可靠性基本概念及可靠性函数 原创

一、可靠性的相关概念

1.可靠性：指产品在规定的使用条件下、规定的时间内，完成规定功能的能力。

2.可靠度：产品在规定的使用条件下、规定的时间内，完成规定功能的概率。

以汽车电子产品、消费电子产品为例：

规定的时间：如：车辆里程、开关循环次数等。

规定的条件：如：使用的环境条件、工作载荷等。

规定的功能：指达到设计制造时的规格要求或规定的工作性能目标。

概率的定义：指随机时间在n次试验中，发生k次故障的概率。

举例：假如有n个汽车显示屏，在规定的条件下、规定的时间内，有k个产品失效，剩余n-k个功能完好。则，可靠度：

R=(n-k)/n，

不可靠度F=k/n，

故有：R+F=1

3.不可靠度

定义：产品在规定条件下和规定时间内没有完成规定功率的概率或发生故障的概率记为F(t)。设产品的规定时间为t0，产品从开始到发生故障的连续工作时间为T。则有如下：

4.故障率密度

是由累积故障率函数F(t)求导得出故障率密度函数f(t)。

PDF(Probability Density Function)

CDF(Cumulative Distribution Function)

f(t)=dF(t)/dt

表示产品出现故障的概率随时间变化的规律。即反映了单位时间的失效概率。

f(t)=(Δr/Δt)*1/n

Δr：为Δt时间内的失效数；

Δt：为单位时间；

n：为产品数

5.故障率 λ

定义:工作到某时刻尚未失效的产品，在该时刻后单位时间内发生故障的概率，称为该产品在t时刻的故障率。

则：λ=f(t)/R(t)

若Δt-->0,n-->∞，则有如下：

服从指数分布时，θ，为平均寿命，则有：

二、寿命特征

1.平均寿命

平均寿命θ，分为以下两种：

MTBF（Mean Time Between Failure）即平均无故障工作时间，是衡量一个产品（尤其是电器产品）的可靠性指标。单位为“小时”。它反映了产品的时间质量，是体现产品在规定时间内保持功能的一种能力。

MTTF（Mean Time to Failure）即平均失效时间，是衡量材料抗电迁移能力的可靠性指标，主要应用于电子元件领域，数值越大表明材料可靠性越高。

2. 可靠寿命TR

即产品可靠度到达定值R0时所用的时间，称为该产品的可靠寿命TR。

若寿命服从指数分布，则有：

3. 中位寿命 T0.5

当可靠度为0.5时，称为产品的中位寿命，即当产品的工作时间达到T0.5时，失效率F(t)、R(t)各占一半。

4. 特征寿命Te-1

当产品可靠度R(e-1)=0.368时，代表此时有63%的产品均已失效，Te-1为产品的特征寿命，大多数电子产品都服从指数分布，Te-1=MTBF。

总结关系链：

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