人員可靠性分析方法修正研究

『壹』 如何對一個數學方法進行可靠性分析

運用概率統計和運籌學的理論和方法，對單元或系統的可靠性作定量研究。它是可靠性理論的基礎之一。所謂可靠性，是指單元或由單元組成的系統在一定條件下完成其預定功能的能力。單元是元件、器件、部件、設備等的泛稱。單元或系統的功能喪失，無論其能否修復，都稱之為失效。可靠性理論即以失效現象為其研究對象，因而涉及工程設計、失效機理的物理和化學分析、失效數據的收集和處理、可靠性的定量評定以及使用、維修和管理等范圍。
可靠性問題的提出，是由於大工業生產及第二次世界大戰中研製和使用復雜的軍事裝備的需要。雖然單元的可靠性不斷有很大的提高，但是由於大型系統的結構越來越復雜，要求其完成的功能也越來越廣泛，因此定量評定和改善系統可靠性已成為一個重要課題。
通過數學模型定量研究系統的可靠性，並探討它與系統性能、經濟效益之間的關系，是可靠性數學理論的主要方法之一。

『貳』 定性研究人員如何在整個研究中提高研究的有效性和可靠性

提高效率，完善知識體系，了解研究。
定性研究是與定量研究相對的概念，也稱質化研究，是社會科學領域的一種基本研究範式，也是科學研究的重要步驟和方法之一。定性研究是指通過發掘問題，理解事件現象，分析人類的行為與觀點以及回答提問來獲取敏銳的洞察力。幾乎每天在每個工作場所和學習環境下都會進行定性研究。
定質性研究法是對特定心理現象，行為，團體互動進行深入系統的觀察，資料收集，分析理解，從而對所研究的心理現象提供具體，系統的描述。定質性研究是以歸納法為基礎的研究。

『叄』 可靠性分析應用

1.設計方法已經比較成熟,在適用性(主要指樁基的沉降不致影響建築物正常使用)和耐久性的可靠性評估也仍有許多工作要做船舶與海洋、焊接、機械、服役工程、工程等所謂建築結構的可靠性是指結構在規定的時間內在規定的條件下完成預定功能的能力是建築結構安全性、適用性、耐久性的總稱。
2.工程結構的可靠性是指結構在規定時間內,在規定條件下,完成安全性、適用性和耐用性要求。

