一、故障（失效）及其分類

　　產(chǎn)品或產(chǎn)品的一部分不能或?qū)⒉荒芡瓿深A(yù)定功能的事件或狀態(tài)稱為故障。對(duì)于不可修復(fù)的產(chǎn)品如電子元器件和彈藥等也稱失效。故障的正式定義為終止即喪失完成規(guī)定的功能。在本章中，在多數(shù)場(chǎng)合，故障一詞也可用失效代替。嚴(yán)格地說(shuō)，故障是指產(chǎn)品不能執(zhí)行規(guī)定功能的狀態(tài)，故障通常是產(chǎn)品本身失效后的狀態(tài)，但也可能在失效前就存在。故障的表現(xiàn)形式，如三極管的短路或開(kāi)路、燈絲的燒斷等稱為故障（失效）模式。引起產(chǎn)品故障的物理、化學(xué)或生物等變化的內(nèi)在原因稱為故障（失效）機(jī)理。

　　產(chǎn)品的故障分類有多種。

　　按發(fā)生的規(guī)律分偶然故障和耗損故障故障――按引起的后果分為致命性故障和非致命性故障按統(tǒng)計(jì)特性分獨(dú)立故障和從屬故障按故障的規(guī)律可分為偶然故障和耗損故障。偶然故障是由于偶然因素引起的故障，其重復(fù)出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)可以忽略不計(jì)，只能通過(guò)概率統(tǒng)計(jì)方法來(lái)預(yù)測(cè)。耗損故障是通過(guò)事前檢測(cè)或監(jiān)測(cè)可統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)到的故障，是由于產(chǎn)品的規(guī)定性能隨時(shí)間增加而逐漸衰退引起的。耗損故障可以通過(guò)預(yù)防維修，防止故障的發(fā)生，延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命。

　　按故障引起的后果可分為致命性故障和非致命性故障。前者會(huì)使產(chǎn)品不能完成規(guī)定任務(wù)或可能導(dǎo)致人或物的重大損失、最終使任務(wù)失敗，后者不影響任務(wù)完成，但會(huì)導(dǎo)致非計(jì)劃的維修。

　　按故障的統(tǒng)計(jì)特性又可分為獨(dú)立故障和從屬故障。前者是指不是由于另一個(gè)產(chǎn)品故障引起的故障，后者是由另一產(chǎn)品故障引起的故障。在評(píng)價(jià)產(chǎn)品可靠性時(shí)只統(tǒng)計(jì)獨(dú)立故障。

　　二、可靠性

　　產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力稱為可靠性。可靠性的概率度量稱為可靠度。這里的產(chǎn)品指的是新版IS09000中定義的硬件和流程性材料等有形產(chǎn)品以及軟件等無(wú)形產(chǎn)品。它可以大到一個(gè)系統(tǒng)或設(shè)備，也可以小至一個(gè)零件。產(chǎn)品按從發(fā)生失效后是否可以通過(guò)維修恢復(fù)到規(guī)定功能狀態(tài)，可分為可修復(fù)產(chǎn)品和不可修復(fù)產(chǎn)品。如汽車(chē)屬于可修復(fù)產(chǎn)品，日光燈管屬不可修復(fù)產(chǎn)品。習(xí)慣上，終止規(guī)定功能，對(duì)可修復(fù)產(chǎn)品稱為故障，對(duì)不可修復(fù)產(chǎn)品稱為失效�？煽啃远�義中的“三個(gè)規(guī)定”是理解可靠性概念的核心。“規(guī)定條件”包括使用時(shí)的環(huán)境條件和工作條件。產(chǎn)品的可靠性和它所處的條件關(guān)系極為密切，同一產(chǎn)品在不同條件下工作表現(xiàn)出不同的可靠性水平。一輛汽車(chē)在水泥路面上行駛和在砂石路上行駛同樣里程，顯然后者故障會(huì)多于前者，也就是說(shuō)使用環(huán)境條件越惡劣，產(chǎn)品可靠性越低�！耙�(guī)定時(shí)間”和產(chǎn)品可靠性關(guān)系也極為密切�？煽啃远�義中的時(shí)間是廣義的，除時(shí)間外，還可以是里程、次數(shù)等。同一輛汽車(chē)行駛1萬(wàn)公里時(shí)發(fā)生故障的可能性肯定比行駛1千公里時(shí)發(fā)生故障的可能性大。也就是說(shuō)，工作時(shí)間越長(zhǎng)，可靠性越低，產(chǎn)品的可靠性和時(shí)間的關(guān)系呈遞減函數(shù)關(guān)系。“規(guī)定的功能”指的是產(chǎn)品規(guī)格書(shū)中給出的正常工作的性能指標(biāo)。衡量一個(gè)產(chǎn)品可靠性水平時(shí)一定要給出故障（失效）判據(jù)，比如電視機(jī)圖像的清晰度低于多少線就判為故障要明確定義，否則會(huì)引起爭(zhēng)議。因此，在規(guī)定產(chǎn)品可靠性指標(biāo)要求時(shí)一定要對(duì)規(guī)定條件、規(guī)定時(shí)間和規(guī)定功能給予詳細(xì)具體的說(shuō)明。如果這些規(guī)定不明確，僅給出產(chǎn)品可靠度要求是無(wú)法驗(yàn)證的。

