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类型可靠性与可靠性工程解析课件.ppt

  • 上传人(卖家):晟晟文业
  • 文档编号:4172680
  • 上传时间:2022-11-17
  • 格式:PPT
  • 页数:42
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    关 键  词:
    可靠性 可靠性工程 解析 课件
    资源描述:

    1、2022-11-171可靠性与可靠性工程可靠性与可靠性工程Reliability Engineering主讲:陈卫东第一讲2022-11-172内容提要内容提要o 现代质量观念o 可靠性研究与应用的目的和意义o 可靠性工程概述o 可靠性工程的发展o 可靠性工程的范畴与理论o 可靠性工程特点o 可靠性工程现代质量观念与设计思想转变现代质量观念与设计思想转变2022-11-173基本概念基本概念系统效能 定义:系统效能就是系统在规定的条件下满足给定定量特性和服务要求的能力。E=A.D.CE系统效能 A可用性D可信性C固有能力 2022-11-174基本概念基本概念可用性(Effectiveness

    2、)定义:可用性(A)表示战备完好,即系统在任一随机时刻需要开始执行任务时,处于工作或可使用状态的程度,亦即系统“开则能动”的能力。它是系统可靠性和维修性(含保障性、测试性等)的函数,即:A=f(R,M)2022-11-175基本概念基本概念可信性(Dependability)定义:可信性(D)表示任务成功,是指系统在任务开始时可用性给定的情况下,在规定的任务剖面中的任一随机时刻,能侈使用且能完成规定功能的能力,即系统“动则成功”的能力。它是系统可靠性和维修性(含保障性、测试性等)的函数。2022-11-176基本概念基本概念固有能力(Capability)定义:固有能力(C)是系统在给定的内在

    3、条件下,满足给定的定量特性要求的自身能力,如飞行速度、航程、杀伤力等。2022-11-177效能和可靠性、维修性之间的关系效能和可靠性、维修性之间的关系2022-11-178系统的寿命周期费用系统的寿命周期费用(LCC)定义:系统的寿命周期费用(Life Cycle Costs,以下简称LCC),是指在系统的整个寿命周期内,为获取并维持系统的运营(包括处置)所花费的总费用。它包括硬件、软件的研制费、生产费、后勤保障费用,以及在研制、采办、使用、技术保障和处置过程中所需的各种人员费用。2022-11-179使用费用不断增长使用费用不断增长2022-11-1710现代系统设计思想的转变的主要体现现

    4、代系统设计思想的转变的主要体现性能向效能的延伸,体现了从性能特性向系统全面特性(性能特性十专门特性)的延伸;采购费用向寿命周期费用的延伸,体现了对系统经济性的考虑更加全面完善;权衡对象的延伸,从“花最少的钱实现性能最好的系统”延伸到“以最小的寿命周期费用实现效能最好的系统”。2022-11-1711现代系统设计思想与传统设计思想的比较现代系统设计思想与传统设计思想的比较2022-11-17122022-11-1713可靠性研究与应用的目的和意义可靠性研究与应用的目的和意义o 什么是产品可靠性?n 产品的属性:故障n 人总是要生病。从生理学上讲,人也可以看成是产品或机器n 持久保持其功能/性能的

    5、能力,不出现问题、不发生 故障,为用户所用n 电冰箱用710年不出故障,捷达轿车“皮实”可靠性高n 定义:是指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”(“规定条件”、“规定时间”、“规定功能”)2022-11-1714可靠性研究与应用的目的和意义可靠性研究与应用的目的和意义o 为什么要搞可靠性?n 世界上没有永恒的事物n 产品故障会造成巨大的损失o 经济损失o 人员安全o 武器装备丧失战斗力o 政治、社会问题2022-11-1715可靠性研究与应用的目的和意义可靠性研究与应用的目的和意义o 为什么要搞可靠性?n 技术的进步、信息时代n 产品,特别是飞

    6、机、武器装备等日益复杂化、高科技n 载人航天、绕月探测工程n 美国人的火星探测n 人类的生活在20、21世纪发生了巨大的变化n 人们对可靠性的要求日益提高n 现代高科技产品对可靠性高要求2022-11-1716可靠性研究与应用的目的和意义可靠性研究与应用的目的和意义o 为什么要搞可靠性?n 高可靠是武器装备战斗力的保障n 提高武器装备的效能n 减少装备维修n 减少装备全寿命周期费用n 综合效能o 功能/性能,款式、构型等o 可靠性(寿命)、维修性、产品支援o 质量o 价格/使用费用2022-11-1717可靠性工程概述可靠性工程概述o 可靠性工程(RE)概念n 为达到产品的可靠性要求而进行的一

