1、1 可靠性與安全引言1.1 可靠性的概念 可靠的含義為“可信賴、可信任的”、“真實、可信的”，與reliable、trustworthy、dependable、true等同。 通常我們所指的可靠性是針對產(chǎn)品而言的。與“性能”、“經(jīng)濟(jì)性”、“安全性”等指標(biāo)一樣，是衡量產(chǎn)品質(zhì)量的一個重要指標(biāo)，反映產(chǎn)品動態(tài)質(zhì)量。 1966年美國軍用標(biāo)準(zhǔn)的定義：產(chǎn)品的可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下、在規(guī)定的時間內(nèi)完成規(guī)定的功能的能力。 1 從定義本身來說，首先，可靠性研究對象是“產(chǎn)品”?？梢允窃骷?、零部件、組件、機(jī)器、設(shè)備、分系統(tǒng)，乃至整個系統(tǒng)。 “規(guī)定條件”指產(chǎn)品受到的外部作用條件，包括環(huán)境條件、使用條件和維修條件

2、等。環(huán)境條件中含有溫度、氣壓、濕度等自然條件，也包人工誘發(fā)環(huán)境條件；使用條件包括了工作模式、時間、頻度、載荷、使用人員的技術(shù)水平等；維修條件包括維修方式、維修人員素質(zhì)、維修配置等。 “規(guī)定時間”指產(chǎn)品的工作時間。也可以由時間以外的單位來衡量，如周期、次數(shù)（彈簧開關(guān)的有效使用次數(shù)）、里程（汽車、飛機(jī)的無故障行駛距離）或其他單位（工作循環(huán)次數(shù)）來代替。 “規(guī)定功能”指產(chǎn)品規(guī)定了的必須具備的功能及其技術(shù)指標(biāo)。 “能力”指描述產(chǎn)品實現(xiàn)其功能的可能性大小。21.3 可靠性工程的發(fā)展簡史 （1）可靠性工程的準(zhǔn)備和萌芽階段 作為可靠性工程的理論基礎(chǔ)，20世紀(jì)3040年代出現(xiàn)的概率論、數(shù)理統(tǒng)計學(xué)，與工程實踐緊

3、密聯(lián)系，對工程產(chǎn)品提出了機(jī)械維修概率、試件疲勞與極限理論等。 1939年瑞典人威布爾，為了描述材料的疲勞強(qiáng)度，提出了威布爾分布產(chǎn)品的壽命特性。 31939年，美國航空委員會出版了適航性統(tǒng)計學(xué)注釋，提出飛機(jī)由于各種失效造成的事故率不應(yīng)超過0.0001/h，相當(dāng)于飛機(jī)在一小時飛行中的可靠度為0.9999。對系統(tǒng)可靠性的研究源自于納粹德國對V-1、V-2火箭的研制。提出了由N個部件組成的系統(tǒng)，其可靠度等于N個部件可靠度的乘積，即目前常用的串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度乘積關(guān)系式?！翱煽啃浴弊鳛橐粋€專用學(xué)術(shù)名詞被明確提出的是麻省理工學(xué)院放射性實驗室。在1942年11月4日向海軍艦船局提出的一份報告中說：“由于真空管

4、壽命短，需要一個專門小組對它的可靠性進(jìn)行研究并協(xié)調(diào)各個研究所的工作?！?943年，美國成立了“電子管技術(shù)委員會”，并成立了“電子管研究小組”，開始了電子管的可靠性研究，這是有組織地研究電子管可靠性的開始；1949年，美國無線電工程學(xué)會成立了可靠性技術(shù)組，是第一個可靠性專業(yè)學(xué)術(shù)組織。4 （2）可靠性工程的興起和獨立階段 指20世紀(jì)50年代期間。 1952年8月21日，美國國防部下令成立由軍方、工業(yè)界及學(xué)術(shù)界組成“電子設(shè)備可靠性顧問組”（Advisory Group on Reliability of Electronic Equipment），即AGREE。 1955年，AGREE在給政府的報告

5、中提出了九項建議：即設(shè)計程序、試驗、元件可靠性、采購、運(yùn)輸、包裝、貯存、操作、維修。該建議成為美國有關(guān)可靠性軍標(biāo)的思想基礎(chǔ)。 1957年6月14日，該組織又提出了著名的軍用電子設(shè)備可靠性報告。 5 （3）可靠性工程的全面發(fā)展階段 指20世紀(jì)60年代。 1965年國際電工委員會(IEC)可靠性專業(yè)委員會的成立是國際可靠性組織形成的標(biāo)志，使可靠性工程成為一門國際化的技術(shù)。這一階段取得的主要成果有： 深入進(jìn)行了可靠性工程基礎(chǔ)理論研究； 開發(fā)了加速壽命試驗，快速篩選方法等； 開發(fā)了一些新的可靠性預(yù)測技術(shù)； 深入進(jìn)行了失效機(jī)理研究； 發(fā)展了失效模式：FTA、ETA等系統(tǒng)可靠性分析技 術(shù)； 開展了維修性、

