可靠性基础知识及试验ppt课件

可靠性基础知识Prepared by:盛国辉2主要内容主要内容1.1.可靠性的基本概念可靠性的基本概念 1.1 1.1 质量与可靠性的关系质量与可靠性的关系 1.2 1.2 故障（失效）及其分类故障（失效）及其分类 1.3 1.3 可靠性及其分类可靠性及其分类 1.4 1.4 可靠性指标可靠性指标 1.5 1.5 故障率故障率曲线曲线(浴盆曲线浴盆曲线)2.2.可靠性试验的基本概念可靠性试验的基本概念 2.1 2.1 可靠性试验可靠性试验及其分类及其分类 2.2 2.2 可靠性试验的目的及影响可靠性试验的目的及影响 2.3 2.3 温度和湿度的了解温度和湿度的了解主要内容1.可靠性的基本概念31、可靠性的基本概念、可靠性的基本概念1.1 质量与可靠性的关系质量与可靠性的关系产品的产品的可靠性可靠性是指产品在使用过程中尽量不出故障、少出故障的一种特性，是是指产品在使用过程中尽量不出故障、少出故障的一种特性，是 产品质量的时间指标，即产品性能随时间保持的能力；产品质量的时间指标，即产品性能随时间保持的能力；性能性能是确定性的慨念，看得见，测得到是确定性的慨念，看得见，测得到可靠性可靠性是不确定性慨念，看不见，测不到。产品出故障是随机的，无法通过仪器是不确定性慨念，看不见，测不到。产品出故障是随机的，无法通过仪器测一下就知道。测一下就知道。产品的产品的可靠性指标可靠性指标是产品完成规定功能的能力是产品完成规定功能的能力;质量检验质量检验是为了验证产品技术性能指标的符合性，是为了验证产品技术性能指标的符合性，可靠性鉴定试验可靠性鉴定试验为了验证产品在规定的时间区间内尽量不出故障的能力；为了验证产品在规定的时间区间内尽量不出故障的能力；质量管理强调产品生产过程中的质量控制，质量管理强调产品生产过程中的质量控制，可靠性管理则强调产品开可靠性管理则强调产品开 发早期的可靠性设计技术及产品定型阶段的可靠性鉴发早期的可靠性设计技术及产品定型阶段的可靠性鉴 定试验定试验.产品的不良率产品的不良率p是指产品在检验时刻（是指产品在检验时刻（t=0）的不合格率，的不合格率，产品的失效产品的失效 率率是指产品在一定时间（是指产品在一定时间（t0）区间内的故障比率区间内的故障比率.1、可靠性的基本概念1.1 质量与可靠性的关系41、可靠性的基本概念、可靠性的基本概念1.1.故障：产品或产品的一部分不能或将不能完成故障：产品或产品的一部分不能或将不能完成 预定功能的事件或状态预定功能的事件或状态(对于可修复的产品对于可修复的产品)对于不可修复的产品也称为失效对于不可修复的产品也称为失效2.2.故障分类故障分类 故障的规律故障的规律偶然故障、耗损故障偶然故障、耗损故障 故障的后果故障的后果致命性故障、非致命性故障致命性故障、非致命性故障 故障的统计特性故障的统计特性独立故障、从属故障独立故障、从属故障(评价产品可靠性时只统计评价产品可靠性时只统计独立故障独立故障)1、可靠性的基本概念1.2、故障（失效）及其分类1.故障：产51、可靠性的基本概念、可靠性的基本概念1 1.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。可靠度：可靠度：可靠性的概率度量可靠性的概率度量产品是指硬件和流程性材料等有形产品以及软件等无形产品产品是指硬件和流程性材料等有形产品以及软件等无形产品使用环境越恶劣，产品可靠性越低。工作时间越长，产品可靠性越低。可靠性与时使用环境越恶劣，产品可靠性越低。工作时间越长，产品可靠性越低。可靠性与时间呈递减函数关系间呈递减函数关系规定功能指产品规格书中给出的正常工作的性能指标规定功能指产品规格书中给出的正常工作的性能指标2.2.产品的可靠性分类产品的可靠性分类固有可靠性固有可靠性：产品在设计、制造中赋予的，是：产品在设计、制造中赋予的，是固有的也是开发者可以控制的固有的也是开发者可以控制的使用可靠性使用可靠性：产品在实际：产品在实际使用过程中表现出的一种性能的保持使用过程中表现出的一种性能的保持能力的特征，要能力的特征，要 考虑产品的安装、操作使用和维修保障以及固有可靠性的影响考虑产品的安装、操作使用和维修保障以及固有可靠性的影响基本可靠性基本可靠性：产品在：产品在规定条件下无故障的持续时间规定条件下无故障的持续时间或概率或概率 反应产品对维修人力的要求，应统计产品的所有寿命单位和所有故障反应产品对维修人力的要求，应统计产品的所有寿命单位和所有故障任务可靠性任务可靠性：产品在规定的：产品在规定的任务剖面内完成规定功能的能力任务剖面内完成规定功能的能力 仅考虑在任务期间发生的影响完成任务的故障仅考虑在任务期间发生的影响完成任务的故障1、可靠性的基本概念1.