一、可靠性定義及其度量指標

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　　所謂可靠性是指系統或產(chǎn)品在規定的條件和規定的時(shí)間內，完成規定功能的能力。

　　這里所說(shuō)的規定條件包括產(chǎn)品所處的環(huán)境條件（溫度、濕度、壓力、振動(dòng)、沖擊、塵埃、雨淋、日曬等）、使用條件（載荷大小和性質(zhì)、操作者的技術(shù)水平等）、維修條件（維修方法、手段、設備和技術(shù)水平等）。在不同規定條件下，產(chǎn)品的可靠性是不同的。

　　規定時(shí)間是指產(chǎn)品的可靠性與使用時(shí)間的長(cháng)短有密切關(guān)系，產(chǎn)品隨著(zhù)使用時(shí)間或儲存時(shí)間的推移，性能逐漸劣化，可靠性降低。所以，可靠性是時(shí)間的函數。這里所規定的時(shí)間是廣義的，可以是時(shí)間，也可以用距離或循環(huán)次數等表示。

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　　1．可靠度

　　可靠度是可靠性的量化指標，即系統或產(chǎn)品在規定條件和規定時(shí)間內完成規定功能的概率?？煽慷仁菚r(shí)間的函數，常用R（t）表示，稱(chēng)為可靠度函數。

　　產(chǎn)品出故障的概率是通過(guò)多次試驗中該產(chǎn)品發(fā)生故障的頻率來(lái)估計的。例如，取N個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行試驗，若在規定時(shí)間t內共有Nf（t）個(gè)產(chǎn)品出故障，則該產(chǎn)品可靠度的觀(guān)測值可用下式近似表示：

　　與可靠度相反的一個(gè)參數叫不可靠度。它是系統或產(chǎn)品在規定條件和規定時(shí)間內未完成規定功能的概率，即發(fā)生故障的概率，所以也稱(chēng)累積故障概率。

　　不可靠度也是時(shí)間的函數，常用F（t）表示。同樣對N個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行壽命試驗，試驗到瞬間的故障數為Nf（t），則當N足夠大時(shí)，產(chǎn)品工作到 t 瞬間的不可靠度的觀(guān)測值（即累積故障概率）可近似表示為：

　　可靠度數值應根據具體產(chǎn)品的要求來(lái)確定，一般原則是根據故障發(fā)生后導致事故的后果和經(jīng)濟損失而定。

　　2．故障率（或失效率）

　　故障率是指工作到 t 時(shí)刻尚未發(fā)生故障的產(chǎn)品，在該時(shí)刻后單位時(shí)間內發(fā)生故障的概率。故障率也是時(shí)間的函數，記為γ（t），稱(chēng)為故障率函數。

　　產(chǎn)品的故障率是一個(gè)條件概率，它表示產(chǎn)品在工作到 t 時(shí)刻的條件下，單位時(shí)間內的故障概率。它反映 t 時(shí)刻產(chǎn)品發(fā)生故障的速率，稱(chēng)為產(chǎn)品在該時(shí)刻的瞬時(shí)故障率且γ（t），習慣稱(chēng)故障率。

　　故障率的觀(guān)測值等于N個(gè)產(chǎn)品在t時(shí)刻后單位時(shí)間內的故障產(chǎn)品數△Nf（t）／△t與在t時(shí)刻還能正常工作的產(chǎn)品數Ns（t）之比。

　　產(chǎn)品在其整個(gè)壽命期間內各個(gè)時(shí)期的故障率是不同的，其故障率隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)稱(chēng)為壽命的曲線(xiàn)，也稱(chēng)浴盆曲線(xiàn)。

　　產(chǎn)品的失效過(guò)程可分為以下3個(gè)階段：

　?。?）早期故障期。產(chǎn)品在使用初期，由于材質(zhì)、設計、制造、安裝及調整等環(huán)節造成的缺陷，或檢驗疏忽等原因存在的固有缺陷陸續暴露出來(lái)，此期間故障率較高，但經(jīng)過(guò)不斷的調試和排除故障，加之相互配合件之間的磨合，使故障率較快地降下來(lái)，并逐漸趨于穩定運轉。

　?。?）偶發(fā)故障期。這個(gè)期間的故障率降到最低，且趨向常數，表示產(chǎn)品處于正常工作狀態(tài)。這段時(shí)間較長(cháng)，是產(chǎn)品的最佳工作期。這時(shí)發(fā)生的故障是隨機的，是偶然原因引起應力增加，當應力超過(guò)設計規定的額定值時(shí)，就可能發(fā)生故障。

　?。?）磨損故障期。這個(gè)時(shí)期的故障迅速上升，因為產(chǎn)品經(jīng)長(cháng)期使用后，由于磨損和老化，大部分零組部件將接近或達到固有壽命期，所以故障率較高。

　　3．平均壽命（或平均無(wú)故障工作時(shí)間）

　　對非維修產(chǎn)品稱(chēng)平均壽命，其觀(guān)測值為產(chǎn)品發(fā)生失效前的平均工作時(shí)間，或所有試驗產(chǎn)品都觀(guān)察到壽命終了時(shí)，它們壽命的算術(shù)平均值；對于維修產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，稱(chēng)平均無(wú)故障工作時(shí)間或平均故障間隔時(shí)間，其觀(guān)測值等于在使用壽命周期內的某段觀(guān)察期間累積工作時(shí)間與發(fā)生故障次數之比。

　　4．維修度

　　維修度是指維修產(chǎn)品發(fā)生故障后，在規定條件（備件貯備、維修工具、維修方法及維修技術(shù)水平等）和規定時(shí)間內能修復的概率，它是維修時(shí)間τ的函數，用M（τ）表示，稱(chēng)為維修度函數。

　　5．有效度

　　狹義可靠度R（t）與維修度M（f）的綜合稱(chēng)為有效度，也稱(chēng)廣義可靠度。其定義是，對維修產(chǎn)品，在規定的條件下使用，在規定維修條件下修理，在規定的時(shí)間內具有或維持其規定功能處于正常狀態(tài)的概率。

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