一、基本概念1.可靠性、可靠度:R(t)可靠性是指系統、設備或元件等在規定的時間內和規定的條件下，完成其特定功能的能力；可靠度是指系統、設備或元件等在預期的使用周期（規定的時間）內和規定的條件下，完成其特定功能的概率；2.維修度:M(τ)是指系統發生故障后在維修容許時間內完成維修的概率3.有效度:A(t,τ)是指對于可修復系統在規定的使用條件和時間內能夠保持正常使用狀態的概率。提高可靠度的途徑：提高系統的可靠度；提高系統的維修度二、可靠度、維修度、有效度的常用度量指標1.平均無故障時間（MTTF）是指系統由開始工作到發生故障前連續正常工作的平均時間……度量不可修復系統的可靠度；2.平均故障間隔時間（MTBF）是指可修復系統發生了故障后經修理后仍能正常工作，其在兩次相鄰故障間的平均工作時間；3.平均故障修復時間（MTTR）是指可修復系統出現故障到恢復正常工作平均所需的時間。三、可靠度函數與故障率在一定的使用條件下，可靠度是時間的函數；設可靠度為R(t)，不可靠度為F(t)，則：R(t)+F(t)=1故障概率密度函數：f(t)=dF(t)/dt故障率

元件壽命周期的故障率，與該元件所處的壽命階段密切相關。如圖所示，由于曲線形似浴盆，故俗稱浴盆曲線。該曲線表明，在元件或系統的壽命周期初期，因系統需磨合，因此故障率較高；壽命周期的后期，則因系統部分元件的磨損使故障率也明顯提高；而中期階段則故障率較為穩定。早期失效期隨機失效期損耗失效期調整期退役期四、系統可靠度計算系統的可靠度一方面取決于各子系統本身的可靠度，同時還取決于各子系統間的作用關系。1.串聯系統是指系統中任何一個子系統發生故障，都會導致整個系統發生故障的系統。提高串聯系統可靠度的途徑

1）提高各子系統的可靠度；

2）減少串聯級數；

3）縮短任務時間。為了提高系統的可靠性，通常需要使系統的部分子系統乃至全部子系統有一定數量貯備，利用貯備提高系統可靠性最常用的辦法就是采用并聯結構的系統。2.并聯系統

1）熱貯備系統（冗余系統）是指貯備的單元也參與工作，即參與工作的數量大于實際所必須的數量，這種系統又稱冗余系統。冗余技術一般是采用降額等其他方法不能滿意地解決系統安全問題，或當改進產品所需的費用比采用冗余單元更多時采用的方法。采用冗余設計是以增加費用為代價來提高系統的安全性和可靠性的。

設系統各個單元的可靠性是相互獨立的，各單元的不可靠度分別為F1、F2、F3、……、Fn，根據概率乘法定理可得系統不可靠度:

123nBA系統可靠度：熱貯備系統冗余系統設計時需注意的問題冗余度的選擇；冗余級別的選擇

2）冷貯備系統是指貯備的單元不參加工作，并且假定在貯備中不會出現失效，貯備時間的長短不影響以后使用的壽命。若所有部件的故障率均相等且為λ則系統的可靠度為:123N+1BA系統的平均壽命:冷貯備系統冷儲備系統的平均壽命是各單元平均壽命的總和。3.復雜系統有一汽車的制動系統可靠性聯接關系如圖；組成系統各單元的可靠度分別為R(A1)=0.995；R(A2)=0.975；R(A3)=0.972；R(B1)=0.990；R(B2)=0.980；R(C1)=R(C2)=R(D1)=R(D2)=0.980；求系統的可靠度。D2C2D1C1A1B1A3A2B2A:液壓系統D:液壓系統C:液壓系統B:手閘系統手控桿機械聯動裝置腳踏裝置主控缸液壓管路左前輪左后輪右前輪右后輪汽車制動系統可靠性聯結框圖五、人的工作可靠度預測1.人在工作中的差錯很多，歸納起來不外乎以下五類：未履行職能；錯誤地履行職能；執行未賦予的分外職能；按錯誤程序執行職能；執行職能時間不對。2.人的差錯概率人的工作可靠度與人的工作差錯概率是互逆的，所以人的工作可靠度可用人的工作差錯概率來計算：e、E獲得途徑：收集緊急狀態時的全部運轉記錄；收集全部正常業務、保養、校正、定期檢驗、啟動停止時人的差錯記錄；引起差錯的具體條件；收集模擬的正常業務非正常業務方面的人的差錯的潛在來源；專家的經驗判斷。

