第一節(jié) 可靠性定義
一、可靠性定義
產(chǎn)品的可靠性是指：產(chǎn)品在規(guī)定的條件下、在規(guī)定的時間內(nèi)完成規(guī)定的功能的能力。從定義本身來說，它是產(chǎn)品的一種能力，這是一個很抽象的概念；我們可以用個例子（100個學(xué)生即將參加考試）來理解這個定義，可靠性就是指：100個學(xué)生的考分的平均是多少？對這個平均分的準(zhǔn)確性有多大把握？分?jǐn)?shù)越高、把握越大，可靠性就越高。
我國的可靠性工作起步較晚，20世紀(jì)70年代才開始在電子工業(yè)和航空工業(yè)中初步形成可靠性研究體系，并將其應(yīng)用于軍工產(chǎn)品。其他行業(yè)可靠性工作起步更晚，差距更大，與先進(jìn)國家差距20～30年，雖然國家已制訂可靠性標(biāo)準(zhǔn)，但尚未引起所有企業(yè)的足夠重視。
對產(chǎn)品而言，可靠性越高就越好。可靠性高的產(chǎn)品，可以長時間正常工作（這正是所有消費者需要得到的）；從專業(yè)術(shù)語上來說，就是產(chǎn)品的可靠性越高，產(chǎn)品可以無故障工作的時間就越長。
二、可靠性的重要性
調(diào)查結(jié)果顯示（如某公司市場部2001年調(diào)查記錄）：“對可靠性的重視度，與地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度成正比”。例如，英國電訊（BT）關(guān)于可靠性管理/指標(biāo)要求有產(chǎn)品壽命、MTBF報告、可靠性框圖、失效樹分析（FTA）、可靠性測試計劃和測試報告等；泰國只有MTBF和MTTF的要求；而厄瓜多爾則未提到，只是提出環(huán)境適應(yīng)性和安全性的要求。
產(chǎn)品的可靠性很重要，它不僅影響生產(chǎn)公司的前途，而且影響到使用者的安全（前蘇聯(lián)的“聯(lián)盟11號”宇宙飛船返回時，因壓力閥門提前打開而造成三名宇航員全部死亡）。可靠性好的產(chǎn)品，不但可以減少公司的維修費用，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。
隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，競爭日趨激烈，人們不僅要求產(chǎn)品物美價廉，而且十分重視產(chǎn)品的可靠性和安全性。日本的汽車、家用電器等產(chǎn)品，雖然在性能、價格方面與我國彼此相仿，卻能占領(lǐng)美國以及國際市場。主要的原因就是日本的產(chǎn)品可靠性勝過我國一籌。美國的康明斯、卡勃彼特柴油機(jī)，大修期為12000小時，而我國柴油機(jī)不過1000小時，有的甚至幾十小時、幾百小時就出現(xiàn)故障。我國生產(chǎn)的電梯，平均使用壽命（指兩次大修期的間隔時期）為3年左右，而國外的電梯平均壽命在10年以上，是我們的3倍；故障率，國外平均為0.05次，而我國為1次以上，高出20倍，這樣的產(chǎn)品怎么有競爭力呢！因此要想在競爭中立于不敗之地，就要狠抓產(chǎn)品質(zhì)量，特別是產(chǎn)品可靠性，沒有可靠性就沒有質(zhì)量，企業(yè)就無法在激烈的競爭中生存和發(fā)展。因此，可靠性問題必須引起政府和企業(yè)的高度重視，抓好可靠性工作，不僅是關(guān)系到企業(yè)生存和發(fā)展的大問題，也是關(guān)系到國家經(jīng)濟(jì)興衰的大問題。（呵呵，這是唱高調(diào)的內(nèi)容，可以不看的……）
三、可靠性指標(biāo)
衡量產(chǎn)品可靠性水平有好幾種標(biāo)準(zhǔn)，有定量的，也有定性的，有時要用幾種標(biāo)準(zhǔn)（指標(biāo)）去度量一種產(chǎn)品的可靠性，但最基本最常用的有以下幾種標(biāo)準(zhǔn)。
1.可靠度R（t）；它是產(chǎn)品在規(guī)定條件和規(guī)定時間內(nèi)完成規(guī)定功能的概率。一批產(chǎn)品的數(shù)量為N，從t = 0時開始使用，隨著時間的推移，失效的產(chǎn)品件數(shù)逐漸增加，而正常工作的產(chǎn)品件數(shù)n(t)逐漸減少，用R(t)表示產(chǎn)品在任意時刻t的可靠度。