可靠性：产品在规定的条件下和规定的时61、可靠性的基本概念、可靠性的基本概念1.4 可靠性指标可靠性指标 可靠度可靠度R(t);故障率故障率(t)平均寿命平均寿命MTTF/MTBF(1)(1)可靠度可靠度R(t)R(t)产品在规定的时间和条件下产品在规定的时间和条件下,完成规定功能的概率定义为产品的完成规定功能的概率定义为产品的“可靠度可靠度”R(t);R(t);R(t)=P(Tt)P(Tt)R(t)=P(Tt)P(Tt)就是产品使用时间就是产品使用时间T T大于规定时间大于规定时间t t的概率的概率;可靠度的估计值可靠度的估计值:R(t)=R(t)=到到t t时刻未失效样品数时刻未失效样品数N Ns s(t)(t)试验样品数试验样品数N N0 0 (r(t):到到t时刻失效样品数时刻失效样品数)R(t)R(t)基本上是服从指数分布的基本上是服从指数分布的,R(t)=eR(t)=e-t-t(2)故障率故障率(t)指产品工作到某时刻尚未失效，在该时刻后单位时间内发生失效的概率指产品工作到某时刻尚未失效，在该时刻后单位时间内发生失效的概率;(t)=t时刻后单位时间内发生故障的产品数时刻后单位时间内发生故障的产品数 t时刻时仍正常的产品数时刻时仍正常的产品数.1、可靠性的基本概念1.4 可靠性指标可靠度R(t)(2)71、可靠性的基本概念、可靠性的基本概念(3)平均寿命平均寿命 平均寿命是指产品从投入运行到发生故障的平均工作时间平均寿命是指产品从投入运行到发生故障的平均工作时间.对于不维修产品对于不维修产品,称之为失效前平均时间称之为失效前平均时间MTTF:Mean time to failure,MTTF=0 0tf(t)dtf(t)dt t =0 0R(t)dR(t)dt t,(当产品寿命服从指数分布，当产品寿命服从指数分布，(t)=(t)=常数时常数时,MTTF=MTTF=1/););对于可维修产品对于可维修产品,平均寿命是指产品两次相邻故障间的平均工作平均寿命是指产品两次相邻故障间的平均工作 时间时间MTBF:Mean time between failure,MTBF:Mean time between failure,MTBF=0 0tf(t)dtf(t)dt t =0 0R(t)dR(t)dt t，(当产品寿命服从指数分布，当产品寿命服从指数分布，(t)=(t)=常数时常数时,MTBF=MTBF=1/);（其中（其中T为总试验时间）为总试验时间）1、可靠性的基本概念(3)平均寿命（其中T为总试验时间）81、可靠性的基本概念、可靠性的基本概念产品典型的故障率曲线产品典型的故障率曲线(t)(t)故障率故障率t时间时间AB使用寿命使用寿命偶然失效期偶然失效期早期失效期早期失效期耗损失效期耗损失效期维修后故维修后故障率下降障率下降规定的规定的故障率故障率1、可靠性的基本概念产品典型的故障率曲线(t)故障率t时间92、可靠性试验的基本概念、可靠性试验的基本概念1.可靠性试验可靠性试验是对产品的可靠性进行调查、分析和评价的一种手段是对产品的可靠性进行调查、分析和评价的一种手段。不仅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、合不仅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，格与不合格等，更主要的目的是更主要的目的是通过对产品的可靠性试验通过对产品的可靠性试验发现产品设计、元器件发现产品设计、元器件 、零部件、原材料、零部件、原材料 和工艺方面的缺陷，和工艺方面的缺陷，以便采取有效的纠正措施，使产品可靠以便采取有效的纠正措施，使产品可靠 性增长。性增长。2.可靠性试验分类可靠性试验分类 实验室试验实验室试验:是在规定的受控条件下的试验是在规定的受控条件下的试验 现场试验现场试验:是产品在典型使用现场所进行的试验是产品在典型使用现场所进行的试验可靠性试验可靠性试验:工程试验工程试验-环境应力筛选试验环境应力筛选试验/可靠性增长试验可靠性增长试验 统计试验统计试验-可靠性测定试验可靠性测定试验/可靠性鉴定试验可靠性鉴定试验/可靠性验收试验可靠性验收试验2、可靠性试验的基本概念1.