3.計算人的工作可靠度的差錯概率法—概率樹圖程序：明確系統故障的判定標準；進行作業分析，評價基本動作間的相互關系；估計人的差錯概率；求系統故障率，評價人的差錯對系統故障的影響；重復以上步驟改進人機系統的特征值，直到達到可允許的范圍。第五節、預先危險性分析（PHA）預先危險性分析是指在一個系統或子系統（包括設計、施工、生產）運轉活動之前，對系統存在的危險類別、出現條件及可能造成的結果，進行宏觀概略分析的一種方法。預先危險性分析的重點應放在系統的主要危險源上，并提出控制這些危險源的措施。預先危險性分析的結果，可作為對新系統綜合評價的依據，還可作為系統安全要求、操作規程和設計說明書的主要內容，同時預先危險性分析為以后要進行的其他危險分析打下基礎。1.預先危險性分析的內容（1）識別危險的設備、零部件，并分析其發生的可能性條件；（2）分析系統中各子系統、各元件的交接面及其相互關系與影響；（3）分析原材料、產品、特別是有害物質的性能及貯運；（4）分析工藝過程及其工藝參數或狀態參數；（5）人、機關系（操作、維修等）；（6）環境條件；（7）用于保證安全的設備、防護裝置等。2.預先危險性分析的步驟（1）調查、了解和收集過去的經驗和同類生產中發生的事故情況。（2）確定危險源，并分類制成表格。危險源的確定可通過經驗判斷、技術判斷或安全檢查表等方法進行。（3）識別危險轉化技術條件。研究危險因素轉化為事故狀態的觸發條件。（4）進行危險分級。目的是確定危險程度，提出應重點控制的危險源。（5）制定危險預防措施。預先危險分析程序熟悉系統調查收集資料系統功能分解分析辨識危險源確定危險等級制定措施措施落施分析觸發事件危險等級參考等級等級說明1安全的不會造成人員傷亡或系統破壞。2臨界的處于事故的邊緣狀態，暫時還不至于造成人員傷亡、系統破壞或降低系統性能，但應予以排除或采取控制措施。3危險的會造成人員傷亡或系統破壞，要立即采取防范對策措施。4災難性的造成人員重大傷亡及系統嚴重破壞的災難性事故，必須予以果斷排除并進行重點防范。3.危險性控制危險性識別和等級劃分后，就可采取相應的預防措施，避免它發展成為事故。采取預防措施的原則：先采取直接措施，即從危險源（起因）著手。其次是間接措施，如隔離、個人防護等。事故一旦發生，應馬上采取措施，抑制事態發展，減輕危害的嚴重性。防止人的失誤。4.危險性預先分析的特點：1）分析工作在活動之前，避免由于考慮不周造成的損失。2）對系統開發、初步設計、制造、安裝、檢修等做的分析步驟，可以提供注意事項及指導方針。3）分析結果可為制定標準、規范和技術文獻提供必要的資料。4）根據分析結果可以編制安全檢查表以保證實施安全、并可作為安全教育的材料。123456789

