第一(yī)節 可(kě)靠性定義

一(yī)、可(kě)靠性定義

産品的(de)可(kě)靠性是(shì)指：産品在規定的(de)條件(jiàn)下(₹↓'xià)、在規定的(de)時(shí)間(jiān)內(nèi)完•¶成規定的(de)功能(néng)的(de)能(néng)力。從(cóng)定義本身☆¥σ↓(shēn)來(lái)說(shuō)，它是(sβδ'©hì)産品的(de)一(yī)種能(néng)力，這↔ §(zhè)是(shì)一(yī)個(gè)很(hěn)¥↔©抽象的(de)概念；我們可(kě)以用(yòn'γ©g)個(gè)例子(zǐ)（100個(gè)α≠>學生(shēng)即将參加考試）來(lái)理(lǐ)解這(zhè)個(gè)定‍☆©義，可(kě)靠性就(jiù)是(shì)指：100個(g ‌÷σè)學生(shēng)的(de)考分(fēn)的(de)平均是(sh≈≥ì)多(duō)少(shǎo)？對(duì)這(zh₽☆ ↔è)個(gè)平均分(fēn)的(de)準确性有(yǒu)多(duō)大(dà)把握？分→↓≠(fēn)數(shù)越高(gāo)、把握越大(dà)，∑'可(kě)靠性就(jiù)越高(gāo)。

我國(guó)的(de)可(kě)靠性工>₩(gōng)作(zuò)起步較晚，20世紀70年(nián)代才開(kāi)始在電(diγ§àn)子(zǐ)工(gōng)業(yè)和(hé)航空(kōng)工(gōng)業(yè)£> 中初步形成可(kě)靠性研究體(tǐ)系，并将其應用(y​∑ òng)于軍工(gōng)産品。其他(tā)行(xíng)業(yè)可(kě)靠性工(gō™ε‍ng)作(zuò)起步更晚，差距更大(dà)，與先進國(guó☆↓​→)家(jiā)差距20～30年(nián↔  π)，雖然國(guó)家(jiā)已制(zhì)訂可(®βkě)靠性标準，但(dàn)尚未引起所有(y‍©π‌ǒu)企業(yè)的(de)足夠重視(shì)。

對(duì)産品而言，可(kě)靠性越高(gāo)就(> βjiù)越好(hǎo)。可(kě)靠性高(gāo)的(de)産品，可(kě)以長(cháng)β™ ♥時(shí)間(jiān)正常工(gōng)作(zuò)（這(zhè)正是(sh✘≠÷ì)所有(yǒu)消費(fèi)者需要(yào)得(de)到(dào)↑↕σ&的(de)）；從(cóng)專業(yè)術(shù)語上(shàn®÷÷g)來(lái)說(shuō)，就(jiù)是(shì)産品的(de)可(kě)靠性Ω↕≠越高(gāo)，産品可(kě)以無故障工(↓‌gōng)作(zuò)的(de)時(shí)間(ji$Ω♣ān)就(jiù)越長(cháng)。

二、可(kě)靠性的(de)重要(yào)性 ÷∑

調查結果顯示（如(rú)某公司市(shì)場(chǎng)部2001年(nián)調查記錄≈δ​）：“對(duì)可(kě)靠性的(de)重視(s♣ ✘hì)度，與地(dì)區(qū)的(de)經濟發達程度成正比”。例如(rú)， ±英國(guó)電(diàn)訊（BT）關于可(kě)靠性管理(lǐ)/指标要(yào)求有(yǒ​≥u)産品壽命、MTBF報(bào)告、可(kě)靠性框圖、失效樹(sh×  ù)分(fēn)析（FTA）、可(kě)靠性測試計(j≤εì)劃和(hé)測試報(bào)告等；泰國(guó)隻有(yǒu)MTBF和(hé♠✘)MTTF的(de)要(yào)求；而厄瓜多(★↑§duō)爾則未提到(dào)，隻是(shì)提出環境适應性和(hé)安全性的(de)要(yà₽‌o)求。

産品的(de)可(kě)靠性很(hěn)重要(₩∞‌yào)，它不(bù)僅影(yǐng)響生&•π(shēng)産公司的(de)前途，而且影φ®→₽(yǐng)響到(dào)使用(yòng)者的(de)δ₽✔安全（前蘇聯的(de)“聯盟11号”宇宙飛(fēi)船(chuán)返回時(&≥shí)，因壓力閥門(mén)提前打開(kāi)而造成三名宇航員(ππ×yuán)全部死亡）。可(kě)靠性好(hǎo) ¶的(de)産品，不(bù)但(dàn)可(kě)以減少(sλ↕σ×hǎo)公司的(de)維修費(fèi)用(yòng)，而且可§™φ₹(kě)以很(hěn)快(kuài)就(jiù)打出品牌，大(dà)幅度提升公司形象，增<β→≠加公司收入。

