浴盆曲线详解---产品的故障率分析

玫瑰有刺

产品故障率


         随着科学技术的不断进步和现代化生产的飞速发展，产品的可靠性逐渐被各个企业以及终端消费者所重视，中国大概90年代才逐渐意识到产品的可靠性检测，比如在此之前更多注重产品的功能或者能否使用，往往一些产品设备从买入就开始维修不断。而现在环境测试以及可靠试验逐渐引入到各个行业来保证产品的质量和寿命！其作用越来越明显。产品在使用过程中，必然会产生不同程度的老化、磨损、疲劳、变形或损伤，随着时间的延长，它们的技术状态会逐渐变差，使用性能下降。


1．1 产品故障率浴盆曲线及特点
    通过对产品故障进行研究，发现大部分产品故障率曲线如图1所示。这种故障曲线常被叫做浴盆曲线。按照这种故障曲线，产品故障率随时间的变化大致分早期故障期、偶发故障期和耗损故障期。
    故障率：故障率是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。一般记为λ,它也是时间t的函数,故也记为λ(t),称为故障率函数,有时也称为失效率函数或风险函数.
    按上述定义,故障率是在时刻t尚未出现故障产品在t+△t的单位时间内发生故障的条件概率.即[img=254,36 alt=]



它反映t时刻故障的速率,也称为瞬时故障率.故障率的观测值是在某时刻后单位时间内产生故障的产品数与工作到该时刻尚未出现故障的产品数之比,即


故障率曲线:典型的故障率曲线 :  故障率（或失效率）曲线反映产品总体个寿命期失效率的情况。图示13.18为故障曲线的典型情况，有时形象地称为浴盆曲线。故障率随时间变化可分为三段时期：



(1)早期失效期，失效率（故障）曲线为递减型。产品投入使用的早期，失效（故障）率较高而下降很快。主要由于设计、生产制造、贮存、运输等形成的缺陷，以及调试、跑合、起动不当等人为因素所造成的。当经过这些所谓先天不良的故障之后且运转也逐渐正常，则产生的失效（故障）率就趋于稳定，到t0时失效率曲线已开始变平。t0以前称为早期失效（故障）期。针对早期失效期的失效原因，应该尽量设法避免，争取失效率低且t0短，这个时候主要针对产品做各种环境及靠可性试验（比如电子企业的快速温变、热冲击等等来剔除早期失效的内部材料）来尽可能的降低产品的出厂不合格率（开箱合格率）；
    (2)偶然失效期，失效率曲线为恒定型，即t0到ti间的失效率近似为常数。失效主要由非预期的过载、误操作、意外的天灾以及一些尚不清楚的偶然因素所造成。由于失效原因多属偶然，故称为偶然失效期。偶然失效期是能有效工作的时期，这段时间称为有效寿命。为降低偶然失效期的失效率而增长有效寿命，应注意提高产品的质量，精心使用和维护产品。在产品设计以及小批量阶段，通过充分做HALT\HASS\HASA)可使产品抗非预期过戴的能力增大，通过产品制成中做ESS各种特定的环境试验（盐雾、沙尘、湿度、辐射等等）从而使失效（故障）率大幅下降，这也是目前国内一些大型企业逐渐意识到产品过高故障率导致各种售后成本巨大、售后困难、声誉降低，从而加快引入环测及可靠性的理念。
    (3)耗损失效期，失效率是递增型。在t1以后失效率上升较快，这是由于产品已经老化、疲劳、磨损、蠕变、腐蚀等所谓有耗损的原因所引起的，故称为耗损失效期。针对耗损失效的原因，应该注意检查、监控、预测耗损开始的时间，提前维修，使失效率仍不上升，如图13.1-8中虚线所示，以延长寿命不多。当然，修复若需花很大费用而延长寿命不多，则不如报废更为经济。


1.2 现代化设备的故障率曲线

    随着科学技术的发展，大量新技术、新材料不断涌现，特别是电子技术、自动化技术的广泛应用，设备正朝着精确化、自动化方向发展。设备的结构、各工作单元的关系和环境变得越来越复杂，这给设备维修工作带来了新问题。
    人们通过研究发现一些用现代技术装备的设备，故障规律与浴盆曲线相背离。经过近30多年的研究，设备的故障率除了浴盆曲线外，还有五种情况[1]，如图2所示。
    曲线A显示了恒定的或者略增的故障率，有明显的磨损期。曲线B显示了缓慢增长的故障率，但没有明显的磨损期。曲线C显示了新设备从刚出厂的低故障率，急剧地增长到一个恒定的故障率。曲线D显示设备的故障为恒定值，出现的故障常常是偶然因素造成的。而曲线E显示设备开始有高的初期故障率，然后急剧下降到一个恒定的或者是增长极为缓慢的故障率。
    通过对民用飞机的故障进行统计调查发现，4%的设备遵循典型的浴盆曲线，2%的设备遵循曲线A，5%的设备遵循曲线B，7%的设备遵循曲线C，14%的设备遵循曲线D，不少于68%的设备遵循曲线E。一般来说，在实际运行中，设备的故障率应该是图2所示的五种曲线中的一种或几种的合成(浴盆曲线可以看作曲线A、D和E的合成)，其故障率可能与民用飞机的故障率不完全相同。但是，设备故障率取决于设备的复杂性，设备越复杂，其故障曲线越是接近于曲线D和E。

lildb0620

可惜图都看不见啊

zdf-kl

图都看不见

lbtv

浴盆曲线的图很多的，直接百度一下就有

                               
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qsmyhsg

mark，学习了

Davidluheng

不错，好好学习，天天向上