『肆』 可靠性設計的分析

通過設計實現產品可靠性指標的方法。產品的可靠性是通過設計、生產和管理而實現的，而首先是產品的設計。它決定著產品的固有可靠性。電子產品可靠性設計技術包括許多內容，主要有可靠性分配、可靠性預測、冗餘技術、漂移設計、故障樹分析和故障模式、效應和致命度分析、元件器件的優選和篩選、應力-強度分析、降負荷使用、熱設計、潛在通路分析、電磁兼容和設計評審等。
可靠性分配
根據用戶對系統或設備提出的可靠性指標，對分系統、整機等組成部分提出相應的可靠性指標，逐級向下，直到元件、器件、工藝、材料等的可靠性指標。可靠性分配是系統或設備的總體部門的一項可靠性設計任務。
對於有L個組成成分的系統,最簡單的情況是這些組成成分的可靠性是互相獨立的。若第i組成分不可靠,則系統就不可靠，系統可靠性為q=q1q2…qL 〔若第i組成分的不可靠性為Pi=1－qi，則系統的不可靠性為P=1-q=1-(1－P1)(1－P2)…(1－PL)≈P1+P2+…+PL〕。這是系統可靠性分配的基本公式。可靠性分配本質上不是數學問題，而是人力、物力的統一調度和運用的工程管理問題。因為不同整機、元件、器件的現實可靠性水平是很不相同的，而把它們的可靠性提高到一定水平所需要的人力、物力和時間往往差別很大，因而不能採取均勻提高的純數學方案。在實際工作中，需進行多個方案的協調、比較後才能決定。
可靠性預測
主要是根據電子元件、器件的故障和產品設計時所用的元件、器件數和使用條件，對產品的可靠性進行估計。最簡單的情況是：產品由k種電子元件、器件組成，第i種元件、器件的壽命為指數分布,故障率為λi，用量為ni。任一元件和器件發生故障都會引起產品故障，故產品的故障率為λ=n1λ1+n2λ2+…+nkλk
這是在設計階段根據元件、器件的故障率對產品故障率提出預測的基本公式。在實際使用時，還要增加一些修正和補充。元件、器件的故障率還會隨環境和其他條件而發生變化。若實驗室條件下的元件、器件的故障率，則在環境A下的故障率為
式中為元件、器件在環境A下的環境因子。在惡劣環境下，環境因子值可能很大。例如，導彈發射環境下的環境因子可能達到20～80。用預測公式測得的λ值還需要乘上一個修正因子(1+α)。對於比較成熟的設計，α可取10%左右；對不太成熟的設計,α可取30%以上。預測的故障率與實際投入使用後的現場故障率有一些差異是正常的。事實上，在設計階段可靠性預測主要是相對可靠性，而不是絕對可靠性。
冗餘技術
當產品設計中發現某個組成部分的可靠性過低，影響產品的總可靠性指標時，便採取所謂冗餘技術來提高這一部分的可靠性。有k個組成部分的產品，各組成部分的可靠性是互相獨立的。若其中一個部分出故障，產品就出故障，則這些組成部分構成一個可靠性串聯系統。若產品的第i部分的可靠性為qi,則產品的可靠性q=q1q2…qk；若其中的一個部分不出故障,產品就能完成預定任務，則這些組成部分構成一個可靠性並聯系統。這時，q=1-(1-q1)(1-q2)…(1-qi)。
如果k=2，q1=q2=0.99，則組成可靠性並聯系統後，q=0.9999。即經可靠性並聯後大大提高了可靠性。所謂「多數表決」冗餘技術,是只要k個組成部分中多數不出故障，產品就能完成預定任務。一般說來，很少使用整機作為冗餘的組成部分，通常是對整機的薄弱環節進行冗餘處理。
漂移設計