随著(zhe)市(shì)場(chǎng)經濟的(de)發展，競争日(rì)趨激烈，人(ré≈®₩n)們不(bù)僅要(yào)求産品物(β→ βwù)美(měi)價廉，而且十分(fēn)重視(shì)産品的(de)可(kě≥↔ππ)靠性和(hé)安全性。日(rì)本的(de)汽車(chē)、家(jiā)用(π$"yòng)電(diàn)器(qì)等産品，雖然在•¶§性能(néng)、價格方面與我國(guó)彼此相(xiàng)仿，卻能(néλ'φng)占領美(měi)國(guó)以及國(guó)際市(shì)場(chǎng)€∏σ。主要(yào)的(de)原因就(jiù)是(shì)日(rì)本的(de)産品可↔♥γ(kě)靠性勝過我國(guó)一(yī)籌。美(měi)國(guó)的(de)康明(₽≠☆míng)斯、卡勃彼特柴油機(jī)，大(dà)修期為(wèi)12000小(xiǎo)時♥ (shí)，而我國(guó)柴油機(jī)不↕¥(bù)過1000小(xiǎo)時(shí)，有(yǒu)的(de)甚至幾十小(xiǎo&♠ )時(shí)、幾百小(xiǎo)時(shí)就(jiù)出現(xiàn)故障。我國(guó§σ)生(shēng)産的(de)電(diàn)梯♥÷ ©，平均使用(yòng)壽命（指兩次大(dà)修期的(de)間(jiān)隔時(shí)期）為(wè ★i)3年(nián)左右，而國(guó)外(wài)的(de)電(diàn)梯平均壽命在$→'10年(nián)以上(shàng)，是(shì)我們的(de)3倍；故障率，國‌≠(guó)外(wài)平均為(wèi)0.05次，而我國(guó)為(wè♦λ♦i)1次以上(shàng)，高(gāo)出20¶πδ倍，這(zhè)樣的(de)産品怎麽有(yǒu)ε∏☆₽競争力呢(ne)！因此要(yào)想在競争中立于不(bù)敗之地(dì÷↓")，就(jiù)要(yào)狠抓産品質量，特别是(shì)産品可(kě)靠性，沒有(yǒu)可(kφ§ě)靠性就(jiù)沒有(yǒu)質量，企業(yè)就(jiù)無法在激烈的(de)競争中生≈π☆​(shēng)存和(hé)發展。因此，可(kě)靠性問(wèn)題必須引起政府和(hé)企業(yèγ∑ )的(de)高(gāo)度重視(shì)，抓好♥¥(hǎo)可(kě)靠性工(gōng)作(zuò)，不(bù)僅是(shì)關系•€'®到(dào)企業(yè)生(shēng)存₩ 和(hé)發展的(de)大(dà)問(wèn)題，也(yě)是(shì)ε↓關系到(dào)國(guó)家(jiā)經濟興衰的(de)大(dק↑à)問(wèn)題。（呵呵，這(zhè)是(s&¥✔hì)唱(chàng)高(gāo)調的(de)內(nèi)容，可(kě <)以不(bù)看(kàn)的(de)……‌₩∞）

三、可(kě)靠性指标

衡量産品可(kě)靠性水(shuǐ)平有(yǒuλε<σ)好(hǎo)幾種标準，有(yǒu)定量的(de)，也(yě)有(yǒu)定性的(d→£e)，有(yǒu)時(shí)要(yào)用☆$(yòng)幾種标準（指标）去(qù)度量一(yī)種産品的(de)可(kě)靠性，但(dàn)最♥÷Ω♦基本最常用(yòng)的(de)有(yǒu)以下(xià)幾種标準。
1.可(kě)靠度R（t）；它是(shì)産品在規定條件(jiàn)和(hσ★é)規定時(shí)間(jiān)內(nèi)完成規定功能(néng)的(de)概率。一(y♦γī)批産品的(de)數(shù)量為(wèi)N，從(cóng)t = 0時(shí)開(kā→↓i)始使用(yòng)，随著(zhe)時(shí)間(jiān)的(de)推移，失δ↓效的(de)産品件(jiàn)數(shù)逐漸增加，而正常工(‌∏★gōng)作(zuò)的(de)産品件(jiàn)數(shù)n(t)逐漸減少(sh₽♠‌ǎo)，用(yòng)R(t)表示産品在任意時(shí)刻t的(de)可(kě)靠Ω$度。