　　產(chǎn)品的可靠性可分為固有可靠性和使用可靠性。固有可靠性是產(chǎn)品在設(shè)計(jì)、制造中賦予的，是產(chǎn)品的一種固有特性，也是產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)者可以控制的。而使用可靠性則是產(chǎn)品在實(shí)際使用過(guò)程中表現(xiàn)出的一種性能的保持能力的特性，它除了考慮固有可靠性的影響因素之外，還要考慮產(chǎn)品安裝、操作使用和維修保障等方面因素的影響。

　　產(chǎn)品可靠性還可分為基本可靠性和任務(wù)可靠性。基本可靠性是產(chǎn)品在規(guī)定條件下無(wú)故障的持續(xù)時(shí)間或概率，它反映產(chǎn)品對(duì)維修人力的要求。因此在評(píng)定產(chǎn)品基本可靠性時(shí)應(yīng)統(tǒng)計(jì)產(chǎn)品的所有壽命單位和所有故障，而不局限于發(fā)生在任務(wù)期間的故障，也不局限于是否危及任務(wù)成功的故障。任務(wù)可靠性是產(chǎn)品在規(guī)定的任務(wù)剖面（產(chǎn)品在完成規(guī)定任務(wù)這段時(shí)間內(nèi)所經(jīng)歷的事件和環(huán)境的時(shí)序描述）內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。評(píng)定產(chǎn)品任務(wù)可靠性時(shí)僅考慮在任務(wù)期間發(fā)生的影響完成任務(wù)的故障。因此要明確任務(wù)故障的判據(jù)。提高任務(wù)可靠性可采用冗余或代替工作模式，不過(guò)這將增加產(chǎn)品的復(fù)雜性，從而降低基本可靠性。因此設(shè)計(jì)時(shí)要在兩者之間進(jìn)行權(quán)衡。

　　三、維修性

　　產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，按規(guī)定的程序和方法進(jìn)行維修時(shí)，保持或恢復(fù)執(zhí)行規(guī)定狀態(tài)的能力稱為維修性。規(guī)定條件指維修的機(jī)構(gòu)和場(chǎng)所及相應(yīng)的人員、技能與設(shè)備、設(shè)施、工具、備件、技術(shù)資料等。規(guī)定的程序和方法指的是按技術(shù)文件規(guī)定采用的維修工作類型、步驟、方法等。能否完成維修工作當(dāng)然還與規(guī)定時(shí)間有關(guān)。

　　維修性是產(chǎn)品質(zhì)量的一種特性，即由產(chǎn)品設(shè)計(jì)賦予的使其維修簡(jiǎn)便、迅速和經(jīng)濟(jì)的固有特性。產(chǎn)品不可能無(wú)限期地可靠工作，隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，總會(huì)出現(xiàn)故障。此時(shí)，如果能通過(guò)迅速而經(jīng)濟(jì)地維修恢復(fù)產(chǎn)品的性能，產(chǎn)品又能繼續(xù)工作。

　　由于產(chǎn)品的可靠性與維修性密切相關(guān)，都是產(chǎn)品的重要設(shè)計(jì)特性，因此產(chǎn)品可靠性與維修性工作應(yīng)從產(chǎn)品論證時(shí)開(kāi)始，提出可靠性與維修性的要求，并在開(kāi)發(fā)中開(kāi)展可靠性與維修性設(shè)計(jì)、分析、試驗(yàn)、評(píng)定等活動(dòng)，把可靠性與維修性要求落實(shí)到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中。