可靠性的基本概念知识
一、可靠性
产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力称为可靠性。可靠性的概率度量称为可靠度。这里的产品指的是新版ISO)9000中定义的硬件和流程性材料等有形产品以及软件等无形产品。它可以大到一个系统或设备，也可以小至一个零件。产品终止规定功能就称为失效，也称为故障。产品按从发生失效后是否可以通过维修恢复到规定功能状态，可分为可修复产品和不可修复产品。如汽车属于可修复产品，日光灯管属不可修复产品。习惯上，终止规定功能，对可修复产品称为故障，对不可修复产品称为失效。可靠性定义中的“三个规定”是理解可靠性概念的核心。“规定条件”包括使用时的环境条件和工作条件。产品的可靠性和它所处的条件关系极为密切，同一产品在不同条件下工作表现出不同的可靠性水平。一辆汽车在水泥路面上行驶和在砂石路上行驶同样里程，显然后者故障会多于前者，也就是说使用环境条件越恶劣，产品可靠性越低。“规定时间”和产品可靠性关系也极为密切。可靠性定义中的时间是广义的，除时间外，还可以是里程、次数等。同一辆汽车行驶1万公里时发生故障的可能性肯定比行驶1千公里时发生故障的可能性大。也就是说，工作时间越长，可靠性越低，产品的可靠性和时间的关系呈递减函数关系。“规定的功能”指的是产品规格书中给出的正常工作的性能指标。衡量一个产品可靠性水平时一定要给出故障(失效)判据，比如电视机图像的清晰度低于多少线就判为故障要明确定义，否则会引起争议。因此，在规定产品可靠性指标要求时一定要对规定条件、规定时间和规定功能给予详细具体的说明。如果这些规定不明确，仅给出产品可靠度要求是无法验证的。
产品的可靠性可分为固有可靠性和使用可靠性。固有可靠性是产品在设计、制造中赋予的，是产品的一种固有特性，也是产品的开发者可以控制的。而使用可靠性则是产品在实际使用过程中表现出的一种性能的保持能力的特性，它除了考虑固有可靠性的影响因素之外，还要考虑产品安装、操作使用和维修保障等方面因素的影响。
产品可靠性还可分为基本可靠性和任务可靠性。基本可靠性是产品在规定条件下无故障的持续时间或概率，它反映产品对维修人力的要求。因此在评定产品基本可靠性时应统计产品的所有寿命单位和所有故障，而不局限于发生在任务期间的故障，也不局限于是否危及任务成功的故障。任务可靠性是产品在
规定的任务剖面内完成规定功能的能力。评定产品任务可靠性时仅考虑在任务期间发生的影响完成任务的故障。因此要明确任务故障的判据。提高任务可靠性可采用冗余或代替工作模式，不过这将增加产品的复杂性，从而降低基本可靠性。因此设计时要在两者之间进行权衡。
二、可靠度函数、累积故障(失效)分布函数
如前所述，产品可靠度是产品在规定条件下规定时间完成规定功能的概率，描述的是产品功能随时间保持的概率，即产品可靠度是时间的函数，一般用R(t)表示，产品的可靠度函数定义为:
R(t)=P(T>t)式中:T——产品发生故障(失效)的时间，有时也称为寿命；
t——规定的时间。
因此，产品在规定条件下规定的时间内，不能完成规定功能的概率，也是时间的函数，一般用
F(t)表示，F(t)称为累积故障分布函数，即
F(t)=P(T≤t)
关于产品所处的状态，为了研究的方便一般假定为要么处于正常工作状态，要么处于故障状态产品发生故障和不发生故障是两个对立的事件，因此R(t)+F(t)=1
累积故障分布函数和可靠度函数可以通过大量产品的试验进行估计。设有100个产品作寿命试验，试验发生的故障数随时间的变化统计见表5.1-1。将试验数据作成直方图，可得图5.1-1。假设将测试产品数逐渐增加，时间间隔逐渐缩短并趋于0，即可得到一条光滑的曲线，这条曲线即为累积故障分布函数F(t)。
故障密度函数f(t)是累积故障分布函数的导数。它表示在t时刻后的一个单位时间内产品故障的概率，即
因此，累积故障分布函数F(t)，可靠度函数R(t)和故障密度函数f(t)三者之间的关系如图5.1-2。产品的累积故障分布完全可以通过大量的样品的试验获得。一旦知道了分布规律就可以应用概率统计理论来研究产品可靠性。产品的累积故障分布可以是指数分布、威布尔分布或对数正态分布等，但最简单的分布是指数分布。
理论上可以证明:一个由若干组成部分构成的产品，不论组成部分故障是什么分布，只要出故障后即予维修，修后如新，则较长时间后，产品的故障分布就渐近于指数分布。
三、故障(失效)及其分类
产品或产品的一部分不能或将不能完成预定功能的事件或状态称为故障。对于不可修复的产品如电子元器件和弹药等也称失效。故障的正式定义为终止即丧失完成规定的功能。在本章中，在多数场合，故障一词也可用失效代替。不过实际上，故障与失效除了使用产品的对象有所区别外，还有一个小的区别。严格地说，故障是指产品不能执行规定功能的状态，故障通常是产品本身失效后的状态，但也可能在失效前就存在。故障的表现形式，如三极管的短路或开路、灯丝的烧断等称为故障(失效)模式。引起产品故障的物理、化学或生物等变化的内在原因称为故障(失效)机理。
产品的故障分类有多种。按故障的规律可分为偶然故障和耗损故障。偶然故障是由于偶然因素引起的故障，其重复出现的风险可以忽略不计，只能通过概率统计方法来预测。耗损故障是通过事前检测或监测可预测到的故障，是由于产品的规定性能随时间增加而逐渐衰退引起的。耗损故障可以通过预防维修，防止故障的发生，延长产品的使用寿命。按故障引起的后果可分为致命性故障和非致命性故障。前者会使产品不能完成规定任务或可能导致人或物的重大损失、最终使任务失败，后者不影响任务完成，但会导致非计划的维修。按故障的统计特性又可分为独立故障和从属故障。前者是指不是由于另一个产品故障引起的故障，后者是由另一产品故障引起的故障。在评价产品可靠性时只统计独立故障。
四、维修性
产品在规定的条件下和规定的时间内，按规定的程序和方法进行维修时，保持或恢复执行规定状态的能力称为维修性。规定条件指维修的机构和场所及相应的人员、技能与设备、设施、工具、备件、技术资料等。规定的程序和方
法指的是按技术文件规定采用的维修工作类型、步骤、方法等。能否完成维修工作当然还与规定时间有关。
维修性是产品质量的一种特性，即由产品设计赋予的使其维修简便、迅速和经济的固有特性。产品不可能无限期地可靠工作，随着使用时间的延长，总会出现故障。此时，如果能通过迅速而经济地维修恢复产品的性能，产品又能继续工作。
由于产品的可靠性与维修性密切相关，都是产品的重要设计特性，因此产品可靠性与维修性工作应从产品论证时开始，提出可靠性与维修性的要求，并在开发中开展可靠性与维修性设计、分析、试验、评定等活动，把可靠性与维修性要求落实到产品的设计中。
五、保障性
系统(装备)的设计特性和计划的保障资源满足平时和战时使用要求的能力称为保障性。保障性是装备系统的固有属性，它包括两方面含义，即与装备保障有关的设计特性和保障资源的充足和适用程度。