2.可(kě)靠壽命[CR(tr)]；它與一(yī)般理(lǐ)解的(de)壽命​∑有(yǒu)不(bù)同含義，概念也(yě)不(bù)同，設産品的(dΩ™πεe)可(kě)靠度為(wèi)R(t)，使可(kě)靠度等于規 ≠∑ 定值r時(shí)的(de)時(shí)¶←間(jiān)tr的(de)，即被定義為(wèi)可(kě)靠壽命。

3.失效率（故障率）λ（t）；它是(shì)指某産品（零部件(jiàn)λφλ）工(gōng)作(zuò)到(dào)時(shí)間(jiān←‌♣✔)t之後，在單位時(shí)間(jiān)△t內(nèi)發生(shēng☆≤)失效的(de)概率。

4.有(yǒu)效壽命與平均壽命；有(yǒu)效壽命一(yī)般是(shì)指産品↕≥投入使用(yòng)後至達到(dào)某規定失效率水(shuǐ)平之σ≥<前的(de)一(yī)段工(gōng)作(zuò)時(s£'απhí)間(jiān)。而平均壽命MTTF對(duì)于不(bù)可(kě)修複産'§β≠品，指從(cóng)開(kāi)始使用(yòng)直到(dào)發生(shēng)≥✔≥≈失效這(zhè)一(yī)段工(gōng)作(zuò)時(shí)間(jiān)的(de™♦∞)平均值；對(duì)于可(kě)修複的(‍♦÷"de)産品，是(shì)指在整個(gè)使用(yòng)階段和∏​(hé)除維修時(shí)間(jiān)之後的(de)各段有(yǒu)效工(gōng)作≠←≥(zuò)時(shí)間(jiān)的(de)平均值。

5.平均無故障工(gōng)作(zuò)時(sh✔§í)間(jiān)MTBF；是(shì)指相(xiàng)鄰兩次故障之間(jiān)的♣&≠§(de)平均工(gōng)作(zuò)時(shí)間(jiān)，也(yě)稱♦♦<★為(wèi)平均故障間(jiān)隔。它僅适用(yòng$‍±)于可(kě)維修産品。同時(shí)也(yě)規定産品在總的(de)使用(yòng)階↓β段累計(jì)工(gōng)作(zuò)時(s ★hí)間(jiān)與故障次數(shù)的(de)比值‍&為(wèi)MTBF。其他(tā)如(rú)可(kě)靠度、有(yǒu)效度、維修度、平均維修$ Ωε時(shí)間(jiān)等也(yě)是(shì)衡量‍≤$₽産品可(kě)靠性水(shuǐ)平的(de)一(yī)種标準，但∏ (dàn)是(shì)一(yī)般以可(kě)靠壽命失效率就(jiù)足以說(shuō)明(m®‌íng)産品可(kě)靠性程度了(le)。

1. 平均故障間(jiān)隔時(shí)間(j♣ iān)；

可(kě)維修的(de)産品，其可(kě)靠性主要(yào)的(de)參數(sβ© hù)是(shì)MTBF（Mean Tim♠'$e Between Fail），即平均故障間(jiān)隔時(shí)間(jiān±←")，也(yě)就(jiù)是(shì)兩次維修間(jiān)的(d‌★e)平均時(shí)間(jiān)；不(bù)可(kě'∑)維修的(de)産品，用(yòng)MT>♠♦δTB（Mean Time To Fail）；兩個(gè)參數(shù)的(de)計(j£<±ì)算(suàn)沒有(yǒu)區(qū)别，®•‍下(xià)文(wén)隻提到(dào)MTBF。M÷♣TBF越大(dà)，說(shuō)明(míng)産品的​ε≈(de)可(kě)靠性越高(gāo)。

可(kě)以用(yòng)以下(xià)理(lǐ)想測試來(lái)精确測試一(yī)<>批産品的(de)MTBF；即将該批産品投入使用(yòng)，當該批産品全部出現(xiàn)故障以後∏'（假如(rú)第1個(gè)産品的(de)故障時(shí)間(jiān)為(wèi ¶)t1，第2個(gè)産品的(de)故障時(shí)間(jiā$♣n)為(wèi)t2，第n個(gè)産品的(de)故障時(s♦≠±hí)間(jiān)為(wèi)tn），計(jì)算(suà<↕ σn)發生(shēng)故障的(de)平均時(s≠γhí)間(jiān)，則

由上(shàng)式可(kě)以看(kàn)出，理(lǐ)想測試就(jiù)是(shε€$>ì)用(yòng)全部的(de)時(shí)間(jiān)≥₹'和(hé)全部的(de)故障數(shù)來(↓‍lái)算(suàn)出精确的(de)MTBF；