可靠性试验是对产品的可靠性进行调102、可靠性试验的基本概念、可靠性试验的基本概念环境应力筛选试验环境应力筛选试验：通过在产品上施加一定的环境应力，以剔除由不良元：通过在产品上施加一定的环境应力，以剔除由不良元 件、零部件或工艺件、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。缺陷引起的产品早期故障的一种工序或方法。环境应力不必模拟真实环境条件，但不应超过产品能耐受的极限。环境应力不必模拟真实环境条件，但不应超过产品能耐受的极限。电子产品施加最有效的环境应力是随机振动和温度循环应力。电子产品施加最有效的环境应力是随机振动和温度循环应力。删除材料和制造工艺缺点排除产品早期故障。但不能提高产品固有可靠性删除材料和制造工艺缺点排除产品早期故障。但不能提高产品固有可靠性可靠性增长试验可靠性增长试验：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：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。环节再现而进行的试验。规定的环境应力可以是实际环境应力、模拟环境应力或加速环境应力规定的环境应力可以是实际环境应力、模拟环境应力或加速环境应力 暴露产品故障隐患进行设计改进提高其固有可靠性。试验暴露产品故障隐患进行设计改进提高其固有可靠性。试验分析分析改进改进 试验本身不能提高产品可靠性，只有采取有效纠正措施来防止产品出现重试验本身不能提高产品可靠性，只有采取有效纠正措施来防止产品出现重 复故障之后，产品可靠性才能提高。复故障之后，产品可靠性才能提高。可靠性测定试验：可靠性测定试验：测定产品可靠性水平的试验。测定产品可靠性水平的试验。摸清产品当前达到的水平和问题。摸清产品当前达到的水平和问题。通过定时截尾或定数截尾试验估计通过定时截尾或定数截尾试验估计MTBF2、可靠性试验的基本概念环境应力筛选试验：通过在产品上施加112、可靠性试验的基本概念、可靠性试验的基本概念可靠性鉴定试验可靠性鉴定试验:验证开发的产品的可靠性是否与规定的可靠性要求一致，验证开发的产品的可靠性是否与规定的可靠性要求一致，用具有代表性的产品在规定条件下所作的试验。用具有代表性的产品在规定条件下所作的试验。验证产品是否达到设计的可靠性指标，是一种验证试验验证产品是否达到设计的可靠性指标，是一种验证试验;可靠性验收试验可靠性验收试验:用已交付或可交付的产品在规定条件下所做的试验，以验用已交付或可交付的产品在规定条件下所做的试验，以验 证产品的可靠性不随生产期间工艺、工装、工作流程、零证产品的可靠性不随生产期间工艺、工装、工作流程、零 部件质量的变化而降低，目的是确定产品是否符合规定的部件质量的变化而降低，目的是确定产品是否符合规定的 可靠性要求。可靠性要求。验证产品是否仍保持可靠性鉴定时的指标验证产品是否仍保持可靠性鉴定时的指标.2、可靠性试验的基本概念可靠性鉴定试验:验证开发的产品的122、可靠性试验的基本概念、可靠性试验的基本概念2、可靠性试验的基本概念2.2可靠性试验的目的及影响132、可靠性试验的基本概念、可靠性试验的基本概念2、可靠性试验的基本概念14湿度湿度是干燥空气的水（水蒸汽）结合到何种程度的一个指标，随着各是干燥空气的水（水蒸汽）结合到何种程度的一个指标，随着各个时期温度的高低不同发生各种各样的变化。（空气中水蒸汽的含有个时期温度的高低不同发生各种各样的变化。（空气中水蒸汽的含有量量 ）温度温度是热能的一个指标，我们必须通过某一个物质的介入才能对其大是热能的一个指标，我们必须通过某一个物质的介入才能对其大小进行具体的判定小进行具体的判定。绝对湿度绝对湿度：是指：是指1 1m m3 3气体中所含水蒸汽的质量。单位：气体中所含水蒸汽的质量。单位：g/mg/m3 3相对湿度：相对湿度：是指在某一温度下一定的体积中所含有的水蒸汽的质量与是指在某一温度下一定的体积中所含有的水蒸汽的质量与相同温度下相同体积的气体中含有的饱和水蒸汽的质理比。或者指一相同温度下相同体积的气体中含有的饱和水蒸汽的质理比。或者指一某温度下气体中含水蒸汽的压力与相同温度下饱和水蒸汽压之比。单某温度下气体中含水蒸汽的压力与相同温度下饱和水蒸汽压之比。单位：位：%RH8585，100%RH100%RH时绝对湿度为时绝对湿度为350 350 g/mg/m3 32、可靠性试验的基本概念、可靠性试验的基本概念湿度是干燥空气的水（水蒸汽）结合到何种程度的一个指标，随着各15THANK YOU !THANK YOU !