6、人的可靠性和安全性研究；6 （4）可靠性工程的深入發(fā)展階段 20世紀(jì)70年代及以后。 新成立了很多跨行業(yè)、研究范圍更廣的組織。 如1978年9月美國成立的“可靠性、有效性及維修性聯(lián)合技術(shù)協(xié)調(diào)組”； 工程技術(shù)中，可靠性設(shè)計更嚴(yán)格、更符合實際、更有效； 產(chǎn)品使用中的維修工程由以預(yù)防為主的維修思想轉(zhuǎn)變?yōu)橐钥煽啃詾橹行牡木S修思想等。 71.4 我國可靠性工程的發(fā)展歷史 開始于上世紀(jì)50年代。建立了國內(nèi)首個溫?zé)釒Лh(huán)境暴露試驗機(jī)構(gòu)； 60年代首先在電子工業(yè)部門進(jìn)行了可靠性技術(shù)的開拓性工作； 1979年中國電子學(xué)會電子產(chǎn)品可靠性與質(zhì)量管理專業(yè)委員會召開了第一次工作會議； 1980年國家標(biāo)準(zhǔn)總局召開了全國電子

7、產(chǎn)品環(huán)境條件與環(huán)境試驗標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會第一次會議； 80年代以后，在現(xiàn)代武器裝備的研制中開始全面推行可靠性、維修性、保障性工作； 在軍工、儀器儀表、機(jī)械等行業(yè)，可靠性工程相繼發(fā)展。 81.6 可靠性工程概述 （1） 可靠性工程的幾個術(shù)語 1）狹義可靠性與廣義可靠性 狹義可靠性產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力； 廣義可靠性產(chǎn)品在規(guī)定的維護(hù)修理使用條件下，在執(zhí)行任務(wù)期間某一時刻處于良好狀態(tài)的能力 。（增加了維修，常被稱為有效性。） 對多數(shù)整機(jī)設(shè)備而言，僅由于元器件失效而導(dǎo)致整體喪失功能的現(xiàn)象可通過更換元器件或修理予以消除。此類產(chǎn)品稱為可修產(chǎn)品?？尚蕻a(chǎn)品的失效可稱之為故障。 9 2）維

8、修性 指產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)能使其恢復(fù)功能的能力，即表示產(chǎn)品容易維修的程度。 維修性使產(chǎn)品的設(shè)計品質(zhì)，主要決定于產(chǎn)品發(fā)生故障易于發(fā)現(xiàn)和排除的程度。維修性也包含以下四個要素： 產(chǎn)品是什么； 規(guī)定的條件使什么； 規(guī)定的時間是多長； 恢復(fù)的功能是什么。 3）有效性 指產(chǎn)品在規(guī)定條件下，當(dāng)任務(wù)需要的時刻能完成規(guī)定功能的能力。10（2）可靠性工程的基本內(nèi)涵 “產(chǎn)品的可靠性是設(shè)計出來的，生產(chǎn)出來的，管理出來的。”產(chǎn)品先天可靠性描述 據(jù)日本電子行業(yè)統(tǒng)計，產(chǎn)品失效的原因中，設(shè)計占80，元器件占15，制造工藝占5； 美國海軍電子實驗室統(tǒng)計，設(shè)計占40，元器件占30，使用和維護(hù)占20，制造占10。 11可

9、靠性設(shè)計與分析 包括建立產(chǎn)品（系統(tǒng)）的可靠性模型、進(jìn)行可靠性指標(biāo)的預(yù)計、可靠性分配和各種可靠性分析等。在產(chǎn)品的設(shè)計階段反復(fù)多次進(jìn)行，并不斷深化，目的是為了優(yōu)選方案、預(yù)測產(chǎn)品可靠性水平，找出薄弱環(huán)節(jié)并逐步合理地把可靠性指標(biāo)分配到各個產(chǎn)品層次上。 可靠性預(yù)計和分配本身不能提高產(chǎn)品的固有可靠性，只有在預(yù)計過程中找出了薄弱環(huán)節(jié)，并采取具體的設(shè)計改進(jìn)措施后，才能提高產(chǎn)品的可靠性。 12（3）可靠性工程的工作程序 可靠性工程是為了達(dá)到產(chǎn)品的可靠性要求所進(jìn)行的一系列技術(shù)與管理活動，貫穿了產(chǎn)品全壽命周期過程開展的。例如典型裝備產(chǎn)品的全壽命周期包括以下六個階段： 構(gòu)思論證； 方案評審； 工程研制與定型； 生產(chǎn)（制造）； 部署使用； 退役（報廢處理）。131.7 質(zhì)量與可靠性、安全性的關(guān)系 產(chǎn)品質(zhì)量的指標(biāo)可擴(kuò)展到性能、可靠