元件、器件的性能參數容許有一定的散布。其上限為上公差，下限為下公差。隨著出廠時間的增加，性能參數產生漂移。溫度和其他環境條件的變化也會造成參數漂移。只要元件、器件的漂移不超過公差的上、下限,就是合格的。電路的設計應該是,只要所用的元件、器件性能參數在規定的容許上、下限以內，電路的性能參數就應該是合格的，即使元件、器件的參數值到了規定容許的上、下限的邊緣，也應如此，這稱為電路的漂移設計。在滿足元件、器件規定容許的上、下限前提下，在理論分析上，元件、器件有一些最壞組合，使電路的性能參數產生最大的偏離。如果這些最壞組合產生的電路仍能滿足要求，則電路就滿足漂移設計要求，這也可以通過最壞組合的實際電路加以驗證，稱漂移試驗。但是，最壞組合方法往往偏於過分保守。如果能知道元件、器件性能參數的概率分布，則可以分析出電路性能參數的概率分布，從而作漂移分析和漂移試驗，這稱為概率法。這往往比最壞組合法更符合實際情況。
故障樹分析
1975年在美國Berkeley的加利福尼亞大學召開了一次盛況空前的可靠性學術會議。會議上把故障樹分析技術和可靠性理論並列為兩大進展，認為後者主要是數學家和概率論統計學家推動發展起來的，而前者則是工程師們推動發展起來的，兩者的側重點不同但是實質一樣的。
故障樹分析是美國貝爾實驗室1961年首創的一種系統分析方法。其優點是較易處理復雜系統，容易發現可能導致系統出現故障的情況，有利於消除潛在故障。在設計階段,它有助於發現系統的薄弱環節,是改進和提高設計可靠性的有力工具。故障樹是一種樹狀的邏輯因果關系圖，它利用一系列符號和邏輯門來描述各種事件之間的因果關系，使人們對這些關系一目瞭然。例如，基本事件的符號為○、結果事件的符號為嘑。邏輯門的輸入事件為因，輸出事件為果。以某房間照明系統為例，其原理和故障樹如圖。故障樹的定量分析是根據基本事件出現的概率,計算出系統不希望發生的故障事件的出現概率,定量地計算出系統薄弱環節的不可靠性，找出對系統可靠性有關鍵作用的元件、部件，通常是從求最小割集著手。一個最小割集包括若干個基本事件。如果這些基本事件都出現，系統就出故障。只要其中有一個不出現，割集中的其他基本事件都出現也不會使系統出故障。尋找所有最小割集的方法很多，但都未徹底解決工作量隨基本事件數的增加而指數增大這一困難。一個系統的故障樹是一本很好的故障維修指南。它能使維修人員迅速發現故障，進而迅速排除故障。
故障模式、效應、致命度分析
這種分析方法是將系統分成若干個組成部分。如果發生故障，分析它屬於哪種故障模式（不必一定查清故障的確切原因）；分析各組成部分可能出現的故障模式對系統有什麼影響；對各種故障模式的影響進行半定性半定量的評價，對那些具有致命性影響的故障模式制定適當的解決措施或改進設計方案。這種分析方法是由系統的基本故障事件上推到系統故障，而傅里葉變換則是由系統故障下推到基本故障事件。兩者結合起來，相輔相成，可以在設計階段找出潛在的可靠性問題。
元件、器件的可靠性
可靠性質量保證體系的元件、器件的可靠性部門，通過調查研究制訂出本部門的元件、器件優選目錄，盡量壓縮元件、器件的品種、規格和生產廠點。設計人員不得選用目錄以外的元件、器件。如果設計人員認為必須選用目錄外的元件、器件，則應經過元件、器件可靠性部門調查試驗認為可用後，再正式補入目錄，以備選用。元件、器件可靠性部門與生產廠保持密切的聯系，監督元件、器件生產質量的一致性和穩定性。必要時，派出專人監督本部門定購批次的生產。不論對元件、器件的生產過程如何嚴格控制，材料、工藝、生產環境等並不能絕對一致。因此，不可避免地有一部分產品會存在一些潛在的缺陷和弱點。這些有缺陷和弱點的電子元件、器件的平均壽命比正常產品的平均壽命短得多，使電子元件、器件的早期故障率較高。如果對電子元件、器件不加處理就裝入整機，便會使整機的早期故障率大大增加。因此，在把電子元件、器件裝入整機前，應採取施加強應力或其他手段，盡可能地剔除這種早期故障的產品。這就是電子元件、器件的可靠性篩選。