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可靠性研究与应用的目的和意义什么是产品可靠性?,3,1.1,可靠性研究与应用的目的和意义,为什么要研究可靠性?,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,31.1可靠性研究与应用的目的和意义为什么要研究可靠性?,4,1.1,可靠性研究与应用的目的和意义,为什么要研究可靠性?,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,41.1可靠性研究与应用的目的和意义为什么要研究可靠性?,5,0.6,0.865,0.925,0.865,0.52,0.8,1.1,可靠性研究与应用的目的和意义,为什么要研究可靠性?,高可靠是设备工作力的保障,提高设备的效能,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,50.60.8650.9250.8650.520.81.1,6,1.1,可靠性研究与应用的目的和意义,可靠性的重要性,例如,美国的宇宙飞船阿波罗工程有,700,多万只元器件 和零件,参加人数达,42,万人,参与制造的厂家达,1,万,5,千多家,生产周期达数年之久。象这样庞大的复杂系统,一旦某一个元件或某一个部件出现故障,就有可能造成整个工程失败,造成巨大损失。,所以可靠性问题特别突出,不专门进行可靠性研究是,难于保证系统可靠性的。,61.1可靠性研究与应用的目的和意义可靠性的重要性,7,1.1,可靠性研究与应用的目的和意义,可靠性工程的重要性主要表现在三个方面:,1.,高科技的需要,2.,经济效益的需要,3.,政治声誉的需要,总之,无论是人民群众的生活,国民经济建设的需要出发,还是从国防、科研的需要出发,研究可靠性问题是具有深远的现实意义。,71.1可靠性研究与应用的目的和意义可靠性工程的重要性主要,8,1.1,可靠性研究与应用的目的和意义,可靠性与经济性,1.可用率提高5%(美国电站):相当于节省84亿美元开支,等于装机3400万,KW,,节省耗油90万桶。有专家认为即使成本提高10%,能获得可靠性提高10%也是合算的。,2.全寿命成本下降总费用下降,以国内电视机为例:早期维修费 19.6亿元。如果平均寿命从500小时提高到1000小时,维修费只需2.3亿元。,因此需要可靠性、性能、经济之间达到某种平衡。,从政治方面考虑,无论哪个国家,产品的先进性和可靠性对提高这个国家的国际地位、国际声誉及促进国际贸易发展都起很大的作用。,81.1可靠性研究与应用的目的和意义可靠性与经济性,9,1.1,可靠性研究与应用的目的和意义,可靠性工程发展的必然性,1.1963年美国航空兵飞机每飞行一万小时就有1.46次事故,年重大事故514次事故毁机275架,死亡驾驶员222人,损失,2.8,亿美元。,2.1984年墨西哥天然气大爆炸死500人,120万撤离。,3.1984年印度联合碳化物农药厂450吨甲基氰酸池泄漏,死亡2347人,伤4万人。,4.1986年前苏联切尔诺贝利核事故,300人死亡后患30年。,5.1986年美国挑战者号爆炸性,7宇航员遇难。,91.1可靠性研究与应用的目的和意义可靠性工程发展的必然性,10,可靠性工程发展的必然性,随着工业设备容量、参数的日益身高,因事故或故障引起的损失也随之增大;反之,提高设备可靠性的效益也显著增大。,一台,600MW,的发电机组强迫停运一天,少发电,14400 MW.h,,使电厂收入减少,432,万元。,2001,年,2,月,22,日,由于大雾天气造成辽沈地区发生大面积停电事故,直接经济损失大,1000,万元,间接经济损失,1,亿多元。,1.1,可靠性研究与应用的目的和意义,10可靠性工程发展的必然性1.1可靠性研究与应用的目的和意,11,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(,VTD,)专门研究电子管的可靠性问题。,与此同时,德国通过对导弹系统的研究,也发现了可靠性的重要作用。,形成期,1951,年,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,。,1.2,可靠性的发展概况,11萌芽期1.2 可靠性的发展概况,12,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。,日本,1956,年引进可靠性技术,并成立了电子管寿命研究小组;,1958,年成立了可靠性研究会;,1971,年召开第一届可靠性学术讨论会。,英国1962年出版可靠性与微电子学,法国成立可靠性中心。,前苏联1964年及东欧召开可靠性学术会议。,1965年国际电子技术委员会设立可靠性技术委员会,1977年改名为可靠性与维修性技术委员会,。,1.2,可靠性的发展概况,12成熟与综合发展1.2 可靠性的发展概况,13,1.2,可靠性的发展概况,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。,131.2 可靠性的发展概况20世纪80年代以来,可靠性向,14,1.2,可靠性的发展概况,可靠性工程在未来会得到更大的重视,1.产品复杂程度不断增加,2.产品的工作环境日益严酷,3.提高产品经济性的需要,4.国内外竞争形式的需要,141.2 可靠性的发展概况可靠性工程在未来会得到更大的重,15,1.2,可靠性的发展概况,航空运输的可靠性,航空运输的优势:速度快、运量大、安全性高,飞机旅行造成多人伤亡的事故率约为,三百万分之一,。现在飞机的事故率已经降至汽车的,1/20,火车的,1/10,。,航空运输的风险:客机在有效使用期内的风险小于百万分之一,151.2 可靠性的发展概况航空运输的可靠性,16,1.3,可靠性的概念,工业产品的质量通常包括三个方面的指标:,1,、性能指标:代表了产品的使用价值。,2,、可靠性指标:固有可靠性、使用可靠性等。,3,、维修性指标:可修复产品的维修难易程度。,161.3 可靠性的概念工业产品的质量通常包括三个方面的指,17,1.3,可靠性的概念,产品特性,171.3 可靠性的概念产品特性,18,1.3,可靠性的概念,可靠性系统工程,可靠性工程,可靠性、安全性,(,系统安全性工程,),维修性工程与维修工程,维修性产品固有的特性:反映产品是否好修,维修:为保持,/,恢复产品可用状态所开展的活动,维修的方式与级别,,RCM,:以可靠性为中心的维修,测试与测试性:故障诊断,综合保障,/,产品支援,保障性:好保障、保障好,维修设备与人员,备件与维修网点,(,维修级别,),用户资料与培训等,181.3 可靠性的概念可靠性系统工程,19,1.3,可靠性的概念,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,191.3 可靠性的概念可靠性工程范畴,20,1.3,可靠性的概念,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,201.3 可靠性的概念可靠性工程理论基础,21,1.3,可靠性的概念,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,211.3 可靠性的概念质量与可靠性关系,22,1.3,可靠性的概念,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,221.3 可靠性的概念可靠性的几个概念,23,1.3,可靠性的概念,可靠性定义,产品在,规定条件,下,,规定时间,内,完成,规定功能,的能力。,1.产品:可以是一个小零件,也可以指一个大系统。,2.规定条件:主要是指使用条件和环境条件。,3.规定时间:包括产品的运行时间、飞机起落架的起飞着陆次数、循环次数或旋转次数等。,产品可靠性是非确定性的,并且具有概率性质和随机性质。,维修性定义,在规定条件下和规定时间内,按规定的程序和方法进行维修,
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