设计特性是指与保障有关的设计特性，如与可靠性和维修性等有关的，以及保障资源要求装备所具有的设计特性。这些设计特性可以通过设计直接影响装备的硬件和软件。如使设计的装备便于操作、检测、维修、装卸、运输、消耗品(油、水、气、弹)补给等设计特性。从保障性角度看，良好的保障设计特性是使装备具有可保障的特性或者说所设计的装备是可保障的。
保障资源并非设计特性，它是保证装备完成平时和战时使用的人力和物力。从保障性的角度看，充足的并与装备匹配完善的保障资源说明装备是能得到保障的。
装备是有可保障的特性和能保障的特性才是具有完整保障性的装备。
上面介绍的保障性虽是指的武器装备，但对于民用产品而言保障性同样也是一个重要的质量特性。在民用产品的开发过程中同样也应使所设计开发的产品具有可保障的特性和能保障的特性，使产品在顾客的使用中操作简便.装卸方便、出现故障有显示、故障产品能及时修复、维修有备件、消耗品有供应等，产品只有具备这种良好的保障性才能使产品的各种功能和性能得到充分的发挥，顾客才会满意。
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六、可用性和可信性
可用性是在要求的外部资源得到保证的前提下，产品在规定的条件下和规定的时刻或时间区间内处于可执行规定功能状态的能力。它是产品可靠性、维修性和维修保障的综合反映，这里的可用性定义是固有可用性的定义，外部资源(不包括维修资源)不影响产品的可用性。反之，使用可用性则受外部资源的影响。可用性的概率度量称为可用度。可用性通俗地说是“要用时就可用”。实际上，可靠性和维修性都是为了使顾客手中的产品随时可用。可靠性是从延长其正常工作时间来提高产品可用性，而维修性则是从缩短因维修的停机时间来提高可用性。可用性是顾客对产品质量的又一重要的需求。
可信性是一个集合性术语，用来表示可用性及其影响因素:可靠性、维修性、维修保障。可信性仅用于非定量条款中的一般描述，可信性的定性和定量具体要求是通过可用性、可靠性、维修性、维修保障的定性和定量要求表达的。
七、可靠性与产品质量的关系
产品质量是产品的一组固有特性满足顾客和其他相关方要求的能力。顾客购买产品时对产品一组固有特性的要求是多方面的，其中包括性能特性、专门特性、及时性、适应性等。性能特性用性能指标表示，如发动机的输出功率，电视机的屏幕尺寸等，它可以通过各种测量仪器及设备对性能的每一个参数逐一进行直接测试，顾客很容易就能对产品是否合格做出评价，也能对不同品牌的同类产品进行性能对比，从而判断出不同品牌产品的优劣。及时性指的是产品的开发和供应者能否及时提供给顾客需要的产品，也就是产品的交货期，这也是顾客能直观地做出决策的。同样，产品适应性也是顾客可以直观得出结论的。在质量特性中惟独专门特性是顾客最关心，但也是顾客难于直观判断的。所谓专门特性包括可靠性、维修性和保障性等。可靠性与性能的最大区别是:性能是确定性的概念，“看得见，测得到”，而产品可靠性是不确定性概念，事先“看不见”，“测不到”，产品出不出故障是偶然或随机的，无法通过仪器设备测一下就能知道。对某一具体产品在没有使用到寿命终了或出故障之前，它的真实寿命或可靠性是不知道的，只有通过同品牌产品进行大量试验和使用，经统计分析和评估才能获得该品牌产品的可靠性。总之，产品可靠性是产品性能随时间的保持能力，换句话说，要长时间的保持性能就是不要出故障，不出故障或出了故障能很快维修好是产品很重要的质量特性。要使产品高可靠、好
维修就要在产品开发中开展可靠性、维修性设计、试验与管理工作。这也是质量专业技术人员为什么必须熟悉可靠性基础知识的重要原因。
可靠性理论是以产品寿命特征为主要研究对象的一门综合性和边缘性科学，它涉及到基础科学、技术科学和管理科学的许多领域。对于结构可靠性这一学科，从其诞生到现在已经有了长足的发展：从基于概率论的随机可靠性到基于模糊理论的模糊可靠性以及近年来提出的非概率可靠性，使得这一理论日臻丰富和完善，并深入渗透到各个学科和领域。它的应用完善了传统的设计理论，极大地提升了结构和产品的质量，因此一直受到国内外学者的关注。可靠性理论在其发展过程中主要经历了五个时期： （1）萌芽期 可靠性理论早在十九世纪30～40年代已发展起来了。十七世纪初期由伽利略、高斯、泊淞、拉普拉斯等人逐步建立了概率论，奠定了可靠性工程的主要理论基础。十九世纪初布尔尼可夫斯基主编出版了一本概率论教程，同时他的学生马尔可夫建立了随机过程理论和大数定律，成为了维修性的理论基础。1939年瑞典专家威布尔提出了描述材料疲劳强度的威布尔分布。可靠性研究萌芽于飞机失事事件，1939年美国航空委员会出版的《适航性统计学注释》中，提出飞机事故率不应超过105 ／h。这里讲的事故率只是未能沿用可靠度的定义而已。 （2）摇篮期 50年代的电子管事件揭开了可靠性研究的序幕。50年代电子真空管的故障率增长迅速。使电子技术进步与失效间的矛盾十分突出。例如1941～1945年第二次世界大战期间，美国空军运往远东的机载电子设备在到达时就有60%已经失效，轰炸机的MTBF（无故障时间）不超过20小时。另外，1945年12月美国制成的第一台电子管计算机，整个计算机共有18000只电子管。但是，平均每33分钟就有一只失效。与此同时，1943年德国火箭专家R.Lusser第一次用概率乘法法则定量算出了V-2火箭诱导装置的可靠度R的值为0.75。第二次世界大战结束以后，美国国防部总结战争教训，提出了一个全新的问题——可靠性，并下令军队有关部门在今后的采购中只选择有可靠性指标的军需品。 （3）奠基期 60年代，美国成为可靠性发展最早的国家。1952年美国国防部成立AGREE 电子设备可靠性顾问团。同年，可靠性顾问团第一次提出了科学的可靠性定义。AGREE组织于1957年写出了一份较为系统的《电子设备可靠性报告》，较完整地