2、失效密度λ

另外(wài)一(yī)個(gè)常用(yòngε<π)的(de)參數(shù)是(shì)λ，它是(shì)指在産品在♦£t時(shí)刻失效的(de)可(kě)能(néng)性，是(shì)失效間(jiān≠ε)隔時(shí)間(jiān)的(de)倒數(shù)♠β↑，也(yě)就(jiù)是(shì)：λ＝1/MTB→<∏F。 對(duì)某一(yī)類産品而言，産品在不(bù)同的(de)時(shí★♣✘♣)刻有(yǒu)不(bù)同的(de)失效率（也(yě)就(jiù)是(sh≥×&ì)失效率是(shì)時(shí)間(jiān)的(de)≠₽函數(shù)），對(duì)電(diàn)子(zǐ)産品而言，其失效率符合浴盆曲線分(fēn)γ¥♣布（如(rú)下(xià)圖）：

浴盆曲線，分(fēn)為(wèi)三部份（I、II、III三部份）：

Tmax

λt

t

I

II

III

第I部份是(shì)早期失效階段。這(zhè)段時(<ε★​shí)間(jiān)內(nèi)，從(cóng)外(wài)形上↕↕(shàng)看(kàn)，在失效率從(cóng)一(yī)個(gè)很(hěn)高(g'€āo)的(de)指标迅速下(xià)降；從(cóng)物(wù)理(lǐ)意義上§π•φ(shàng)理(lǐ)解，由于少(shǎo)數(shù÷¥€)産品在制(zhì)作(zuò)後，存在一(yī)些₩£(xiē)制(zhì)程、運輸、調試等問(←$wèn)題，産品有(yǒu)比較明(míng)顯的( &de)缺陷，在投入使用(yòng)的(de)最初期，這(zhè)缺陷很(hěn)快(kuài)就(×↔jiù)顯露出來(lái)，随著(zhe)£‌時(shí)間(jiān)的(de)增長(cháng)，這(zβ₩hè)些(xiē)明(míng)顯的(de)缺↔♣ ×陷越來(lái)越少(shǎo)，也(yě)就(jiù)形成了(le)“失效率迅↕±速下(xià)降”的(de)現(xiàn)象； 第II部份是(shì)中期穩定階段"♠。這(zhè)段時(shí)間(jiān)內(nèi)，産品的(de)失效率 ♣Ω穩定在一(yī)個(gè)較低(dī)水(shuǐ)平；從★§∑(cóng)物(wù)理(lǐ)意義上(shàng)理(lǐ)解，當少(shǎo)  數(shù)産品的(de)明(míng)顯缺♠§陷顯露出來(lái)後，剩下(xià)的(de)就(jiù ‌)是(shì)正常的(de)産品，這(zhè)部份産品可(k®ε€ě)以較穩定、持久地(dì)工(gōng)作(zuò)，所以失效率也(yě)穩定在一(yī)個(∞≥ gè)較低(dī)水(shuǐ)平；

第III部份是(shì)後期失效階段；這(zα©± hè)段時(shí)間(jiān)內(nèi)，産品的(de)失 →® 效率迅速上(shàng)升；從(cóng× )物(wù)理(lǐ)意義上(shàng)理(lǐ)解，到(dào)了(le)∞✘"後期，産品經過長(cháng)時(shí)間(jiān)的(de)工(gōng)作$∑(zuò)、磨損、老(lǎo)化(huà)，慢(màn)慢(màn)接近(jìn)壽命終點♥≥，随著(zhe)時(shí)間(jiān)的(de)增加（Tmax以內(n>≠∏èi)），到(dào)達壽命終點的(de)産品越₩♣≈來(lái)越多(duō)，失效率也(yě)就(jiù)随之上(shàng)升；

知(zhī)道(dào)了(le)λ，就(jiù)可(kě)以找到(dào)産品連續工(gōn&↕g)作(zuò) 了(le)t時(shí)間(jiān©∞✘)後、還(hái)正常的(de)概率為(wèi)R(t)=e-t，此>♥¥≥時(shí)已經失效的(de)概率為(wèi)F(t)＝1-R₩≤∏(t)＝1－e-t。

R(t)=e-t是(shì)一(yī)個(gè)經↓<'驗公式，一(yī)般電(diàn)子(zǐ)産品的(de)壽命服從(cóng)這(z>☆πhè)一(yī)指數(shù)分(fēn)布，其它分(fēn)布下(xià)文(→♦♦αwén)再叙