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　　一、內(nèi)容提要1、故障及其分類2、可靠性、維修性、保障性、軟件可靠性、可用性及可信性定義3、可靠度函數(shù)和累積故障分布函數(shù)4、可靠性與維修性的常用度量5、浴盆曲線6、可靠性與產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)系
　　二、重點與難點：1、掌握可靠性、維修性與故障的概念與定義2、熟悉保障性、可用性及可信性的概念3、掌握可靠性的主要度量參數(shù)4、熟悉浴盆曲線5、了解產(chǎn)品質(zhì)量與可靠性的關(guān)系
　　三、復習綱要概述：
　　產(chǎn)品質(zhì)量反映產(chǎn)品滿足規(guī)定和潛在需要能力的特性之總和。針對某產(chǎn)品特性，將需要用一組定量的或定性的要求來表達，以使其能夠?qū)崿F(xiàn)和檢查，叫質(zhì)量要求。傳統(tǒng)的質(zhì)量的含義需要主要的是性能，質(zhì)量合格指的是符合規(guī)范。發(fā)展的質(zhì)量觀念將質(zhì)量合格不限于規(guī)定正在生產(chǎn)的產(chǎn)品符合其制造規(guī)范，其內(nèi)涵要寬的多，包括了性能、實用性、可信性、可用性、可靠性、維修性、安全性、經(jīng)濟性等。
　　可靠性已成為質(zhì)量的一個重要的組成內(nèi)容。
　　可靠性技術(shù)是提高產(chǎn)品質(zhì)量的一種重要手段，它本身已形成一門獨立的學科。
　　二次世界大戰(zhàn)之后，為了迅速提高武器裝備的性能，采用的新技術(shù)、新材料越來越多，特別是使用了大量的電子元器件，從而使武器裝備日趨復雜，加之裝備使用環(huán)境的嚴酷，使當時的武器裝備故障頻繁，在朝鮮戰(zhàn)爭中美軍的軍用電子裝備的故障最為嚴重。于是美國國防部在1952年成立了電子設(shè)備可靠性咨詢組。該組于1957年發(fā)表了《軍用電子設(shè)備可靠性》的研究報告，從而確定了可靠性工程發(fā)展的方向，成為美國可靠性工程發(fā)展的奠基性文件，標志著可靠性已成為一門獨立的學科。
　　半個世紀以來，可靠性工程經(jīng)歷了50年代的起步階段，60年代的發(fā)展階段，70年代的成熟階段和80年代的更深更廣的發(fā)展階段，以及90年代以來進入向綜合化、自動化、智能化和實用化發(fā)展的階段，使可靠性工程成為一門提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要的工程技術(shù)學科�？煽啃怨こ桃褟碾娮赢a(chǎn)品可靠性發(fā)展到機械和非電子產(chǎn)品的可靠性；從硬件的可靠性發(fā)展到軟件的可靠性；從重視可靠性統(tǒng)計試驗發(fā)展到強調(diào)可靠性工程試驗，通過環(huán)境應(yīng)力篩選及可靠性強化試驗來暴露產(chǎn)品故障，進而提高產(chǎn)品可靠性；從可靠性工程發(fā)展為包括維修性工程、測試性工程、保障性工程在內(nèi)的可信性工程；從軍事裝備的可靠性發(fā)展到民用產(chǎn)品的可靠性。
　　第一節(jié)可靠性的基本概念及常用度量
　　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定功能的事件或狀態(tài)稱為故障。對于不可修復的產(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)場合，故障一詞也可用失效代替。嚴格地說，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、化學或生物等變化的內(nèi)在原因稱為故障（失效）機理。
　　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)計特性分獨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，其重復出現(xiàn)的風險可以忽略不計，只能通過概率統(tǒng)計方法來預測。耗損故障是通過事前檢測或監(jiān)測可統(tǒng)計預測到的故障，是由于產(chǎn)品的規(guī)定性能隨時間增加而逐漸衰退引起的。耗損故障可以通過預防維修，防止故障的發(fā)生，延長產(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。前者會使產(chǎn)品不能完成規(guī)定任務(wù)或可能導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，但會導致非計劃的維修。
　　按故障的統(tǒng)計特性又可分為獨立故障和從屬故障。前者是指不是由于另一個產(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。在評價產(chǎn)品可靠性時只統(tǒng)計獨立故障。
　　二、可靠性
　　產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力稱為可靠性�？煽啃缘母怕识攘糠Q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)品以及軟件等無形產(chǎn)品。它可以大到一個系統(tǒng)或設(shè)備，也可以小至一個零件。產(chǎn)品按從發(fā)生失效后是否可以通過維修恢復到規(guī)定功能狀態(tài)，可分為可修復產(chǎn)品和不可修復產(chǎn)品。如汽車屬于可修復產(chǎn)品，日光燈管屬不可修復產(chǎn)品。習慣上，終止規(guī)定功能，對可修復產(chǎn)品稱為故障，對不可修復產(chǎn)品稱為失效�？煽啃远x中的“三個規(guī)定”是理解可靠性概念的核心�！耙�(guī)定條件”包括使用時的環(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，顯然后者故障會多于前者，也就是說使用環(huán)境條件越惡劣，產(chǎn)品可靠性越低�！