复习要点： ?可靠性 ?广义可靠性 ?失效率 ?MTTF（平均寿命） ?MTBF（平均事故间隔） ?维修性 ?有效性 ?修复度 ?最小路集及求解 ?最小割集及求解 ?可靠寿命 ?中位寿命 ?特征寿命 ?研究可靠性的意义 ?可靠性定义中各要素的实际含义 ?浴盆曲线 ?可靠性中常见的分布 ?简述串联系统特性 ?简述并联系统特性 ?简述旁联系统特性 ?简述r/n系统的优势 ?并－串联系统与串－并联系统的可靠性关系 ?马尔可夫过程 ?可靠性设计的重要性 ?建立可靠性模型的一般步骤 ?降额设计的基本原理 ?冗余(余度)设计的基本原理 ?故障树分析优缺点 广义可靠性：包括可靠性、维修性、耐久性、安全性。可靠性:产品在规定时期内规定条件规定的时间完成规定功能能力。耐久性：产品在规定的使用和维修条件下，达到某种技术或经济指标极限时，完成规定功能能力。安全性：产品在一定的功能、时间、成本等制约条件下，使人员和设备蒙受伤害和损失最小的能力 可靠度R(t)：产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的概率 累积失效概率F(t)：也称不可靠度，产品在规定条件下和规定时间内失效的概率 失效概率密度f(t)：产品在包含t的单位时间内发生失效的概率 失效率λ(t):工作到t时刻尚未失效的产品，在该时刻t后的单位时间内发生失效的概率。基本：实验室条件下。应用：考虑到环境，利用，降额和其它因素的实际使用环境条件下。任务：元器件在执行任务期间，即工作条件下的基本 不可修产品平均寿命MTTF：指产品失效前的平均工作时间可修MTBF：指相邻两次故障间的平均工作时间，称为平均无故障工作时间或平均故障间隔时间维修性：在规定的条件下使用的可维修产品，在规定的时间内，按规定的程序和法进行维修时，保持或恢复到能完成规定功能的能力 维修度M(t)：是指在规定的条件下使用的产品发生故障后，在规定的时间(0，t)内完成修复的概率。修复率μ(t)：修理时间已达到某一时刻但尚未修复的产品在该时刻后的单位时间内完成修理的概率。平均修复时间MTTR：可修复的产品的平均修理时间，其估计值为修复
结构可靠度结课论文 摘要：本文主要从两个方面介绍自己对结构可靠度课程的学习。第一，介绍自己对于结构可靠度基本理论，结构可靠度分析方法（包括一次二阶矩法、二次二阶矩法和结构可靠度数值模拟方法）的理解；第二，论述了结构可靠性理论的发展历史，最后简单阐述了可靠性理论的研究和应用现状，并展望了未来的发展趋势。 一引言 工程结构在设计中需要遵循安全可靠、适用、美观、耐久等方面原则，在其使用期内需要安全可靠的承受各种作用，它们的安全可靠与否不但影响结构正常使用，通常还关系到人身安危。 在工程结构的设计中，当结构总体布置、结构方案和型式已经确定，接下来要进行的就是结构计算，在结构计算中我们对于截面及构件的设计应使所设计结构在设计基准期内经济合理地满足下列要求：1能承受正常施工和正常使用期间可能出现的各种作用（包括荷载及外加变形或约束变形）；2在正常使用时具有良好的工作性能；3在正常维修和养护下，具有足够的耐久性；4在偶然事件（如地震、爆炸、龙卷风等）发生时及发生后，能够保持必要的整体稳定性。 结构的安全性、适用性、和耐久性三折总称为结构的可靠性[1]。用来度量可靠性的指标称为可靠度。上述要求的第1、4项，关系到人身财产安全，属于结构的安全性；第2项关系到结构的适用性，第3项关系到结构的耐久性。 二结构可靠度课程学习笔记 2.1影响工程结构可靠性的三种不确定性[2] 2.1.1事物的随机性 事物是随机性是指，事件发生的条件不充分，使得在条件与事件之间不能出现必然的因果关系，从而事件的出现与否表现出不确定性，这种不确定性成为随机性。研究事物随机性问题的数学方法主要有概率论、数理统计和随机过程。
可靠性基本概念 Ting Bao was revised on January 6, 20021
可靠性设计主要符号表
可靠性的概念 可靠性的经典定义：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：指作为单独研究和分别试验对象的任何元件、设备或系统，可以是零件、部件，也可以是由它们装配而成的机器，或由许多机器组成的机组和成套设备，甚至还把人的作用也包括在内。在具体使用“产品”这一词时，其确切含义应加以说明。例如汽车板簧、汽车发动机、汽车整车等。 规定条件：一般指的是使用条件,环境条件。包括应力温度、湿度、尘砂、腐蚀等，也包括操作技术、维修方法等条件。 规定时间：是可靠性区别于产品其他质量属性的重要特征，一般也可认为可靠性是产品功能在时间上的稳定程度。因此以数学形式表示的可靠性各特征量都是时间的函数。这里的时间概念不限于一般的年、月、日、分、秒，也可以是与时间成比例的次数、距离。例如应力循环次数、汽车行驶里程。 规定功能：道德要明确具体产品的功能是什么，怎样才算是完成规定功能。产品丧失规定功能称为失效，对可修复产品通常也称为故障。怎样才算是失效或故障，有时很容易判定，但更多情况则很难判定。当产品指的是某个螺丛，显然螺栓断裂就是失效；当产品指的是某个设备，对某个零件损坏而该设备仍能完成规定功能就不能算失效或故障，有时虽有某些零件损坏或松脱，但在规定的短时间内可容易地修复也可不算是失效或故障。若产品指的是某个具有性能指标要求的机器，当性能下降到规定的指标后，虽然仍能继续运转，但已应算是失效或故障。究竟怎样算是失效或故障，有时要涉及厂商与用户不同看法的协商，有时要涉及当时的技术水平和经济政策等而作出合理的规定。 能力：只是定性的理解是比较抽象的，为了衡量检验，后面将加以定量描述。产品的失效或故障均具有偶然性，一个产品在某段时间内的工作情况并不很好地反映该产品可靠性的高低，而应该观察大量该种产品的工作情况并进行合理的处理后才能正确的反映该产品的可靠性，因此对能力的定量需用概率和数理统计的方法。 按产品可靠性的形成，可靠性可分为固有可靠性和使用可靠性。固有可靠性是通过设计、制造赋予产品的可靠性；使用可靠性既受设计、制造的影响，又受使用条件的影响。一般使用可靠性总低于固有可靠性。
安全培训基本知识 一、安全基本概念 1、安全：是指生产系统中人员免遭不可承受危险的伤害。 2、本质安全：是指设备、设施或技术工艺含有内在的能够从根本上防 止发生事故的功能。具体包括两方面内容：失误、故障。本质安全 是安全生产管理预防为主的根本体现，也是安全生产管理的最高境 界。 3、事故：造成人员的死亡、伤害、职业病、财产损失或其它损失的意 外事件。 4、事故隐患：指生产系统中可导致事故发生的人的不安全行为、物的 不安全状态和管理上的缺陷。 5、危险：是指特定危险事件发生的可能性与后果的结合。 6、危害：是指可能造成人员伤害、职业病、财产损失、作业环境破坏 的根源或状态。 7、危险 8、重大危险源：是指长期地或者临时地生产、搬运、使用或者储存危 险物品的数量等于或者超过临界量的单元（包括场所和设施）。 二、安全生产管理的基本原理和原则 1、系统原理和原则 系统原理是现代管理学的一个最基本原理。它是指人们在从事管理工作时，运用系统理论、观点和方法，对管理活动进行充分的系统分析，以达到管理的优化目标。
原则有：（1）动态相关性原则（2）整分合原则（3）反馈原则（4）封闭原则 2、人本原理和原则 人本原理是指在管理中必须把人的因素放在首位，体现以人为本为本的思想。 原则有：（1）动力原则（2）能级原则（3）激励原则 3、预防原理和原则 预防原理是指安全生产管理工作应该做到预防为主，通过有效的管理和技术手段，减少和防止人的不安全行为和物的不安全状态。 原则有：（1）偶然损失原则（2）因果关系原则（3）3E原则（4）本质安全化原则 4、强制原理和原则 强制原理是指采取强制管理的手段控制人的意愿和行为，使个人的活动、行为等受到安全生产管理要求的约束，从而实现有效的安全生产管理。原则是：安全第一原则（2）监督原则 三、事故致因理论 1、事故频发倾向理论：是指事故频发倾向者的存在是工业事故发年的主 要原因，即少数具有事故频发倾向的工人是事故频发倾向者，他们的存在是事故的主要原因。 2、海因里希因果连锁理论：海因里希把工业伤害事故的发生发展过程描 述为具有一定因果关系事件的连锁，人的不安全行为或物的不安全状态是由于人的缺点造成的，人的缺点是由于不良环境诱发或者是由于先天的遗传因素造成的。
