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第2 章 可靠性基本概念及其度量 2.1可靠性的概念 可靠性 定义 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”. 三 个 规 定 规定 条件 是指系统或产品所处的使用环境与维护条件，包括：机械条件、气候条件、生物条件、物理条件和使用维护条件等。 规定 时间 规定 功能 是指系统或设备(产品)执行任务的时间。 一般指由用户提出的指标和要求。 2.1可靠性的概念 可靠性分类 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，通过冗余提高任务可靠性，通常高于基本可靠性 。 固有可靠性：产品在设计、制造过程中赋予的固有属性，产品的开发者可以控制。 使用可靠性：产品在实际使用过程中表现出的可靠性。除固有可靠性的影响因素外，还要考虑安装、操作使用、维修保障等方面因素的影响。 2.2寿命剖面与任务剖面 1.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。 2.2寿命剖面与任务剖面 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 发射段 惯性飞行段 下降段 主动段 某导弹的寿命剖面 2.2寿命剖面与任务剖面 2.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。 2.2寿命剖面与任务剖面 2.3可靠性函数 1.可靠度及可靠度函数 产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的概率称为可靠度。显然，规定的时间越短，产品完成规定的功能的可能性越大；规定的时间越长，产品完成规定功能的可能性就越小。可靠度是时间t的函数，故也称为可靠度函数，记作R(t)，R(t)是一递减函数。可靠度函数可写成：R(t)=P(Tt)，式中：t为规定时间，T为产品寿命。 2.3可靠性函数 1.可靠度及可靠度函数 假如在t=0时有N件产品开始工作，而到t时刻有，n(t)个产品失效，仍有N-n(t)个产品继续工作，则可靠度R(t)的估计值为: 2.3可靠性函数 2故障分布函数 产品在规定的条件下和规定的时间内，丧失规定功能的概率称为累积故障概率（又叫不可靠度）。 F(t)＝P(T=t) 假设n(t)表示t时刻失效的产品数，△n(t)表示在(t, t+△t)时间内失效的产品数。 2.3可靠性函数 3.故障密度函数 是产品在包含t的单位时间内发生失效的概率，是累积失效概率对时间t的导数，记作f(t)。 2.3可靠性函数 3.故障密度函数 单位时间内产品寿命在t到t+Δt的产品数占总产品数的百分比。 2.3可靠性函数 4 故障率 工作到t时刻尚未失效的产品，在该时刻t后的单位时间内发生失效的概率，称之为产品的故障率。 设t=0时有N个产品正常工作，到t时刻有N-n(t)个产品正常工作，至t+△t时刻，有N-n(t+△t)个产品正常工作 2.3可靠性函数 4 故障率 失效率λ(t)是一个非常重要的特征量，它的单位通常用时间的倒数表示。但对目前具有高可靠性的产品来说，就需要采用更小的单位来作为失效率的基本单位，因此失效率的基本单位用菲特(Fit)来定义，1菲特=10-9/h=10-6 /1000h，它的意义是每1000个产品工作106 h，只有一个失效。 注意：失效率λ(t)与失效概率密度f(t)的区别 2.3可靠性函数 5.故障率与可靠度、故障密度函数的关系 2.3可靠性函数 5.故障率与可靠度、故障密度函数的关系 2.4可靠性寿命特征 1平均寿命 不可修产品的平均寿命是指产品失效前的平均工作时间，记为MTTF(Mean Time To Failure)； 可修产品的平均寿命是指相邻两次故障间的平均工作时间，称为平均无故障工作时间或平均故障间隔时间，记作MTBF(Mean Time Between Failures)。 如果仅考虑首次失效前的一段工作时间，那么可将不可修和可修产品统