篩選所加的強應力，可以是電的、熱的、機械的或綜合的。篩選項目須根據元件、器件的主要故障模式和故障機理，結合元件、器件的工藝設計、結構材料以及質量控制的情況而定。篩選不是提高產品的可靠性，它只能排除早期故障產品,使產品恢復其固有可靠性,但不能提高固有可靠性。如果元件、器件的篩選淘汰率較高，則說明設計、工藝或生產管理上存在較多問題，不易篩選徹底。這樣的元件和器件不宜用於高可靠性要求的部位。元件、器件可靠性部門應根據本部門的需要制訂元件、器件篩選條例，並規定出容許的篩選淘汰率。在一般情況下，元件、器件出廠越久，可靠性也就越低。因此，元件、器件可靠性部門應在調查研究和進行必要的試驗後，制定元件、器件保管和保管年限條例。
應力-強度分析
產品所受的應力x是廣義的，它不僅包括張力、扭力矩等，還包括如溫度、真空度等因素。產品的強度Y也是廣義的。若Z=Y-X,當Z<0時,即強度低於應力時，產品就出現故障；而當Z≥0時，產品是可靠的。Z為產品的可靠性余度，P(Z≥0)是產品的可靠度。
若X、Y分別是均值為μX、μY、方差為σ婌、σ婍的互相獨立的正態分布,則Z也是正態分布,均值為μZ=μY－μX，方差為σ婎=σ婌+σ婍。這是最簡單也是實際工作中最常見的情況。這時產品的可靠度為
式(ɑ)為標准正態分布的分位數
因此，可靠度不僅決定於μZ 的大小(即μY>μX的程度)，而且還決定於σX及σY的大小。提高可靠度有兩種途徑：①使μY比μX大,即讓平均強度遠超過平均應力；②使σX與σY盡可能小，即嚴格控制產品強度的散布（往往須通過嚴格控制原材料和加工精度才能達到）和應力的散布（即進行環境設計）。在19世紀後期,習慣上把μY/μX稱為產品的安全系數。安全系數大,μY大於μX,可靠度可以有所提高。但這不是決定可靠性的唯一因素。如果對σX、σY不加控制，單純提高安全系數不一定能提高可靠性。因此，傳統的安全系數只反映了可靠度的一個方面，而不是全部。
當X或Y不是正態分布的隨機變數時，可靠性的解析式就比較復雜。蒙特卡羅法是分析這些較復雜情況下可靠性的有效方法之一。
電子元件、器件的負荷，就是施加於元件、器件的一種應力。降負荷使用元件、器件就是提高元件、器件的安全系數，從而可以在一定程度上提高元件、器件的可靠性。例如，某些電容器的故障率基本上正比於工作電壓V的5次方,就是電容器故障率的5次冪法則。使用的工作負荷與額定負荷之比稱為降負荷系數。可靠性質量保證系統的元件、器件可靠性部門，應根據本部門特點制訂降負荷系數要求。例如,一個有代表性的要求是,碳膜電阻和金屬膜電阻的使用功率不應達到額定功率的一半。
熱設計
使電子元件、器件在較低溫度下工作有三個好處：①參數漂移較小，電氣性能容易穩定；②故障率較低；③機械應力較小,金屬化接點等的蛻化較慢,壽命較長。因此，需要根據熱量傳播的規律，研究作為熱源的元件、器件的合理布局；採取什麼降溫措施可使設備的局部溫升不會過高，以保證設備的可靠性。這稱為熱設計。在簡單的情況下可利用自然冷卻，但能力有限。當功率密集度較大時，應採取強迫通風冷卻和水冷等措施。
潛在通路分析
潛在通路會在所有元件、器件工作正常的情況下導致出現不需要的功能，或使需要的功能受到抑制。潛在通路分析一般在設計階段後期或設計文件完成之後進行。
設計評審
在設計的每一階段結束之前，由負責設計的部門組織有關專家對設計文件從保證可靠性要求的各種角度和各個方面進行評定和審查。實際上，這是一種組織專家協助做好可靠性設計的一種技術評定會。由於可靠性設計牽涉的面太廣，憑設計人員個人的知識進行最佳的可靠性設計已不可能。因此，設計評審是一種有效的提高可靠性的補救辦法。