质量人员必读-------可靠性基础知识 第一节可靠性定义 一、可靠性定义 产品的可靠性是指：产品在规定的条件下、在规定的时间内完成规定的功能的能力。从定义本身来说，它是产品的一种能力，这是一个很抽象的概念；我们可以用个例子（100个学生即将参加考试）来理解这个定义，可靠性就是指：100个学生的考分的平均是多少？对这个平均分的准确性有多大把握？分数越高、把握越大，可靠性就越高。 我国的可靠性工作起步较晚，20世纪70年代才开始在电子工业和航空工业中初步形成可靠性研究体系，并将其应用于军工产品。其他行业可靠性工作起步更晚，差距更大，与先进国家差距20～30年，虽然国家已制订可靠性标准，但尚未引起所有企业的足够重视。 对产品而言，可靠性越高就越好。可靠性高的产品，可以长时间正常工作（这正是所有消费者需要得到的）；从专业术语上来说，就是产品的可靠性越高，产品可以无故障工作的时间就越长。 二、可靠性的重要性 调查结果显示（如某公司市场部2001年调查记录）：“对可靠性的重视度，与地区的经济发达程度成正比”。例如，英国电讯（BT）关于可靠性管理/指标要求有产品寿命、MTBF 报告、可靠性框图、失效树分析（FTA）、可靠性测试计划和测试报告等；泰国只有MTBF 和MTTF的要求；而厄瓜多尔则未提到，只是提出环境适应性和安全性的要求。 产品的可靠性很重要，它不仅影响生产公司的前途，而且影响到使用者的安全（前苏联的“联盟11号”宇宙飞船返回时，因压力阀门提前打开而造成三名宇航员全部死亡）。可靠性好的产品，不但可以减少公司的维修费用，而且可以很快就打出品牌，大幅度提升公司形象，增加公司收入。 随着市场经济的发展，竞争日趋激烈，人们不仅要求产品物美价廉，而且十分重视产品的可靠性和安全性。日本的汽车、家用电器等产品，虽然在性能、价格方面与我国彼此相仿，却能占领美国以及国际市场。主要的原因就是日本的产品可靠性胜过我国一筹。美国的康明斯、卡勃彼特柴油机，大修期为12000小时，而我国柴油机不过1000小时，有的甚至几十小时、几百小时就出现故障。我国生产的电梯，平均使用寿命（指两次大修期的间隔时期）为3年左右，而国外的电梯平均寿命在10年以上，是我们的3倍；故障率，国外平均为0.05次，而我国为1次以上，高出20倍，这样的产品怎么有竞争力呢！因此要想在竞争中立于不败之地，就要狠抓产品质量，特别是产品可靠性，没有可靠性就没有质量，企业就无法在激烈的竞争中生存和发展。因此，可靠性问题必须引起政府和企业的高度重视，抓好可靠性工作，不仅是关系到企业生存和发展的大问题，也是关系到国家经济兴衰的大问题。（呵呵，这是唱高调的内容，可以不看的……） 三、可靠性指标 衡量产品可靠性水平有好几种标准，有定量的，也有定性的，有时要用几种标准（指标）去度量一种产品的可靠性，但最基本最常用的有以下几种标准。 1.可靠度R（t）；它是产品在规定条件和规定时间内完成规定功能的概率。一批产品的数量为N，从t = 0时开始使用，随着时间的推移，失效的产品件数逐渐增加，而正常工作的产品件数n(t)逐渐减少，用R(t)表示产品在任意时刻t的可靠度。 2.可靠寿命；它与一般理解的寿命有不同含义，概念也不同，设产品的可靠度为R(t)，使可靠度等于规定值r时的时间tr的，即被定义为可靠寿命。 3.失效率（故障率）λ（t）；它是指某产品（零部件）工作到时间t之后，在单位时间△t 内发生失效的概率。
第一部分产品可靠性基本概念 编讲杨志飞 1 质量定义 为了某个目的而进行的单项具体工作叫“活动”。活动需要“资源”，资源包括人员、设施、设备、技术、资金和时间。 将输入转化为输出的一组关联的资源和活动称“过程”。 产品：ISO 9000定义为“活动或过程的结果”。产品可包括：硬件、流程性材料、软件、服务或它们的组合；产品可以是有形的(如组件或流程性材料)，也可以是无形的(如知识或概念)或是它们的组合；产品可以是预期的(如提供给客户的)或非预期的(如污染物或不愿有的后果)。(国内曾经把产品定义为：是指任何元器件、零部件、组件、设备、分系统或系统，可以指硬件、软件或者两者的结合。) 硬件，是有形的、不连续的、具有特定形状的产品，通常由制造的、建造的和装配的零件、部件或(和)组件组成。 流程性材料，是由固体、气体、液体或由它们的组合所组成，经转换形成的产品(最终产品或中间产品），通常由管道、桶、袋、罐或以卷的形式交付。 软件，是通过支持媒体表达的信息所构成的一种智力创作。 服务，是为满足顾客的需要，供方和顾客之间接触的活动以及供方内部活动产生的结果。 整机：是指产品的部分内涵，即产品中设备以上的部分。 系统：能够完成某项工作任务的设备、人员及技术的组合。一个完整的系统应包括在规定的工作环境下，使系统的工作和保障可以达到自给所需的一切设备、有关的设施、器材、软件、服务和人员。 分系统：在系统中执行一种使用功能的组成部分。如数据处理分系统、制导分系统等。 请注意：组件多数可以看作整机，有时也当作元器件，在高度集成的器件中，往往包含了整机的模块，现代的部件往往也做成组件。因此很难划清它们的界线。 实体，是可以单独描述和考虑的事物，可以是某项活动和过程、某个产品、某个组织、体系或人或他们的任何组合。 特性，是帮助识别和区分各类实体的一种属性。属性包括物理、化学、外观功能或其它可识别的性质。其描述的量叫“特性参数”。 反映实体满足规定和潜在需要能力的特性之和叫“质量”。潜在需要是用户未在合同或定单中明确提出但实质上有的需要。质量是实体的一项最重要的特性，包括：性能、适用性、可信性、安全性、环境、经济性、美学。 可信性，是描述可用性和它的影响因素包括可靠性、维修性、维修保障性的集合性术语。 2故障定义 产品终止最终完成规定功能的能力的事件称“失效”。产品不能执行规定功能的状态叫“故障”。丧失功能的准则叫故障判据。 相对于给定的规定功能，有故障的产品的一种状态叫“故障模式”。形成故障的物理、化学(可能还有生物)变化等内在原因称为“故障机理”。 产品在规定的条件下使用，由于其本身固有的弱点而引起的失效，称为“本质故障”，不按规定条件使用产品而引起的失效称为“误用故障”。产品设计应包括减少误用故障的设计过程。 产品由于制造上的缺陷等原因而发生的故障称为“早期故障”；而由于偶然因素发生的故障称为“偶然故障”，一般在事前不能测试或监控，属于“突然故障”。产品由于老化、磨损、损耗或疲劳等原因引起的故障称为“耗损故障”。通过事前的测试或监控可以预测到的故障称为“渐变故障”。使产品不能完成规定任务或可能导致人或物重大损失的