    7、套设计、研制、生产和试验工作;设计分析、试验与验证、管理、信息与评估n RE是可靠性系统工程的一个分支,是可靠性系统工程的核心,和首要任务。产品的可靠性是设计、生产和管理出来的n 可靠性工程装备开发系统工程的一个分支。服从装备开发系统工程和工程过程的基本规律2022-11-1718可靠性工程的发展可靠性工程的发展o 萌芽期n 20世纪40年代是可靠性萌芽时期,1943年美国成立了电子管研究委员会专门研究电子管的可靠性问题;o 形成期n1951年美国航空无线电通信公司(ARINC)开始了最早的一个可靠性改进计划;1952年美国国防部成立了电子设备可靠性咨询组(AGREE);1955年AGREE开

    8、始实施从设计、试验、生产到交付、储存和使用的全面的可靠性发展计划,并于1957年发表了军用电子设备可靠性的研究报告,从9个方面阐述了可靠性设计、试验及管理的程序及方法,确定了美国可靠性工程的发展方向,成为可靠性发展的奠基性文件,标志着可靠性已经成为一门独立的学科,是可靠性工程发展的重要里程碑。2022-11-1719可靠性工程的发展可靠性工程的发展o 成熟与综合发展n 20世纪60年代70年代,是可靠性工程全面发展和步入成熟的阶段。美国在许多武器装备中推行可靠性工程,美军形成了一系列较完善的标准n 20世纪80年代以来,可靠性向更广泛和更深入的方向发展,并以武器装备的效能为目标,将可靠性、维修

    9、性和保障性有机的综合在一起,形成可靠性系统工程n 我国从20世纪80年代,才真正在武器装备中开展可靠性工程;n 21世纪初,可靠性工程在我国全面深入的研究与应用2022-11-1720可靠性工程内涵及其外延可靠性工程内涵及其外延o 产品特性维修系统失效(不可靠)事故(不安全)诊断保障产品(系统)固有属性故障可靠性维修性保障性测试性安全性系统失效(不可靠)2022-11-1721可靠性工程内涵可靠性工程内涵o 可靠性工程范畴n 系统/产品的可靠性要求或目标n 可靠性的设计分析o 建模、预计、FMEA、FTAo 风险分析等n 可靠性试验与评价o 环境应力筛选(ESS)o 可靠性增长试验等o 可靠性

    10、验证试验等n 可靠性信息n 可靠性管理2022-11-1722可靠性工程内涵可靠性工程内涵o 可靠性工程理论基础n 交叉型学科n 可靠性的理论基础o 宏观:系统学、概率论、统计学o 微观:其他学科:材料学、力学等等n 应用理论o 系统工程o 可靠性设计分析技术o 可靠性试验技术o 可靠性评估技术o 可靠性信息管理o 可靠性管理2022-11-1723可靠性工程内涵可靠性工程内涵o 质量与可靠性关系n 从广义质量观看,质量涵盖可靠性n 从狭义的质量观看,就是“符合性质量”n 可靠性毕竟与狭义的质量管理还是有很大区别的,质量出了问题,往往批次性很强n 可靠性是更深层次的与设计、工艺相关的根本性问题

    11、。有些企业对于可靠性工程有一种错误观念,认为可靠性工程是质量部门的事情,而设计部门却很少人员参与。n 产品的可靠性是在设计阶段就已经决定了n 在用户使用过程中,均是“可靠性”问题2022-11-1724可靠性工程内涵可靠性工程内涵o 可靠性的几个概念n 时间域的概率度量n 按用户/生产方分类o 固有可靠性o 使用可靠性n 按分析角度分类o 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n 在没有后勤保障情况下系统工作能力的度量n 考虑所有需要维修保障的故障o 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n 系统完成任务能力的度量 n 只考虑引起任务失败的故障2022-11-17