『伍』 簡述和分析可靠性的定義

可靠性：產品在規定的條件下和規定的時間內，完成規定功能的能力。可靠性的概率度量叫可靠度[1] 。
壽命是指產品使用的持續期。以「壽命單位」度量。在規定的條件下和在規定的時間內，產品故障的總數與壽命單位總數之比稱為「故障率」。故障率是可靠性基本參數，其倒數為平均故障間隔時間(MTBF)[1] 。
可靠性分為固有可靠性和使用可靠性。固有可靠性用於描述產品的設計和製造的可靠性水平，使用可靠性綜合考慮了產品設計、製造、安裝環境、維修策略和修理等因素。從設計的角度出發，把可靠性分為基本可靠性和任務可靠性，前者考慮包括與維修和供應有關的可靠性，用平均故障間隔時間(MTBF)表示；後者僅考慮造成任務失敗的故障影響，用任務可靠度(MR)和致命性故障間隔任務時間(MTBCF)表示。對多數企業主要關心產品的固有可靠性和基本可靠性。對可修產品用平均故障間隔時間表示，對不可修產品用平均失效率表示，對一次性使用產品用平均壽命表示[1] 。
對產品而言，可靠度越高就越好。可靠度高的產品，可以長時間正常工作（這正是所有消費者需要得到的）；從專業術語上來說，就是產品的可靠度越高，產品可以無故障工作的時間就越長。
可靠度分析即求出各系統的運作機率的學問，例如機具的可靠度，將影響整個生產製造的流程規劃及控制。此外，可靠度的討論，也往往離不開系統的可用度(Availability)及維修度(Maintainability)。一般談到可靠度，多是指產品的可靠程度，顧名思義，也就是將產品的好壞特別以可靠度的方法表達出來，這種定義方式對於現今許多高單價及講求售後服務的產品而言，顯得十分重要。
分類
可靠度一般可分成兩個層次，首先是所謂組件可靠度(Reliability of component)。也就是將產品拆解成若干不同的零件或組件，先就這些組件的可靠度進行研究，然後再探討整個系統、整個產品的整體可靠度，也就是系統可靠度(Reliability of system)。組件可靠度分析的方法，其實就是統計分析，至於系統可靠度分析，較為復雜，可採行的方法也較多，
①按重要程度分配可靠度。
②按復雜程度分配可靠度。
③按技術水平、任務情況等的綜合指標分配可靠度。
④按相對故障率分配可靠度。
各部分有了明確的可靠性指標後，根據不同計算準則，進行零件的設計計算。主要的計算方法為：根據載荷和強度的分布計算可靠度或所需尺寸；根據載荷和壽命的分布計算可靠度或安全壽命；求出可靠度與安全系數間的定量關系，沿用常規設計方法計算所需尺寸或驗算安全系數。與可靠性設計有關的載荷、強度、尺寸和壽命等數據都是隨機變數，必須用概率統計方法進行處理。
數學表達式
可靠度函數可用關於時間 t 的函數表示，可表示為
R（t)=P(T>t)
其中，t 為規定的時間，T表示產品的壽命。
由可靠度的定義可知，R(t)描述了產品在（0，t）時間內完好的概率，且R(0)=1，R（+∞)=0。
可靠度工程
可靠度工程是結合管理與工程技術的一種科學，它牽涉到的工程技術主要有三方面：電子(機)工程、機械工程、及材料工程。高精密的科技產品，鮮有不與此三者有關者。惟可靠度本質上是將統計方法應用在各專業領域上的一種品保技術，並將可靠度實際設計進入產品中，方能確保產品品質。
可靠度試驗
測試產品可靠度指標的試驗就是可靠度試驗。可靠度試驗有環境試驗、機械應力試驗、耐氣候測試試驗、功能試驗、EMC及安規試驗等。
可靠性工程的發展
萌芽階段：二次世界大戰期間，德國在研製V1火箭中提出了系統可靠性的基本理論，據此V1火箭的可靠度達到75%。在朝鮮戰爭時期，美國60%的機載電子設備運到遠東後不能使用，50%的電子設備在儲存期間就失效。美國海軍有16、7萬台電子設備，每年需更換100萬個電子元件，其中電子管的更換率比其他元件高5倍。1943年美國成立了「電子管研究委員會，專門研究電子管的可靠性問題。1949年美國無線電工程師學會成立了可靠性技術組——第一個可靠性專業學術組織誕生了[1] 。
可靠性工程創建階段：20世紀50年代美國在朝鮮戰爭中發現，不可靠的電子設備影響戰爭的進行，而且需要大量的維修費用，每年的維修費是設備采購費用的2倍！軍方和製造公司及學術界都捲入了可靠性的研究工作。1950年12月美國成立了「電子設備可靠性專門委員會」，到1952年3月便提出了有深遠影響的建議[1] ：
可靠性工程全面發展階段：20世紀60年代，隨著航空航天工業的迅速發展，可靠性設計和試驗方法被接受和應用於航空電子系統中，可靠性工程得到迅速發展[1] 。主要表現在：
改善可靠性管理，建立了可靠性研究中心，美國於1965年頒發了《系統與設備的可靠性大綱要求》，可靠性工程活動與傳統的設計、研製和生產相結合，獲得了較好的效益。羅姆航空發展中心組建了可靠性分析中心，從事與電子設備有關的電子與機電、機械件及電子系統的可靠性研究，包括可靠性預計、可靠性分配、可靠性試驗、可靠性物理、可靠性數據採集、分析等[1] 。

『陸』 提高分析結果准確度的方法有哪些

提高分析結果准確度的方法如下：

1、減小偶然誤差：

根據誤差理論, 在消除系統誤差的前提下, 如果測定次數越多, 則分析結果的算術平均值越接近真實值。一般只需分析2~3次, 取算術平均值即可。

2、提高測定水平：

測量者應避免工作中的過失, 增強責任感。實驗室工作人員應嚴格按照規程操作實驗, 如提高對刻度、滴定終點的判斷, 確保記錄准確, 避免計算錯誤和加錯試劑等。

（3）校正儀器。每次進行測定前, 對儀器 (如天平、容量瓶、滴定管等) 進行校正, 可降低儀器精度不高造成的系統誤差。在精確的分析中, 必須進行校準, 並在計算結果時採用校正值。

（4）分析結果的校準。為進一步核對分析結果的可靠性, 技術負責人員應對分析結果進行綜合審查。