第三节可靠性试验 第三节可靠性试验 学习目标要求： 1、掌握筛选与环境应力筛选 2、了解可靠增长试验和加速寿命试验 3、熟悉可靠性测定试验 4、了解可靠性鉴定试验 可靠性试验是对产品的可靠性进行调查、分析和评价的一种手段。目的是通过对产品的可靠性试验发现产品设计、元器件、零部件、原材料和工艺方面的缺陷，以便采取有效的纠正措施，使产品可靠性增长。 可靠性试验可以是实验室的试验，也可以是现场试验。 实验室试验是在规定的受控条件下的试验。它可以模拟现场条件，也可以不模拟现场条件。 可靠性试验一般可分为工程试验和统计试验。 工程试验包括环境应力筛选试验和可靠性增长试验；统计试验包括可靠性鉴定试验、可靠性测定试验和可靠性验收试验。 典型考题： 典型考题： 多选题 61．电子产品环境应力筛选最有效的环境应力是( )。 a．正弦振动 b．随机振动 c．温度循环 d．高温老化 e．冲击振动 62．在定时截尾的可靠性鉴定试验中，决定试验方案的参数有( )。 a．生产方风险α b．使用方风险β c．产品合格品率 d．鉴别比d e．产品研制的风险 一、环境应力筛选试验 一、环境应力筛选试验（ess, environment stress screening） 环境应力筛选(environmentstress screen, ess)是一种工艺手段，是通过向电子产品施加合理的环境应力和电应力，将其内部的潜在缺陷加速变成故障，并通过检验发现和排除故障的过程。环境应力筛选试验是通过在产品上施加一定的环境应力，以剔除由不良元器件、零部件或工艺缺陷引起的产品早期故障的一种工序或方法。对电子产品施加的环境应力最有效的是随机振动和温度循环应
安全基础知识 安全管理科学理论与安全管理技术方法（安全管理的基本概念和原理） 一、安全管理基础 1、什么是安全管理：是指以国家的法律、规定和技术标准为依据，采取各种手段，对企业生产的安全状况， 实施有效制约的一切活动。（内容包括行政管理；技术管理；工业卫生管理； 2、职业安全卫生管理的目的：是企业管理的重要组成部分，它是调整劳动关系的重要内容，是生产经营的重 要保证，是企业获取经济效益的必要条件。 3、安全生产保障的三大对策：工程技术的对策、安全教育的对策、安全管理的对策。工程技术对策就是要尽 量通过采用先进的生产工艺技术，采取有效的安全技术措施，从硬件上达到技术所要求的安全生产科学标准；教育对策就是对企业职工进行全员教育，提高职工的安全知识和技能，提高职工的安全素质，从而防止人因事故；管理对策就是通过强制管理和科学管理使人员、技术、设备和工具、生产环境等各种安全生产要素得到有机的协调。 4、安全生产管理的基本原则：①生产与安全统一的原则，即在安全生产管理中要落实“管生产必须管理安全” 的原则；②三同时原则：新建、改建、扩建的项目，其安全卫生设施和措施要与主体工程同时设计，同时施工，同时投产运营；③五同时原则：企业领导在计划、布置、检查、总结、评比生产的同时，还应计划、布置、检查、总结、评比安全；④三同步原则，企业在考虑经济发展、进行机制改革、技术改造时，安全生产方面要与之同步规划、同步组织实施、同步运作投产；⑤三（四）不放过原则：发生事故后，要做到事故原因没查清，当事人和群众未受到教育，整改措施未落实三不放过。事故责任者没有受到严肃处理不放过 5、安全管理的对象：是安全生产系统（它包括的要素是：生产的人员、生产的设备和环境、生产的动力和能 量，以及管理的信息和资料）“人、机、料、法、环” 6、安全否决权原则：是指安全工作是衡量企业经营管理工作好坏的一项基本内容，该原则要求，在对企业各 项指标考核、评选先进时，必须要首先考虑安全指标的完成情况。安全生产指标具有一票否决的作用。二、安全管理原理（了解） 安全经济学原理：安全的效益可从两方面来评价：安全的“减损效益”（减少人员伤亡、职业病负担、事故经济损失、环境危害等），一般安全的减损价值占GNP（或企业产值）的2.5％（追求目标）；第二是安全的增值效益，通过安全对生产的“贡献率”来评价，一般可达到GNP（或企业产值）的2～5％(直接的)。通常安全的投入产出比可达到1∶6。安全经济学原则有：安全生产投入与社会经济状况相统一的原则；发展安全与发展经济比例协调性原则；安全发展的超前性原则；宏观协调与微观协调辩证统一的原则；协调与不协调辩证统一的原则。 有三种基本性质：事故的因果性，事故的偶然性和事故 的再现性。事故展四阶段论：从事故时间特性的角度分 析，事故经历如下四个阶段：事故的孕育阶段——事故 的发展阶段——事故的发生阶段——事故损失阶段。事 故原因体系：如图。 三、安全管理模式与原则（了解） 1、事后型安全管理模式：在事故或灾难发生后进行整 改，以避免同类事故再次发生的一种对策。这种对策模式遵循如下技术步骤：事故或灾难发生——调查原因——分析主要原因——提出整改对策——进行评价——新的对策。 2、预期型安全模式。是一种主动、积极地预防事故或灾难发生的对策。其基本的技术步骤：提出安全或减灾 目标——分析存在的问题——找出主要问题——制定实施方案——落实方案——评价——新的目标。 3、安全管理对策的组织原则：系统整体性原则、计划性原则、效果性原则、单项解决的原则、等同原则、全
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可靠性的概念 可靠性的经典定义：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：指作为单独研究和分别试验对象的任何元件、设备或系统，可以是零件、部件，也可以是由它们装配而成的机器，或由许多机器组成的机组和成套设备，甚至还把人的作用也包括在内。在具体使用“产品”这一词时，其确切含义应加以说明。例如汽车板簧、汽车发动机、汽车整车等。 规定条件：一般指的是使用条件,环境条件。包括应力温度、湿度、尘砂、腐蚀等，也包括操作技术、维修方法等条件。 规定时间：是可靠性区别于产品其他质量属性的重要特征，一般也可认为可靠性是产品功能在时间上的稳定程度。因此以数学形式表示的可靠性各特征量都是时间的函数。这里的时间概念不限于一般的年、月、日、分、秒，也可以是与时间成比例的次数、距离。例如应力循环次数、汽车行驶里程。 规定功能：道德要明确具体产品的功能是什么，怎样才算是完成规定功能。产品丧失规定功能称为失效，对可修复产品通常也称为故障。怎样才算是失效或故障，有时很容易判定，但更多情况则很难判定。当产品指的是某个螺丛，显然螺栓断裂就是失效；当产品指的是某个设备，对某个零件损坏而该设备仍能完成规定功能就不能算失效或故障，有时虽有某些零件损坏或松脱，但在规定的短时间内可容易地修复也可不算是失效或故障。