文档介绍：工程可靠性分析基础
工程可靠性分析基础
第一章基本概念
工程可靠性分析基础
一、可靠性定义
1、从工程角度:可靠性可直观定义为产品无故障完成任务的能力
2、从统计学角度:1957年美国电子设备咨询组发表的报告中把可靠性定义为“在规定的时间和给定的条件下无故障完成规定功能的概率,即可靠度。
3、我国国军标GJB451-90把可靠性定义为: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。可靠性的概率度量亦称可靠度。
4、进入90年代后,可靠性的概念有了新的发展,1991年美国国防部指令《国防采办管理政策和程序》把可靠性定义为“系统及其组成部分在无故障、无退化或不要求保障系统的情况下执行其功能的能力。”
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对于任何一种民用产品或者武器系统,人们希望它不但具有优良的性能,价格适中,而且不易发生故障,经久耐用。后两者就是指产品的可靠性和耐久性。
产品的质量低劣,可靠性不高,耐久性很差,不仅会造成极大的经济损失,工厂信誉下降,甚至会危及人身安全及国家的安全。例如:前苏联的“联盟11号”宇宙飞船返回时,因压力阀门提前打开而造成三名宇航员全部死亡。
5、70年代是可靠性发展步入成熟的阶段……
6、80年代以来,可靠性向着更深、更广的方向发展……
三、可靠性问题的分类
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二、可靠性问题的提出与发展
1、可靠性的概念最早来源于航空领域:二战期间……
2、40年代是可靠性萌芽时期……
3、50年代是可靠性兴起和形成的年代……
4、60年代是可靠性工程全面发展的阶段……
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2、从设计的角度分:基本可靠性和任务可靠性
前者考虑要求保障的所有故障的影响,用于度量产品无需保障的工作能力,包括与维修和供应有关的可靠性,通常用平均故障间隔时间(MTBF)来度量;后者仅考虑造成任务失败的故障影响,用于描述产品完成任务的能力,通常用任务可靠度(MR)和致命性故障间隔任务时间(MTBCF)来度量。
1、从应用的角度分:固有可靠性和使用可靠性
前者仅考虑承制方在设计和生产中能控制的故障事件,用于描述产品的设计和制造的可靠性水平,后者综合考虑产品设计、制造、安装环境、维修策略等因素,用于描述产品在计划的环境中使用的可靠性水平。
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2、可靠性物理:主要研究元器件、系统失效的机理、物理原因和物理模型,提出改进措施。
3、可靠性工程:其内容包含有可靠性分析、预测与评估、可靠性设计、可靠性管理、可靠性生产、可靠性维修、可靠性试验以及可靠性数据收集处理和交换技术等。
四、可靠性研究的主要内容
1、可靠性数学:主要研究可靠性定量描述方法;研究可靠性理论及数学规律;研究计算可靠性各种指标的方法,提出完善产品可靠性的方法。
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五、现代飞机设计思想涉及的主要概念及关系图
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1、可靠性:系统在规定的条件下和规定的时间内无故障完成规定功能的能力,它是系统的设计特性。常用的可靠度指标是平均无故障工作时间(MTBF或MTTF)。
2、维修性:系统在规定的条件下和规定的时间内,按规定的程序和方法进行维修时,保持或恢复其规定状态的能力。维修性是可靠性的重要补充,指的是系统维修的难易程度,是设计决定的质量特性,其概率度量为维修度。常用的维修度指标是平均修复时间(MTTR)。
3、保障性:系统的设计特性和计划的保障资源满足平时和战时使用要求的能力。保障性包含了两个不同性质的内容,即设计特性和保障资源。
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4、可用性:系统在任一随机时刻需要和开始执行任务时,处于可工作或可使用状态的程度。它是将飞机系统R&M&S(即可靠性、维修性、保障性)特性变换成效能时的一个综合参数。
5、任务可靠性:系统在规定的任务剖面内完成规定功能的能力。它反映了系统对任务成功性的要求,是在平时的自然环境中和战时的敌对环境中,不考虑人为敌对因素的情况下,系统完成任务的能力。
6、生存性:飞机系统避开或承受人为敌对环境的能力
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7、可信性:是指整个任务期间,飞机系统持续工作的能力。它综合了飞机的生存性及任务可靠性,是反映系统实战能力的重要特性。
8、能力:是指飞机在自然使用环境及敌对环境下均正常连续工作时,飞机能否完成任务(如摧毁目标),它给出的是理想任务状态下可能的结果,代表系统纯粹的作战能力,它受系统的机动性、武器的精度、作用距离、杀伤力及其他设备的性能影响。