子系統運行形式故障模式概率估計危害狀況影響危險等級預防方法確認預先危險性分析表格形式第六節故障類型影響分析（FMEA）故障類型影響分析采取系統分割的概念，根據實際需要分析的水平，把系統分割成子系統或進一步分割成元件。然后逐個分析元件可能的故障和故障呈現的狀態（即故障類型），進一步分析故障類型對子系統的影響，最后采取措施解決。此方法能夠查明元件發生各種故障時帶來的危險性；即可用于定性分析，又可以用于定量分析（FMECA）。一、基本原理系統、子系統或元件在運行過程中，由于性能低劣，不能完成規定的功能時，則稱為故障發生。系統或元件發生故障的機理十分復雜，故障類型是由不同故障機理顯現出來的各種故障現象的表現形式。一個系統或一個元件往往有多種故障類型。對產品、設備、元件的故障類型、產生原因及其影響及時了解和掌握，才能正確地采取相應措施。掌握產品、設備、元件的故障類型需要積累大量的實際工作經驗，特別是通過FMEA來積累經驗。二、故障類型影響分析程序1.掌握和了解對象系統：分析之前必須掌握被分析對象的有關資料，以確定分析的詳細程度，確定對象系統的邊界條件；了解作為分析對象的系統；確定分析系統的物理邊界；確定系統分析的邊界；收集元素的最新資料。2.對系統元素的故障類型進行分析找出所有的故障類型，盡可能找出每種故障類型的所有原因，然后確定系統元素的故障類型。若分析對象是已有元素，則可以根據以往運行經驗或試驗情況確定元素的故障類型；若分析對象是設計中的新元素，則可以參考其它類似元素的故障類型，或者對元素進行可靠性分析來確定元素的故障類型。一個元素至少有4種可能的故障類型意外運行；運行不準時；停止不及時；運行期間故障。根據故障原因分析，最后確定元素的故障類型。元素功能、喪失功能元素故障類型把元素按組成分解外部原因內部原因各部分故障類型元素的一部分確定元素故障類型程序框圖3.故障類型的影響故障類型的影響分析是指在系統正常運行的狀態下，詳細地分析一個元素各種故障類型對系統的影響。分析故障類型的影響，通過研究系統主要的參數及其變化、故障后果的物理模型或經驗來確定故障類型對系統功能的影響。故障類型的影響可以從下面3種情況來分析：

1)元件故障類型對相鄰元素的影響。該元素可能是其他元素故障的原因；

2)元素故障類型對整個系統的影響。該元素可能是導致或事故的原因；

3)元素故障類型對子系統及周圍環境的影響。4.列出故障類型影響分析表根據故障類型和影響分析表，系統、全面和有序地進行分析。三、FMEA分析方法的特點：（1）通過原因來分析系統的故障（結果），即用系統工程的方法，從元件的故障開始，從下向上逐次分析其可能的問題，預測整個系統的故障，利用表格形式，找出不希望發生的初始原因事件。（2）以功能為中心，以邏輯推理為重點，側重于建立上級與下級的邏輯關系的分析方法。（3）該方法適用于產品設計、工藝設計、裝備設計和預防等環節。四、FMEA的目的和要求搞清楚系統或產品的所有故障模式及其對系統或產品功能以及對人、環境的影響；對有可能發生的故障模式，提出可行的控制方法和手段；在系統或產品設計審查時，找出系統或產品的薄弱環節和潛在缺陷，并提出改進設計意見。或定出應加強研究的項目，以提高設計質量，降低失效率，或減少損失；必要時對產品供應列入特殊要求，包括設計、性能、可靠性、安全性或質量保證的要求；明確提出在何處應制定特殊的規程和安全措施，或設置保護性設備、監測裝置或報警系統；為系統分析、預防維修提供有用是資料。五、說明目的：辨識每個故障造成的事故后果適用范圍：用于設備和機器故障分析，也可用于連續生產工藝使用方法：將系統分解，求出零部件發生各種故障類型時，對系統或子系統產生的影響資料準備：系統、裝置、設備表、說明書人力、時間：熟悉設備故障類型者2－3人，每人每小時可分析2－4項效果：定性并可進一步定量，找出故障類型對系統的影響六、致命度分析1.定義：對系統進行初步分析后，其中后果特別嚴重，甚至造成死亡或重大財物損失的故障類型可以單獨拿出來進行詳細分析，這種分析的方法叫做致命度分析。2.目的：盡量消除致命度高的故障模式；當無法消除時，應盡量從設計、制造、使用和維修方面降低其致命度的減少其發生的概率；根據故障模式不同的致命度，對其零部件或產品提出不同度量要求，以提高其可靠性和安全性。根據不同情況可采取對產品或部件的有關部位增設保護裝置、監測預報系統等措施。致命度等級與內容等級內容ⅠⅡⅢⅣ有可能喪失生命的危險有可能使系統損害的危險涉及運行推遲和損失的危險造成計劃外維修的可能致命度分析的正確性取決于：分析者的水平可利用的信息七、其它分析法（1）因果分析（Cause-ConsequenceAnalysis）；（2）危險性和可操作性研究（Hazardand

OperabilityAnalysis）；（3）管理疏忽和風險樹（MORT）

；（4）。（5）因果分析法因果分析法：把系統中產生事故的原因及造成的結果所構成錯綜復雜的因果關系，采用簡明的線條加以全面表示的方法。因果分析圖的繪制方法因果（魚刺）圖是由原因和后果兩部分組成。一般情況下，可從人的不安全行為和物質條件構成