若产品指的是某个具有性能指标要求的机器，当性能下降到规定的指标后，虽然仍能继续运转，但已应算是失效或故障。究竟怎样算是失效或故障，有时要涉及厂商与用户不同看法的协商，有时要涉及当时的技术水平和经济政策等而作出合理的规定。 能力：只是定性的理解是比较抽象的，为了衡量检验，后面将加以定量描述。产品的失效或故障均具有偶然性，一个产品在某段时间内的工作情况并不很好地反映该产品可靠性的高低，而应该观察大量该种产品的工作情况并进行合理的处理后才能正确的反映该产品的可靠性，因此对能力的定量需用概率和数理统计的方法。 按产品可靠性的形成，可靠性可分为固有可靠性和使用可靠性。固有可靠性是通过设计、制造赋予产品的可靠性；使用可靠性既受设计、制造的影响，又受使用条件的影响。一般使用可靠性总低于固有可靠性。 可靠度 可靠度是产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的概率，一般记为R。它是时间的函数，故也记为R（t）,称为可靠度函数。
单元一建筑施工安全基础知识 一、安全生产的基本概念 1．安全的概念 1）安全 安全，顾名思义，“无危则安，无缺则全”，即安全意味着没有危险且尽善尽美。 2）安全生产 安全生产就是在生产的过程中对劳动者的安全与健康进行保护，同时还要保护设备、设施的安全，保证生产进行。 3）事故 事故是在人们生产、生活活动过程中突然发生的、违背人们意志的、迫使活动暂时或永久停止，可能造成人员伤害、财产损失或环境污染的意外事件。 2．安全生产的方针 施工安全生产必须坚持“安全第一，预防为主”的方针。“安全第一”是原则和目标，是从保护和发展生产力的角度，确立了生产与安全的关系，肯定了安全在建设工程生产活动中的重要地位。“安全第一”的方针，就是要求所有参与工程建设的人员，包括管理者和从业人员以及对工程建设活动进行监督管理的人员都必须树立安全的观念，不能为了经济的发展而牺牲安全。 当安全与生产发生矛盾时，必须先解决安全问题，在保证安全的前提下从事生产活动，也只有这样，才能使生产正常进行，才能充分发挥职工的积极性，提高劳动生产率，促进经济的发展，保持社会的稳定。 “预防为主”的手段和途径，是指在生产活动中，根据生产活动的特点，对不同的生产要素采取相应的管理措施，有效地控制不安全因素的发展和扩大，把可能发生的事故消灭在萌芽状态，以保证生产活动中人的安全与健康。 对于施工活动而言，“预防为主”就是必须预先分析危险点、危险源、危险场地等，预测和评估危害程度，发现和掌握危险出现的规律，指定事故应急预 案，采取相应措施，将危险消灭在转化为事故之前。 总之，“安全第一、预防为主”的方针体现了国家在建设工程安全生产过程中“以人为本”，保护劳动者权利、保护社会生产力、促进社会全面进步的指导思想，是建设工程安全生产的基本方针。 二、安全生产的三级教育
可靠性理论基础知识 1.可靠性定义 我国军用标准GIB 451A-2005《可靠性维修性保障性术语》中，可靠性定义 为：产品在规定的条件下，规定的时间内，完成规定功能的能力。 “规定条件”包括使用时的环境条件和工作条件。 “规定时间”是指产品规定了的任务时间。 “规定功能”是指产品规定了的必须具备的功能及其技术指标。 可靠性的评价可以使用概率指标或时间指标，这些指标有：可靠度、失效率、平均无故障工作时间、平均失效前时间、有效度等。典型的失效率曲线是浴盆曲线，其分为三个阶段：早期失效期、偶然失效期、耗损失效期。早期失效期的失效率为递减形式，即新产品失效率很高，但经过磨合期，失效率会迅速下降。偶然失效期的失效率为一个平稳值，意味着产品进入了一个稳定的使用期。耗损失效期的失效率为递增形式，即产品进入老年期，失效率呈递增状态，产品需要更新。 1.1可靠性参数 1、失效概率密度和失效分布函数 失效分布函数就是寿命的分布函数，也称为不可靠度，记为)(t F 。它 是产品或系统在规定的条件下和规定的时间内失效的概率，通常表示为 )()(t T P t F ≤= 失效概率密度是累积失效概率对时间t 的倒数，记为f(t)。它是产品在 包含t 的单位时间内发生失效的概率，可表示为)() ()('t F dt t dF t f ==。 2、可靠度 可靠度是指产品或系统在规定的条件下，规定的时间内，完成规定功能的概率。可靠度是时间的函数，可靠度是可靠性的定量指标。可靠度是时间的函数，记为 )(t R 。通常表示为?∞ =-=>=t dt t f t F t T P t R )()(1)()( 式中t 为规定的时间，T 表示产品寿命。 3、失效率 已工作到时刻t 的产品，在时刻t 后单位时间内发生失效的概率成为该产品时刻 t 的失效率函数，简称失效率，记为)(t λ。) (1) ()()()()()(''t F t F t R t F t R t f t -===λ。 4、不可修复的产品的平均寿命是指产品失效前的平均工作时间，记为MTTF （Mean Time To Failure)。?∞ =0)(dt t R MTTF 。 5、平均故障间隔时间（MTBF ）
4．6 可靠性设计的基本概念与方法 一、结构可靠性设计概念 1．可靠性含义 可靠性是指一个产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力；而一个工业产品(包括像飞机这样的航空飞行器产品)由于内部元件中固有的不确定因素以及产品构成的复杂程度使得对所执行规定功能的完成情况及其产品的失效时间(寿命)往往具有很大的随机性，因此，可靠性的度量就具有明显的随机特征。一个产品在规定条件下和规定时间内规定功能的概率就称为该产品的可靠度。作为飞机结构的可靠性问题，从定义上讲可以理解为：“结构在规定的使用载荷／环境作用下及规定的时间内，为防止各种失效或有碍正常工作功能的损伤，应保持其必要的强刚度、抗疲劳断裂以及耐久性能力。”可靠度则应是这种能力的概率度量，当然具体的内容是相当广泛的。例如，结构元件或结构系统的静强度可靠性是指结构元件或结构系统的强度大于工作应力的概率，结构安全寿命的可靠性是指结构的裂纹形成寿命小于使用寿命的概率；结构的损伤容限可靠性则一方面指结构剩余强度大于工作应力的概率，另一方面指结构在规定的未修使用期间内，裂纹扩展小于裂纹容限的概率．可靠性的概率度量除可靠度外，还可有其他的度量方法或指标，如结构的失效概率F(c)，指结构在‘时刻之前破坏的概率；失效率^(()．指在‘时刻以前未发生破坏的条件下，在‘时刻的条件破坏概率密度；平均无故障时间MTTF(MeanTimeToFailure)，指从开始使用到发生故障的工作时间的期望值。除此而外，还有可靠性指标、可靠寿命、中位寿命，对可修复结构还有维修度与有效度等许多可靠性度量方法。 2．.