耙�(guī)定時間”和產(chǎn)品可靠性關(guān)系也極為密切�？煽啃远x中的時間是廣義的，除時間外，還可以是里程、次數(shù)等。同一輛汽車行駛1萬公里時發(fā)生故障的可能性肯定比行駛1千公里時發(fā)生故障的可能性大。也就是說，工作時間越長，可靠性越低，產(chǎn)品的可靠性和時間的關(guān)系呈遞減函數(shù)關(guān)系�！耙�(guī)定的功能”指的是產(chǎn)品規(guī)格書中給出的正常工作的性能指標。衡量一個產(chǎn)品可靠性水平時一定要給出故障（失效）判據(jù)，比如電視機圖像的清晰度低于多少線就判為故障要明確定義，否則會引起爭議。因此，在規(guī)定產(chǎn)品可靠性指標要求時一定要對規(guī)定條件、規(guī)定時間和規(guī)定功能給予詳細具體的說明。如果這些規(guī)定不明確，僅給出產(chǎn)品可靠度要求是無法驗證的。
　　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、制造中賦予的，是產(chǎn)品的一種固有特性，也是產(chǎn)品的開發(fā)者可以控制的。而使用可靠性則是產(chǎn)品在實際使用過程中表現(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�；究煽啃允钱a(chǎn)品在規(guī)定條件下無故障的持續(xù)時間或概率，它反映產(chǎn)品對維修人力的要求。因此在評定產(chǎn)品基本可靠性時應(yīng)統(tǒng)計產(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)這段時間內(nèi)所經(jīng)歷的事件和環(huán)境的時序描述）內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。評定產(chǎn)品任務(wù)可靠性時僅考慮在任務(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，不過這將增加產(chǎn)品的復雜性，從而降低基本可靠性。因此設(shè)計時要在兩者之間進行權(quán)衡。
　　三、維修性
　　產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，按規(guī)定的程序和方法進行維修時，保持或恢復執(zhí)行規(guī)定狀態(tài)的能力稱為維修性。規(guī)定條件指維修的機構(gòu)和場所及相應(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然還與規(guī)定時間有關(guān)。
　　維修性是產(chǎn)品質(zhì)量的一種特性，即由產(chǎn)品設(shè)計賦予的使其維修簡便、迅速和經(jīng)濟的固有特性。產(chǎn)品不可能無限期地可靠工作，隨著使用時間的延長，總會出現(xiàn)故障。此時，如果能通過迅速而經(jīng)濟地維修恢復產(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)品論證時開始，提出可靠性與維修性的要求，并在開發(fā)中開展可靠性與維修性設(shè)計、分析、試驗、評定等活動，把可靠性與維修性要求落實到產(chǎn)品的設(shè)計中。
　　四、保障性
　　系統(tǒng)（裝備）的設(shè)計特性和計劃的保障資源滿足平時和戰(zhàn)時使用要求的能力稱為保障性。保障性是裝備系統(tǒng)的固有屬性，它包括兩方面含義，即與裝備保障有關(guān)的設(shè)計特性和保障資源的充足和適用程度。
　　設(shè)計特性是指與保障有關(guān)的設(shè)計特性，如與可靠性和維修性等有關(guān)的，以及保障資源要求裝備所具有的設(shè)計特性。這些設(shè)計特性可以通過設(shè)計直接影響裝備的硬件和軟件。如使設(shè)計的裝備便于操作、檢測、維修、裝卸、運輸、消耗品（油、水、氣、彈）補給等設(shè)計特性。從保障性角度看，良好的保障設(shè)計特性是使裝備具有可保障的特性或者說所設(shè)計的裝備是可保障的。
　　保障資源是保證裝備完成平時和戰(zhàn)時使用的人力和物力。從保障性的角度看，充足的并與裝備匹配完善的保障資源說明裝備是能得到保障的。
　　裝備具有可保障的特性和能保障的特性才是具有完整保障性的裝備。
　　上面介紹的保障性雖指的是武器裝備，但對于民用產(chǎn)品而言保障性同樣也是一個重要的質(zhì)量特性。在民用產(chǎn)品的開發(fā)過程中同樣也應(yīng)使所設(shè)計開發(fā)的產(chǎn)品具有可保障的特性和能保障的特性，使產(chǎn)品在顧客的使用中操作簡便、裝卸方便、出現(xiàn)故障有顯示、故障產(chǎn)品能及時修復、維修有備件、消耗品有供應(yīng)等，產(chǎn)品只有具備這種良好的保障性才能使產(chǎn)品的各種功能和性能得到充分的發(fā)揮，顧客才會滿意。
　　五、軟件可靠性
　　隨著微電子和計算機技術(shù)滲透到各個技術(shù)領(lǐng)域，同時，計算機在改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、實現(xiàn)管理和控制自動化方面也起著重要作用，絕大部分復雜系統(tǒng)的運行是離不開計算機的，因此，我們通常所說產(chǎn)品的可靠性有兩個部分構(gòu)成，即硬件可靠性及軟件可靠性，由軟件故障所造成的系統(tǒng)失效的事件屢見不鮮，但軟件可靠性比硬件可靠性的研究起步要晚得多，試驗及分析手段也不如硬件可靠性來得成熟。目前國際電工委員會已發(fā)布了兩部與軟件可靠性有關(guān)的標準，它們是IEC 60300—3—6《軟件可信性應(yīng)用指南》及IEC 61713《軟件生存期的軟件可信性應(yīng)用指南》，這兩個標準可做為從事軟件可靠性及相關(guān)工作的指導性文件。