可靠性-傳感器指標特性-代理[韋克威]
所謂可靠性,就是指產品在規定條件下、規定時間內,完成規定功能的能力。可靠性技術是研究如何評價、分析和提高產品可靠性的一門綜合性的邊緣科學。可靠性技術與數學、物理、化學、管理科學、環境科學、人機工程以及電子技術等各專業學科密切相關并相互滲透。研究產品可靠性的數學工具是概率論和數理統計學;暴露產品薄弱環節的重要手段是進行環境試驗和壽命試驗;評價產品可靠性的重要方法是收集產品在使用或試驗中的信息并進行統計分析;分析產品失效機理的主要基礎是失效物理;提高產品可靠性的重要途徑是開展可靠性設計和可靠性評審,通過產品的薄弱環節進行信息反饋,應用可靠性技術改進產品的可靠性設計、制造。與此同時,還需開展可靠性管理。
產品的可靠性是一個與許多因素有關的綜合性的質量指標。它具有質量的屬性,又有自身的特點,大致可歸納如下。
1.時間性
產品的技術性能指標可以通過儀器直接測量,如靈敏度、重復性、精度等。從可靠性的定義可知,產品的可靠性是指產品在使用過程中這些技術性能指標的保持能力,保持的時間越長,產品的使用壽命越長。由此可見,產品的可靠性是時間的函數。有人將可靠性稱為產品質量的時間指標。產品出廠前檢查、考核產品的質量是產品使用時間t=0時的質量,而可靠性是產品使用時間t>0時的質量。
2.統計性
產品的可靠性指標與產品的技術性能指標之間有一個重要區別。即產品的技術性能指標如:靈敏度、非線性、重復性、遲滯性、長期穩定性和綜合精度等可以經過儀器直接測量得到,而產品的可靠性指標則是通過產品的抽樣試驗(試驗室或現場),利用概率統計理論估計整批產品的可靠性,它不是對某單一產品,而是整批的統計指標。如說某批產品某時刻t的可靠性指標可靠度為90%,則表示該批產品在規定條件下,工作到規定時間時,有10%的產品喪失規定功能,90%的產品能夠完成規定的功能。
3.兩重性
產品可靠性指標的綜合性決定了可靠性工作內容的廣泛性,可靠性指標的時間性及統計性決定了產品可靠性評價和分析的特殊性。影響產品可靠性的因素是多方面的,既與零件、材料、加工設備和產品設計等技術性問題有關,也與科學管理水平有關。可靠性工作具有科學技術和科學管理的雙重性,可靠性技術和可靠性管理是可靠性工作中兩個不可缺少的環節。有人形象地把可靠性技術與管理比作一架車的兩個輪子,缺一不可。
4.可比性
從可靠性定義中可以看出,一個產品的可靠性受三個規定的限制。
“規定條件”即指因產品使用工況和環境條件的不同,可靠性水平有很大差異。
“規定時間”是指產品的使用時間長短不同,其可靠性也不同。一般說來,經可靠性篩選過的合格產品的功能、性能都有隨工作時間的增長而逐步衰減的特點,規定時間越長,其可靠性越低。同一種產品不同的使用時間其可靠性水平不同。當然,這里時間的定義是廣義的,可以是統計的日歷小時,也可以是工作循環次數、作業班次或行駛里程等,可根據產品的具體特征而定。
“規定功能”是指產品的功能判據不同,將得到不同的可靠性評定結果。也就是同一產品規定功能不同,其可靠性也不同。所以,評估產品可靠性時,應明確產品的規定條件、規定時間和完成的規定功能。否則,其可靠性指標將失去可比性。
5.突出可用性
產品的可靠性與產品的壽命有關,但它和傳統的壽命概念不同。提高產品的可靠性并不是籠統地要求長壽命,而是突出在規定使用時間內能否充分發揮其規定功能,即產品的可用性。
6.指標體系
為了綜合反映出產品的耐久性、無故障性、維修性、可用性和經濟性,可以用各種定量的指標表示,這就形成了一個指標系列,具體的一個產品采用什么指標要根據產品的復雜程度和使用特點而定。
一般對于可修復的復雜系統和設備,常用可靠度、平均無故障工作時間(MTBF)、平均可修復時間( MTTR)有效壽命、可用度和經濟性等指標。對于不可修復產品或不予修復產品的可靠性,如耗損件、電子元件及傳感器(不是所有的傳感器),常常采用可靠度、可靠壽命、故障率(失效率)、平均壽命(MTTF)。材料可靠性往往采用性能均值和均方差等特性作為指標。