结构可靠性设计的基本过程与特点 设计一个具有规定可靠性水平的结构产品，其内容是相当丰富的，应当贯穿于产品的预研、分析、设计、制造、装配试验、使用和管理等整个过程和各个方面。从研究及学科划分上可大致分为三个方面。 (1)可靠性数学。主要研究可靠性的定量描述方法。概率论、数理统计，随机过程等是它的重要基础。 (2)可靠性物理。研究元件、系统失效的机理，物理成固和物理模型。不同研究对象的失效机理不同，因此不同学科领域内可靠性物理研究的方法和理论基础也不同． (3)可靠性工程。它包含了产品的可靠性分析、预测与评估、可靠性设计、可靠性管理、可靠性生产、可靠性维修、可靠性试验、可靠性数据的收集处理和交换等．从产品的设计到产品退役的整个过程中，每一步骤都可包含于可靠性工程之中。 由此我们可以看出，结构可靠性设计仅是可靠性工程的其中一个环节，当然也是重要的环节，从内容上讲，它包括了结构可靠性分析、结构可靠性设计和结构可靠性试验三大部分。结构可靠性分析的过程大致分为三个阶段。 一是搜集与结构有关的随机变量的观测或试验资料，并对这些资料用概率统计的方法进行分析，确定其分布概率及有关统计量，以作为可靠度和失效概率计算的依据。
2. 可靠性物理基本知识和基本概念 2.1 可靠性的基本理论知识 2.1.1 可靠性的概念 可靠性的概念，可以说，自古以来从人类开始使用工具起就已经存在。然而可靠性理论作为一门独立的学科出现却是近几十年的事。可靠性归根结底研究的还是产品的可靠性，而通常所说的“可靠性”指的是“可信赖的”或“可信任的”。一台仪器设备，当人们要求它工作时，它就能工作，则说它是可靠的；而当人们要求它工作时，它有时工作，有时不工作，则称它是不可靠的。 最早的可靠性定义由美国AGREE在1957年的报告中提出，1966年美国的MIL－STD－721B又较正规地给出了传统的或经典的可靠性定义：“产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力”。它为世界各国的标准所引证，我国的GB318－82给出的可靠性定义也与此相同。 [3]赵海波。这里的产品是泛指的，它可以是一个复杂的系统，也可以是一个零件。 出厂检验合格的产品，在使用寿命期内保持其产品质量指标的数值而不致失效，这就是可靠性问题。因此，可靠性也是产品的一个质量指标，而且是与时间有关的参量。只有在引进了可靠性指标后，才能和其它质量指标一起，对产品质量作全面的评定。所谓产品是指作为单独研究和分别试验对象的任何元件、设备或系统，可以是零件也可以是由它们装配而成的机器，或由许多机器组成的机组和成套设备，甚至还把人的作用也包括在内。在具体使用“产品”这一词时，其确切含义应加以说明。例如汽车板簧、汽车发动机、汽车整车等。 从定义可以看出，产品的可靠性是与“规定的条件”分不开的。这里所讲的规定条件包括产品使用时的应力条件(温度、压力、振动、冲击等载荷条件)、环境条件(地域、气候、介质等)和贮存条件等。规定的条件不同，产品的可靠性是不同的。 产品的可靠性又与“规定的时间”密切相关。一般说来，经过零件筛选、整机调试和跑合后，产品的可靠性水平会有一个较长的稳定使用或贮存阶段，以后随着时间的增长其可靠性水平逐渐降低。 产品的可靠性还和“规定的功能”有密切的联系。一个产品往往具有若干项技术指标。定义中所说的“规定功能”是指产品若干功能的全体，而不是其中的
工程结构荷载与可靠度设计原理-复习资料
荷载与结构设计原理总复习题 一、判断题 1.严格地讲，狭义的荷载与直接作用等价，广义的荷载与间接作用等价。（N） 2.狭义的荷载与直接作用等价，广义的荷载与作用等价。（Y） 3.广义的荷载包括直接作用和间接作用。（Y） 4.按照间接作用的定义，温度变化、基础不均匀沉降、风压力、地震等均是间接作用。（N） 5.由于地震、温度变化、基础不均匀沉降、焊接等引起的结构内力变形等效应的因素称为间接作用。（Y） 6.土压力、风压力、水压力是荷载，由爆炸、离心作用等产生的作用在物体上的惯性力不是荷载。（N） 7.由于雪荷载是房屋屋面的主要荷载之一，所以基本雪压是针对屋面上积雪荷载定义的。（N） 8.雪重度是一个常量，不随时间和空间的变化而变化。（N） 9.雪重度并非一个常量，它随时间和空间的变化而变化。（N） 10.虽然最大雪重度和最大雪深两者有很密切的关系，但是两者不一定同时出现。（Y） 11.汽车重力标准是车列荷载和车道荷载，车列荷载是一集中力加一均布荷载的汽车 重力形式。（N） 12.烈度是指某一地区遭受一次地震影响的强弱程度，与震级和震源深度有关，一次地震有多个烈度。（Y） 13．考虑到荷载不可能同时达到最大，所以在实际工程设计时，当出现两个或两个以上荷载时，应采用荷载组合值。（N） 14.当楼面活荷载的影响面积超过一定数值需要对均布活荷载的取值进行折减。（Y） 15.土的侧压力是指挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的土压力。（Y） 16.波浪荷载一般根据结构型式不同，分别采用不同的计算方法。（Y） 17.先张法是有粘结的预加力方法，后张法是无粘结的预加力方法。（Y） 18.在同一大气环境中，各类地貌梯度风速不同，地貌越粗糙，梯度风速越小。（N） 19.结构构件抗力R是多个随机变量的函数，且近似服从正态分布。（N） 20.温度作用和变形作用在静定结构中不产生内力，而在超静定结构中产生内力。（Y） 21.结构可靠指标越大，结构失效概率越小，结构越可靠。（Y） 22.朗肯土压力理论中假设挡土墙的墙背竖直、光滑、填土面水平无超载。（Y） 23.在朗肯土压力理论的假设中，墙背与填土之间既无摩擦力也无剪力存在。（Y） 24.在朗肯土压力理论的假设中，墙背与填土之间虽然无摩擦力，但仍有剪力存在。（N） 25.土的自重应力为土自身有效重力在土体中引起的应力。（Y） 26.不但风的作用会引起结构物的共振，水的作用也会引起结构物的共振。（Y） 27.平均风速越大，脉动风的幅值越大，频率越高。（N） 28.风压是指风以一定的速度向前运动受到阻塞时对阻塞物产生的压力。（Y） 29.地震作用中的体波可以分为横波和纵波，两者均可在液体和固体中传播。（N） 30.如果波浪发生破碎的位置距离直墙在半个波长以内，这种破碎波就称为近区破碎
