可靠性与可靠性工程

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,*,*,2024/11/11,1,可靠性与可靠性工程,Reliability Engineering,主讲,:,陈卫东,第一讲,2024/11/11,2,内容提要,可靠性研究与应用的目的和意义,可靠性工程概述,可靠性工程的开展,可靠性工程的范畴与理论,可靠性工程特点,可靠性工程,2024/11/11,3,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,2024/11/11,4,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,人员平安,武器装备丧失战斗力,政治、社会问题,2024/11/11,5,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,2024/11/11,6,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,2024/11/11,7,可靠性工程概述,可靠性工程RE概念,为到达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根本规律,2024/11/11,8,可靠性工程的开展,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方案；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开展方案，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开展方向，成为可靠性开展的奠基性文件，标志着可靠性已经成为一门独立的学科，是可靠性工程开展的重要里程碑。,2024/11/11,9,可靠性工程的开展,成熟与综合开展,20世纪60年代70年代,是可靠性工程全面开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开展，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,2024/11/11,10,可靠性工程内涵及其外延,产品特性,系统失效,(,不可靠,),2024/11/11,11,可靠性系统工程,可靠性系统工程,可靠性工程,可靠性、平安性(系统平安性工程),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，以可靠性为中心的维修(RCM)：,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,2024/11/11,12,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,2024/11/11,13,可靠性工程内涵,可靠性工程理论根底,交叉型学科,可靠性的理论根底,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,2024/11/11,14,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,2024/11/11,15,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,根本可靠性：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,2024/11/11,16,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,2024/11/11,17,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,2024/11/11,18,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,预防维修和方案维修等,2024/11/11,19,可靠性工作工程,可靠性及其工作工程要求确实定,确定可靠性要求,确定可靠性的定性、定量要求,确定可靠性工作工程要求,根据产品特点、选择确定可靠性工作工程(以GJB450A为依据),将可靠性工程工作，纳入型号研制中,2024/11/11,20,可靠性工作工程,可靠性管理,制定可靠性方案(甲方),制定可靠性工作方案(承制方),对承制方、转承制方和供给方的监督与控制,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,2024/11/11,21,可靠性工作工程,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,制定可靠性设计准那么与符合性检查,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,2024/11/11,22,可靠性工作工程,有限元分析,耐久性分析,可靠性试验与评价,可靠性验证,环境应力筛选,可靠性研制试验,可靠性增长试验,可靠性鉴定试验,可靠性验收试验,可靠性分析评价,寿命试验,2024/11/11,23,可靠性工作工程,使用可靠性评估与改进,使用可靠性信息收集,使用可靠性评估,使用可靠性改进,2024/11/11,24,可靠性工程工作流程,可靠性工程工作流程,2024/11/11,25,系统设计阶段的可靠性设计分析流程,系统设计阶段的可靠性设计分析流程,2024/11/11,26,面临的问题,认识缺乏、重视不够，被动应付,急于求成 长期效应,现成工具技术的成熟,既有管理，也有技术问题，更多是管理问题,可靠性人员的地位问题、人员素质问题,可靠性数据与经验的积累和升华很不够,没有完全纳入产品的研发体系中有组织无纪律,可靠性人员与专业设计人员的融合问题,产品的使用环境与使用模式认识不清,2024/11/11,27,面临的问题,技术手段的局限性,目前的以系统学与概率论为根底的系统可靠性方法的局限性，不能从根本上解决问题,设计人员不知道如何设计可靠性数字游戏,现有的可靠性方法操作性差,针对具体的微观问题缺乏技术手段,机械产品的非标准化与根底数据的缺乏,高可靠性、长寿命，以及储存可靠性问题缺乏技术手段,2024/11/11,28,谢谢大家,2024/11/11,29,寿命周期与寿命剖面,产品从制造到寿命终结或退出使用这段时间内所经历的全部事件和环境的时序描述。它包含一个或多个任务剖面。通常把产品的寿命剖面分为后勤和使用两个阶段,2024/11/11,30,寿命剖面例如,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,2024/11/11,31,任务剖面,产品在完成规定任务这段时间内所经历的事件和环境的时序描述。任务剖面一般应包括：,产品的工作状态；,维修方案；,产品工作的时间与顺序；,产品所处的环境,(,外加的与诱发的,),的时间与顺序；,任务成功或致命故障的定义。,2024/11/11,32,任务剖面例如,2024/11/11,33,谢谢,