2.可靠壽命[CR(tr)]；它與一般理解的壽命有不同含義，概念也不同，設(shè)產(chǎn)品的可靠度為R(t)，使可靠度等于規(guī)定值r時的時間tr的，即被定義為可靠壽命。
3.失效率（故障率）λ（t）；它是指某產(chǎn)品（零部件）工作到時間t之后，在單位時間△t內(nèi)發(fā)生失效的概率。
4.有效壽命與平均壽命；有效壽命一般是指產(chǎn)品投入使用后至達(dá)到某規(guī)定失效率水平之前的一段工作時間。而平均壽命MTTF對于不可修復(fù)產(chǎn)品，指從開始使用直到發(fā)生失效這一段工作時間的平均值；對于可修復(fù)的產(chǎn)品，是指在整個使用階段和除維修時間之后的各段有效工作時間的平均值。
5.平均無故障工作時間MTBF；是指相鄰兩次故障之間的平均工作時間，也稱為平均故障間隔。它僅適用于可維修產(chǎn)品。同時也規(guī)定產(chǎn)品在總的使用階段累計工作時間與故障次數(shù)的比值為MTBF。其他如可靠度、有效度、維修度、平均維修時間等也是衡量產(chǎn)品可靠性水平的一種標(biāo)準(zhǔn)，但是一般以可靠壽命失效率就足以說明產(chǎn)品可靠性程度了。
1. 平均故障間隔時間；
可維修的產(chǎn)品，其可靠性主要的參數(shù)是MTBF（Mean Time Between Fail），即平均故障間隔時間，也就是兩次維修間的平均時間；不可維修的產(chǎn)品，用MTTB（Mean Time To Fail）；兩個參數(shù)的計算沒有區(qū)別，下文只提到MTBF。MTBF越大，說明產(chǎn)品的可靠性越高。
可以用以下理想測試來精確測試一批產(chǎn)品的MTBF；即將該批產(chǎn)品投入使用，當(dāng)該批產(chǎn)品全部出現(xiàn)故障以后（假如第1個產(chǎn)品的故障時間為t1，第2個產(chǎn)品的故障時間為t2，第n個產(chǎn)品的故障時間為tn），計算發(fā)生故障的平均時間，則
由上式可以看出，理想測試就是用全部的時間和全部的故障數(shù)來算出精確的MTBF；
2、失效密度λ
另外一個常用的參數(shù)是λ，它是指在產(chǎn)品在t時刻失效的可能性，是失效間隔時間的倒數(shù)，也就是：λ＝1/MTBF。 對某一類產(chǎn)品而言，產(chǎn)品在不同的時刻有不同的失效率（也就是失效率是時間的函數(shù)），對電子產(chǎn)品而言，其失效率符合浴盆曲線分布（如下圖）：
浴盆曲線，分為三部份（I、II、III三部份）：
Tmax
λt
t
I
II
III
第I部份是早期失效階段。這段時間內(nèi)，從外形上看，在失效率從一個很高的指標(biāo)迅速下降；從物理意義上理解，由于少數(shù)產(chǎn)品在制作后，存在一些制程、運輸、調(diào)試等問題，產(chǎn)品有比較明顯的缺陷，在投入使用的最初期，這缺陷很快就顯露出來，隨著時間的增長，這些明顯的缺陷越來越少，也就形成了“失效率迅速下降”的現(xiàn)象； 第II部份是中期穩(wěn)定階段。這段時間內(nèi)，產(chǎn)品的失效率穩(wěn)定在一個較低水平；從物理意義上理解，當(dāng)少數(shù)產(chǎn)品的明顯缺陷顯露出來后，剩下的就是正常的產(chǎn)品，這部份產(chǎn)品可以較穩(wěn)定、持久地工作，所以失效率也穩(wěn)定在一個較低水平；
第III部份是后期失效階段；這段時間內(nèi)，產(chǎn)品的失效率迅速上升；從物理意義上理解，到了后期，產(chǎn)品經(jīng)過長時間的工作、磨損、老化，慢慢接近壽命終點，隨著時間的增加（Tmax以內(nèi)），到達(dá)壽命終點的產(chǎn)品越來越多，失效率也就隨之上升；
知道了λ，就可以找到產(chǎn)品連續(xù)工作 了t時間后、還正常的概率為R(t)=e-t，此時已經(jīng)失效的概率為F(t)＝1-R(t)＝1－e-t。
R(t)=e-t是一個經(jīng)驗公式，一般電子產(chǎn)品的壽命服從這一指數(shù)分布，其它分布下文再敘