可靠性的基本概念知识 一、可靠性 产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力称为可靠性。可靠性的概率度量称为可靠度。这里的产品指的是新版ISO)9000中定义的硬件和流程性材料等有形产品以及软件等无形产品。它可以大到一个系统或设备，也可以小至一个零件。产品终止规定功能就称为失效，也称为故障。产品按从发生失效后是否可以通过维修恢复到规定功能状态，可分为可修复产品和不可修复产品。如汽车属于可修复产品，日光灯管属不可修复产品。习惯上，终止规定功能，对可修复产品称为故障，对不可修复产品称为失效。可靠性定义中的“三个规定”是理解可靠性概念的核心。“规定条件”包括使用时的环境条件和工作条件。产品的可靠性和它所处的条件关系极为密切，同一产品在不同条件下工作表现出不同的可靠性水平。一辆汽车在水泥路面上行驶和在砂石路上行驶同样里程，显然后者故障会多于前者，也就是说使用环境条件越恶劣，产品可靠性越低。“规定时间”和产品可靠性关系也极为密切。可靠性定义中的时间是广义的，除时间外，还可以是里程、次数等。同一辆汽车行驶1万公里时发生故障的可能性肯定比行驶1千公里时发生故障的可能性大。也就是说，工作时间越长，可靠性越低，产品的可靠性和时间的关系呈递减函数关系。“规定的功能”指的是产品规格书中给出的正常工作的性能指标。衡量一个产品可靠性水平时一定要给出故障(失效)判据，比如电视机图像的清晰度低于多少线就判为故障要明确定义，否则会引起争议。因此，在规定产品可靠性指标要求时一定要对规定条件、规定时间和规定功能给予详细具体的说明。如果这些规定不明确，仅给出产品可靠度要求是无法验证的。 产品的可靠性可分为固有可靠性和使用可靠性。固有可靠性是产品在设计、制造中赋予的，是产品的一种固有特性，也是产品的开发者可以控制的。而使用可靠性则是产品在实际使用过程中表现出的一种性能的保持能力的特性，它除了考虑固有可靠性的影响因素之外，还要考虑产品安装、操作使用和维修保障等方面因素的影响。 产品可靠性还可分为基本可靠性和任务可靠性。基本可靠性是产品在规定条件下无故障的持续时间或概率，它反映产品对维修人力的要求。因此在评定产品基本可靠性时应统计产品的所有寿命单位和所有故障，而不局限于发生在任务期间的故障，也不局限于是否危及任务成功的故障。任务可靠性是产品在
结构可靠度基本理论 摘要：目前，在结构工程领域，人们越来越认识到，只有用概率和统计的方法，才能正确地处理结构设计和分析中存在的大量不确定因素，从而对结构的安全性做出科学的评估。近三十年来，结构可靠性理论得到了迅速的发展。它以概率论和统计学为数学工具，形成了一个相当完整的理论体系，它还发展了许多便于在工程实际中应用的计算方法，为结构安全性评估提供了强有力的手段。 关键词：疲劳失效、可靠度、可靠性指标 长期以来，在船舶与海洋工程领域，对结构的疲劳现象已进行了大量的研究，并在此基础上建立了可供实际应用的疲劳设计与分析方法。通常，结构的疲劳损伤和疲劳寿命采用Miner 线性累计损伤理论和S—N 曲线来计算。近年来，更为先进的断裂力学方法也越来越受到重视，并逐步得到了应用。目前，这两种方法已成为船舶与海洋工程结构疲劳设计与分析的两种相互补充的基本方法。但是，这两种方法以往都是在确定性的意义上使用的，在分析过程中，有关的参数都认为有确定的数值。而事实上，船舶与海洋工程结构的疲劳是一个受到大量因素影响的极其复杂的现象，大多数的影响因素从本质上说是随机的。例如，海洋中的波浪无规则地运动，由此引起结构内的交变应力就是一个随机过程。一艘船或海洋平台，用确定性方法进行疲劳分析时，若有关参数都取均值，那么计算所得的疲劳寿命可能是规定的设计寿命的数倍甚至数十倍。从表面上看，可以认为是充分安全 的。但是，若考虑到各参赛的不确定性，在同样的条件下，疲劳寿命大于 设计寿命的概率却可能很低，实际上并不能满足安全性的要求。
在结构可靠性理论中，各种影响结构安全的不确定因素都用随机变量或随机过程来描述；在充分考虑这些不确定因素的基础上，一个结构安全与否，用该结构在规定服务期内不发生破坏的概率来度量，这一概率称为结构的可靠度。很显然，对于受到大量不确定因素影响的船舶与海洋工程结构的疲劳问题，用结构可靠度理论来加以研究是非常适当的，可以对结构在疲劳方面的安全性做出比用确定性方法更加合理的评估。下面我将从以下几个方面来介绍我学到的结构可靠度基本理论： 极限状态 在工程实际中，结构受载后的响应必须满足一定的要求，例如安全性的要求、适应性的要求，或其他一些衡准。结构的极限状态定义为若超过此状态，结构就不能满足某一特定的要求。结构的极限状态主要有两类：一类是承载能力极限状态，它与结构的安全性要求有关，如屈服、失稳、疲劳、断裂等引起的结构破坏的状态；另一类是正常使用极限状态，它与结构的适应性要求有关，如过度的变形、过度的振动等导致结构不能正常使用的状态。结构超过极限状态称为“失效”，因此极限状态又称为“失效模式” 失效概率和可靠度 结构可靠性分析的任务就是要计算在规定时间内结构超过极限状态的概率，这一概率成为“失效概率”。可把在规定时间内结构不达到极限状态的概率定义为结构的“可靠度”。若用
可靠性设计主要符号表
可靠性的概念 可靠性的经典定义：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：指作为单独研究和分别试验对象的任何元件、设备或系统，可以是零件、部件，也可以是由它们装配而成的机器，或由许多机器组成的机组和成套设备，甚至还把人的作用也包括在内。在具体使用“产品”这一词时，其确切含义应加以说明。例如汽车板簧、汽车发动机、汽车整车等。 规定条件：一般指的是使用条件,环境条件。包括应力温度、湿度、尘砂、腐蚀等，也包括操作技术、维修方法等条件。 规定时间：是可靠性区别于产品其他质量属性的重要特征，一般也可认为可靠性是产品功能在时间上的稳定程度。因此以数学形式表示的可靠性各特征量都是时间的函数。这里的时间概念不限于一般的年、月、日、分、秒，也可以是与时间成比例的次数、距离。例如应力循环次数、汽车行驶里程。 规定功能：道德要明确具体产品的功能是什么，怎样才算是完成规定功能。产品丧失规定功能称为失效，对可修复产品通常也称为故障。怎样才算是失效或故障，有时很容易判定，但更多情况则很难判定。当产品指的是某个螺丛，显然螺栓断裂就是失效；当产品指的是某个设备，对某个零件损坏而该设备仍能完成规定功能就不能算失效或故障，有时虽有某些零件损坏或松脱，但在规定的短时间内可容易地修复也可不算是失效或故障。若产品指的是某个具有性能指标要求的机器，当性能下降到规定的指标后，虽然仍能继续运转，但已应算是失效或故障。究竟怎样算是失效或故障，有时要涉及厂商与用户不同看法的协商，有时要涉及当时的技术水平和经济政策等而作出合理的规定。 能力：只是定性的理解是比较抽象的，为了衡量检验，后面将加以定量描述。产品的失效或故障均具有偶然性，一个产品在某段时间内的工作情况并不很好地反映该产品可靠性的高低，而应该观察大量该种产品的工作情况并进行合理的处理后才能正确的反映该产品的可靠性，因此对能力的定量需用概率和数理统计的方法。 按产品可靠性的形成，可靠性可分为固有可靠性和使用可靠性。固有可靠性是通过设计、制造赋予产品的可靠性；使用可靠性既受设计、制造的影响，又受使用条件的影响。一般使用可靠性总低于固有可靠性。