改进措施，以提高产品可靠性的一种设计分析方法。

危害性分析(CA)是FMEA中确定的每一种故障模式按其严重程度类别及发生概率的综合影响加以分类，以便全面地评价各种可能出现的故障模式的影响。

15.什么是可靠性测定试验？

可靠性测定试验是通过试验测定产品 的可靠性水平，可靠性测定试验往往采用截尾试验的方法。截尾试验又分为定数和定时截尾两种。

16.什么是可靠性管理的基本原则和方法？

可靠性管理的基本原则用：

1）可靠性工作必须从头开始：

2）可靠性管理是产品系统工程管理的重要组成部分：

3）可靠性工作必须遵循预防为主、早期投入的方针：

4）可靠性管理应重视和加强可靠性信息工作和故障报告、分析和纠正措施系统：

5）贯彻可靠性维修性等标准和有关法规，制定并实施产品开的可靠性保证大纲：

6）严格技术状态管理：

7）坚持一次成功的思想：

8）严格进行可靠性评审。

可靠性管理的基本方法是计划、组织、监督和控制。