理论教育 可靠性度量:可靠度、平均寿命和贮存寿命

可靠性度量:可靠度、平均寿命和贮存寿命

时间:2023-06-06 理论教育 版权反馈
【摘要】:(一)可靠度产品在规定的条件下和规定的时间内,完成规定功能的概率称为可靠度,一般用R表示。其平均失效时间为由于对不可修复的产品,失效时间即是产品的寿命,所以MTTF也即为平均寿命。产品出厂后,不工作,在规定的条件下贮存,产品也有一个非工作状态的偶然故障率,非工作的偶然故障率一般比工作故障率小得多,但贮存产品的可靠性也是在不断下降的。因此,贮存寿命是产品贮存可靠性的一种补充度量。

可靠性度量:可靠度、平均寿命和贮存寿命

(一)可靠度

产品在规定的条件下和规定的时间内,完成规定功能的概率称为可靠度,一般用R(t)表示。若产品的总数为N0,工作到t时刻产品发生的故障为r(t),则产品在t时刻的可靠度的观测值为

设t=0时,投入工作的10 000只灯泡,以天作为度量时间的单位,当t=365天时,发现有300只灯泡坏了,求一年的工作可靠度。

解:已知N0=10 000,r(t)=300,故

(二)故障(失效)率

工作到某时刻未发生故障(失效)的产品,在该时刻后单位时间内发生故障(失效)的概率,称之为产品的故障(失效)率,也称瞬时故障(失效)率。故障率一般用λ(t)表示。

一般情况下,λ(t)可用下式进行计算:

式中 Δr(t)——t时刻后,Δt时间内的发生故障的产品数;

Δt——所取时间间隔;

Ns(t)——在t时刻没有发生故障的产品数。

对于低故障的元器件常以10-9/h为故障率的单位,称之为菲特(Fit)。

当产品的故障服从指数分布时,故障率为常数,此时可靠度为

R(t)=e-λt

在上述例题中,若一年后又有1只灯泡坏了,求故障率是多少?

解:已知Δt=1,Δr(t)=1,Ns(t)=9700,则

则:

(三)平均失效(故障)前时间(MTTF)

设N0个不可修复的产品在同样条件下进行试验,测得其全部失效时间为t1,t2,…tN0。其平均失效时间(MTTF)为

由于对不可修复的产品,失效时间即是产品的寿命,所以MTTF也即为平均寿命。(www.daowen.com)

当产品的寿命服从指数分布时,

设有关5个不可修复产品进行寿命试验,它们发生失效的时间分别是1000h,1500h,2000h,2200h,2300h,问该产品的MTTF观测值?

解:MTTF=(1000+1500+2000+2200+2300)/5=9500/5=1800h

(四)平均故障间隔时间(MTTF)

一个可修复产品在使用过程中发生了N0次故障,每次故障修复后又重新投入使用,测得其每次工作持续时间为t1,t2,…,tN0。其平均故障间隔时间MTBF为

式中 T——产品总的工作时间。

对于完全修复的产品,因修复后的状态与新产品一样,一个产品发生了N0次故障相当于N0个新产品工作到首次故障。因此

当产品的寿命服从指数分布时,产品的故障率为常数λ,则MTBF=MTTF=1/λ。

设有一电子产品工作1万小时,共发生故障5次,问该产品的MTBF的观测值?

解:MTBF=10000/5=2000h

(五)贮存寿命

产品在规定条件下贮存时,仍能满足规定质量要求的时间长度称为贮存寿命。

产品出厂后,不工作,在规定的条件下贮存,产品也有一个非工作状态的偶然故障率,非工作的偶然故障率一般比工作故障率小得多,但贮存产品的可靠性也是在不断下降的。因此,贮存寿命是产品贮存可靠性的一种补充度量。

(六)平均修复时间(MTTR)

在规定的条件下和规定的时间内,产品在任一规定的维修级别上,修复性维修总时间与在该级别上被修复产品的故障总数之比。

简单地说就是排除故障所需实际直接维修时间的平均值,(这时不包括维修保障的延误时间,例如等待备件等)。其观测值是修复时间t的总和与修复次数之比:

式中 ti——第i次修复时间;

n——修复次数。

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