可靠性的度量指标

出处：按学科分类—工业技术 企业管理出版社《工程师手册》第275页（1411字）

1．无故障率

无故障率是系统可靠性的主要和有决定意义的指标之一。对于飞行器来说，在飞行期间不能实现设备故障恢复时，可靠性与无故障率则是同意语。对于控制系统，无故障率是指在实际的使用条件下和所要求的时间内，系统参数处于给定的偏差范围内的概率。计算时常常使用它的相对量——失效率。失效的结果，使控制系统由正常状态过渡到不正常状态。在评定系统无故障时，应当明确定义过渡到什么样的状态叫失效。在工程设计中，失效分析的过程大体是：(1)搜集失效数据；(2)失效形式鉴定(失效形式就是失效状态的分类，或称失效原因的范围，由失效形式再判断失效与系统的哪个部位有关)；(3)失效特征的描述，即根据失效部位的形状、大小、位置等物理化学特性，科学地表述或说明失效形式的现象或效应；(4)失效机理假设，即依上述描述提出失效形式产生的原因和内在规律；(5)证实(通过试验)；(6)提出改进措施；(7)探索新失效因素。

2．可靠度

可靠度R是系统在规定的条件和时间内完成规定功能的概率；对不可修复系统，指的是无故障率。因为R是概率，它的取值范围为0≤R≤1，因此，可靠度可用百分数来表示。若将系统在规定的条件和时间内丧失规定的功能的概率记为F，则R=1－F。其中F称为失效概率。为了估算某系统在一定时间内的可靠度或失效概率，可以通过该系统的大量试验来确定。例如取N个产品，若在规定的时间与条件下有n个失效，则失效概率为

由于可靠度与时间有关，时间不同，可靠度的数值也不同。因此，可靠度R是时间的函数，记成R(t)，称为可靠度函数。现设N个产品从时间0开始工作，到任意时间t的失效数为n(t)，则失效概率(又称累积失效概率)为

这样，可靠度函数就可表示为

在产品开始使用时(即t=0)，认为产品都是好的，因此n(0)=0，R(0)=1。随着使用时间的增加，失效数也不断增加，可靠度相应减少，不论整个系统(所有的产品)寿命有多长，在使用的最后总是要失效的，因此n(∞)=N，R(∞)=0。

3．失效率

失效率也称瞬时失效率。产品在任意时刻t的失效率，可以表示为产品在工作到t时刻后，在一个单位时间内失效的概率，即产品在t时刻后的一个单位时间(t，t+1)内失效数与在t时刻残存产品数之比。显然，失效率也是时间t的函数，记为λ(t)，又称失效率函数，用单位时间的百分数表示。

设有N个产品从t=0时开始工作，到t时的失效数为n(t)，则t时的残存产品数为N－n(t)。又若在(t．t+△t)时间内有△n(t)个产品失效，依上述定义，则在t时的失效率为

失效率是标志产品可靠性常用的数量特征之一，失效率愈低，可靠性愈高。