前文我們簡單了解了一下耐久性和可靠性的差異,這邊文章主要來簡單介紹一下可靠性的評價。首先我們還是來回顧一下可靠性的定義。
我國軍用標(biāo)準(zhǔn)GIB 451A-2005《可靠性維修性保障性術(shù)語》中,可靠性定義為:產(chǎn)品在規(guī)定的條件下,規(guī)定的時間內(nèi),完成規(guī)定功能的能力。
“規(guī)定條件”包括使用時的環(huán)境條件和工作條件。
“規(guī)定時間”是指產(chǎn)品規(guī)定了的任務(wù)時間。
“規(guī)定功能”是指產(chǎn)品規(guī)定了的必須具備的功能及其技術(shù)指標(biāo)。
可靠性的評價可以使用概率指標(biāo)或時間指標(biāo),這些指標(biāo)有:可靠度、失效率、平均無故障工作時間、平均失效前時間、有效度等。典型的失效率曲線是浴盆曲線,其分為三個階段:早期失效期、偶然失效期、耗損失效期。早期失效期的失效率為遞減形式,即新產(chǎn)品失效率很高,但經(jīng)過磨合期,失效率會迅速下降。偶然失效期的失效率為一個平穩(wěn)值,意味著產(chǎn)品進入了一個穩(wěn)定的使用期。耗損失效期的失效率為遞增形式,即產(chǎn)品進入老年期,失效率呈遞增狀態(tài),產(chǎn)品需要更新。
根據(jù)可靠性的定義我們也可以導(dǎo)出失效或者故障的定義:產(chǎn)品在規(guī)定條件,規(guī)定時間,不能完成規(guī)定功能即為失效(不可維修)或故障(可維修),接下來我們針對可靠性的評價就從可維修產(chǎn)品的可靠性評價和不可維修產(chǎn)品的可靠性兩個方面來進行簡單的介紹。
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1 可維修產(chǎn)品的的可靠性評價
對于可維修產(chǎn)品,在其壽命周期內(nèi)主要處于兩種狀態(tài):工作狀態(tài)、故障狀態(tài)。因此對于可維修產(chǎn)品的可靠性評價需要引入平均故障里程,平均故障間隔時間/里程MTBF、故障率等進行評價。
平均故障間隔時間是一個標(biāo)志產(chǎn)品平均能工作多長時間的特征量??尚蕻a(chǎn)品的平均壽命是指相鄰兩次故障間的平均工作時間,稱為平均無故障工作時間,通常記為MTBF(Mean Time Between Failure),平均無故障工作時間與可靠度之間的關(guān)系表達式為:
其中MTBF的點估計值:
MTBF=T/R
T--試驗總時間/里程
R--故障總次數(shù)
另外可靠性的試驗驗證工況要盡可能接近正常的使用工況,而目前各車企在試驗場內(nèi)進行的道路試驗多為強化試驗。
關(guān)于試驗強化系數(shù):
一般為某地區(qū)客戶使用統(tǒng)計出的B10壽命除以指定車型在試驗場進行加速試驗后統(tǒng)計出的B10壽命,即按以下公式計算:
K=客戶使用B10壽命/強化試驗B10壽命
那么基于試驗場強化道路試驗推算市場客戶使用時的平均故障里程/時間:
MTBF=T×K/R
注:B10壽命:累積失效概率為10%的壽命。即10%的零件失效后對應(yīng)的壽命或里程。
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2 不可維修產(chǎn)品的的可靠性評價
對于不可維修產(chǎn)品的可靠性評價需要引入可靠度、不可靠度、失效率等來進行評價。
可靠度是指產(chǎn)品或系統(tǒng)在規(guī)定的條件下,規(guī)定的時間內(nèi),完成規(guī)定功能的概率。可靠度是時間的函數(shù),可靠度是可靠性的定量指標(biāo)??煽慷仁菚r間的函數(shù),記為R(t),通常表示為:
式中t為規(guī)定的時間,T表示產(chǎn)品壽命。其中F(t)為失效概率函數(shù),即為不可靠度。
對于不可維修產(chǎn)品,威布爾分布函數(shù)是最常用的可靠度函數(shù),因為它是通用公式,通過調(diào)整參數(shù)可以構(gòu)成不同的分布,為各種壽命分布特性建立模型。
其中威布爾分布失效密度函數(shù)為:
其中m>0為形狀參數(shù);η>0為尺度參數(shù)或特征壽命(達到該壽命時,失效的概率為63.2%),γ為未知參數(shù),最低的壽命。
失效分布函數(shù)為:
而產(chǎn)品可靠性分析需要一定的樣本數(shù)量,因此企業(yè)需要建立產(chǎn)品開發(fā)驗證的試驗信息庫以及市場售后問題數(shù)據(jù)庫,為產(chǎn)品的可靠性分析提供數(shù)據(jù)支撐,進而按上述評價方法進行的可靠性評價才更準(zhǔn)確。
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