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可靠性基础

现代可靠性研究的起源与度量方法简述

作者:admin 时间:2022-04-06

现代可靠性研究起源于上世纪四十年代,当时纳粹德国发展了关于V1火箭的可靠性研究,提出了提出并运用了串联系统理论,得出系统的整体可靠度等于所有元器件、零部件乘积的结论。对运往远东的航空无线电设备的可靠性问题进行了调查统计分析,找出主要原因是电子管的可靠性太差。于是,在1943年成立了电子管研究委员会,专门研究电子管的可靠性问题。1957年国防部成立了一个由军方、工业部门和学术界组成的电子设备可靠性咨询组。于1957年发表了《军用电子设备可靠性》的研究报告。该报告从9个方面阐述了可靠性设计、试验及管理的程序及方法,确定了可靠性工程发展的方向,成为可靠性发展的奠基性文件,标志着可靠性已成为一门独立的学科,是可靠性工程发展的重要里程碑。

可靠性是指一个系统在规定的条件下,在规定的时间 t 内完成规定的功能而不失效的概率 P(t)

也称为无故障概率。

t 为确定的无故障工作概率的时间,T 是系统从开始工作到发生故障的时间,那么有下式

成立:

P(t)=P(T>t)                                               (3-1)

显然无故障工作概率 P(t)满足以下三条性质:

1)  P(t)为单调递减函数。

2)  O<P(t)<1

3)  P(0)=1,  P()

可靠性定义也可以定义为:系统在规定的条件下和规定的时间 t 内,完成规定功能的概率。这种概率称为系统的可靠度,通常记为 R(t)

假设有 N 件产品从时刻 O 开始工作,到 t 时刻的失效的产品个数为 n(t),当 N 足够大时,产品在 t 时刻的可靠度可近似表示如下:

90.png

随着时间的不断增长,R(t)将不断下降。

累积失效概率表示产品在规定条件下,在规定时间内的失效的概率,记为 F(t)。它是产品寿命。

产品的平均寿命是指产品寿命的数学期望,平均寿命是一个标志产品平均能工作多少时间的特征量,使人们经常使用的一个可靠性指标。平均寿命对不可的产品而言是指产品失效前的平均工作时间,记为 MTTF(Mean Time To Fai1ure);  对可的产品而言是指相邻两次故障之间的平均工作时间,成为平均无故障工作时间或平均故障间隔时间,记为 MTBF (Mean Time Between Failure)。如果只考虑产品第一次失效前的工作状况,则两者就没什么区别了,统称为平均寿命,记为θ 。如果产品的失效密度函数为 f(x),则有:

89.png

进一步又:


88.png