    12、25可靠性工程内涵可靠性工程内涵o浴盆曲线n典型的故障率模型,许多产品故障率呈此模型n分为三个阶段:o 早期寿命区:故障率随时间而降低*o 恒定故障率区:故障率保持不变*o 耗损区:故障率随时间而增加*器件的缺陷,制造的缺陷或储存运输的原因造成的故障产品进入成熟期,故障多为偶然原因造成产品进入耗损期,故障多为老化、耗损,物理化学机理通过浴盆曲线确定保修期确定使用寿命零部件更换时间2022-11-1726可靠性工程内涵可靠性工程内涵o 系统可靠性的概念n 一个产品或系统是由众多的单元组成的,如飞机、神州号飞船、洗衣机n 系统的可靠性是其各组成单元的可靠性的概率逻辑组合n 分析/计算系统可靠性,需

    13、要建立系统可靠性模型o 系统可靠性的设计与分析方法n 系统性n 统计学n 系统自身的特性n 其他专门的专业学科2022-11-1727可靠性工程内涵可靠性工程内涵o 可靠性工程特点n 全寿命(寿命剖面与任务剖面)n 综合性n 需求分析、设计、管理、试验、制造与使用n 围绕“故障”n 并行工程n 交叉型学科导致故障的原因:系统设计和结构、元件的可靠性使用环境制造缺陷预防维修和计划维修等2022-11-1728可靠性工作项目可靠性工作项目o 可靠性及其工作项目要求的确定n 确定可靠性要求o 确定可靠性的定性、定量要求n 确定可靠性工作项目要求o 根据产品特点、选择确定可靠性工作项目(以GJB450

    14、A为依据)o 将可靠性工程工作,纳入型号研制中2022-11-1729可靠性工作项目可靠性工作项目o 可靠性管理n 制定可靠性计划(甲方)n 制定可靠性工作计划(承制方)n 对承制方、转承制方和供应方的监督与控制n 可靠性评审n 建立故障报告、分析和纠正措施系统n 建立故障审查组织n 可靠性增长管理o 可靠性设计分析n 建立可靠性模型n 可靠性分配2022-11-1730可靠性工作项目可靠性工作项目n 可靠性预计n 故障模式、影响及危害性分析n 故障树分析n 潜在分析n 电路容差分析n 制定可靠性设计准则与符合性检查n 元器件、零部件和原材料选择与控制n 确定可靠性关键产品n 确定功能测试、包

    15、装、贮存、装卸、运输和维修对产品可靠性的影响2022-11-1731可靠性工作项目可靠性工作项目n 有限元分析n 耐久性分析o 可靠性试验与评价可靠性验证n 环境应力筛选n 可靠性研制试验n 可靠性增长试验n 可靠性鉴定试验n 可靠性验收试验n 可靠性分析评价n 寿命试验2022-11-1732可靠性工作项目可靠性工作项目o 使用可靠性评估与改进n 使用可靠性信息收集n 使用可靠性评估n 使用可靠性改进2022-11-1733可靠性工程工作流程可靠性工程工作流程可靠性工程工作流程2022-11-1734系统设计阶段的可靠性设计分析流程系统设计阶段的可靠性设计分析流程系统设计阶段的可靠性设计分析

    16、流程2022-11-1735面临的问题面临的问题o 认识不足、重视不够,被动应付n 急于求成 长期效应n 现成工具技术的成熟o 既有管理,也有技术问题,更多是管理问题n 可靠性人员的地位问题、人员素质问题n 可靠性数据与经验的积累和升华很不够n 没有完全纳入产品的研发体系中有组织无纪律o 可靠性人员与专业设计人员的融合问题o 产品的使用环境与使用模式认识不清2022-11-1736面临的问题面临的问题o 技术手段的局限性n 目前的以系统学与概率论为基础的系统可靠性方法的局限性,不能从根本上解决问题n 设计人员不知道如何设计可靠性数字游戏n 现有的可靠性方法操作性差n 针对具体的微观问题缺乏技术

    17、手段o 机械产品的非标准化与基础数据的缺乏o 高可靠性、长寿命,以及储存可靠性问题缺乏技术手段2022-11-1737谢谢大家谢谢大家2022-11-1738寿命周期与寿命剖面寿命周期与寿命剖面o 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2022-11-1739寿命剖面示例寿命剖面示例事件使用方法生 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生产阶段后 勤 阶 段运 输储存/后勤阶段使用阶段准备阶段任务阶段发射段惯性飞行段下降段主动段某导弹的寿命剖面2022-11-1740任务剖面任务剖面o 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:n 产品的工作状态;n 维修方案;n 产品工作的时间与顺序;n 产品所处的环境(外加的与诱发的)的时间与顺序;n 任务成功或致命故障的定义。2022-11-1741任务剖面示例任务剖面示例2022-11-1742谢谢谢谢

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