多应力条件下可靠性试验数据采集与处理系统的设计

产品可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性和环境适应性质量控制程序概要

Q/KF KF X X X集团有限公司企业标准 Q/KF·10L·CX701-2011 代替Q/KF·10L703-2003 产品可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性和环境适应性质量控制程序编制：校核：审定：标准化检查：复审：批准： 2011－07－15发布2011－08－01实施 XXX集团有限公司发布

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Q/KF·10L·CX701-2011 产品可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性和环境适应性质量控制程序 1 范围本程序规定了产品的可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性和环境适应性（以下简称“六性”）的设计要求和实施方法。本程序适用于产品“六性”的设计和管理。 2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本文件。 GJB/Z 23-1991 可靠性和维修性工程报告编写一般要求 GJB/Z 57-1994 维修性分配与预计手册 GJB/Z 91-1997 维修性设计技术手册 GJB/Z 768A-1998 故障树分析指南 GJB 150A-2009 环境适应性 GJB 190-1986 特性分类 GJB 368B-2009 装备维修性通用规范 GJB 450A-2004 装备可靠性工作通用要求 GJB 451A-2005 可靠性维修性术语 GJB 813-1990 可靠性模型的建立和可靠性预计 GJB 841-1990 故障报告、分析和纠正措施系统 GJB 899A-2009 可靠性鉴定和验收试验 GJB 900-1991 系统安全性通用大纲 GJB 1032-1990 电子产品环境应力筛选方法 GJB 1371-1992 装备保障性分析 GJB 1391-1992 故障模式、影响及危害性分析程序 GJB 1407-1992 可靠性增长试验 GJB 2072-1994 维修性试验与评定 GJB 2547-1995 装备测试性大纲 1

可靠性设计的主要内容

可靠性设计的主要内容 1、研究产品的故障物理和故障模型搜集、分析与掌握该类产品在使用过程中零件材料的老化、损伤和故障失效等（均为受许多复杂随机因素影响的随机过程）的有关数据及材料的初始性能（强度、冲击韧性等）对其平均值的偏离数据，揭示影响老化、损伤这一复杂物理化学过程最本质的因素，追寻故障的真正原因。研究以时间函数形式表达的材料老化、损伤的规律，从而较确切的估计产品在使用条件下的状态和寿命。用统计分析的方法使故障（失效）机理模型化，建立计算用的可靠度模型或故障模型，为可靠性设计奠定物理数学基础，故障模型的建立，往往以可靠性试验结果为依据。 2、确定产品的可靠性指标及其等级选取何种可靠性指标取决于产品的类型、设计要求以及习惯和方便性等。而产品可靠性指标的等级或量值，则应依据设计要求或已有的试验，使用和修理的统计数据、设计经验、产品的重要程度、技术发展趋势及市场需求等来确定。例如，对于汽车，可选用可靠度、首次故障里程、平局故障间隔里程等作为可靠性指标，对于工程机械则常采用有效度。 3、合理分配产品的可靠性指标值

将确定的产品可靠性指标的量值合理分配给零部件，以确定每个零部件的可靠性指标值，后者与该零部件的功能、重要性、复杂程度、体积、重量、设计要求与经验、已有的可靠性数据及费用等有关，这些构成对可靠性指标值的约束条件。采用优化设计方法将产品（系统、设备）的可靠性指标值分配给各个零部件，以求得最大经济效益下的各零部件可靠性指标值最合理的匹配。 4、以规定的可靠性指标值为依据对零件进行可靠性设计即把规定的可靠性指标值直接设计到零件中去，使它们能够保证可靠性指标值的实现。

6-可靠性设计-可靠性强化试验

可靠性强化试验

?环境应力激发试验 –激发试验（Stimulation）与模拟试验（Simullation）的思路相反，通过人为施加环境应力，快速激发产品潜在缺陷，并加以清除。 –所加应力不必模拟真实环境，只求激发缺陷效率越高越好。 –对故障了解得越多，可靠性越好“设计”。 –设计缺陷的暴露、抑制和排除，在本讲义以外，从方法学上仍然留有极大空间可以探索。

?可靠性强化试验（RET） –G. K. Hobbs, K. A. Gray, L. W. Condra等人是先驱者。 –他们称这种试验为高加速寿命试验（HALT—Highly Accelerated Life Test）和高加速应力筛选（HASS— Highly Accelerated Stress Screen）。 –前者针对设计，后者针对生产。 –方法的核心是施加大应力，一步步地加，一次次地排除缺陷，以此获得高可靠性。也叫步进应力法。 –术语：步进应力试验（Step Stress），高加速寿命试验（HALT），高加速应力筛选（HASS），应力寿命试验（STRIFE），应力裕度和强壮试验（SMART）…… –波音公司统称这一技术为可靠性强化试验（RET--- Reliability Enhancement Testing）。

?可靠性强化试验（RET） –L. W. Condra在其系列论文中说，美国生产厂家在80年代认识质量得重要性，到90年代又认识到可靠性的重要性。 –生产厂家深知市场不仅要求高的开箱率，而且要求在寿命周期内性能良好不变。 –这是新一轮的挑战。而RET正是满足这一挑战的最好方法。 –按传统的可靠性定义去应付瞬息万变的动态市场，显得太被动，厂家只对用户的条件（规范）负责，不对产品的使用负责，必然在竞争中失败。 –进取性的市场可靠性定义：可靠的产品应随时都能完成用户需要其完成的任何任务！

可靠性设计基础试卷

可靠性设计基础试卷考试时间：2011年月日学院：班级：姓名；学号：题目一二三四五六分数一、判断题（1'×15，共15分） 1．不可靠度F(t)为在规定时间内丧失规定功能的概率，它是增函数。（） 2．同一产品越新，可靠性越高。（） 3．为提高可靠性试验的效率，在做加速寿命试验时，可以改变产品失效机理。（） 4．某产品的寿命服从指数分布，则该产品工作一段时间t 0后，其故障率λ上升。（） 5．一个系统的逻辑图和原理图是一一对应的，他们在联系形式和方框联系数目上是相同的。（） 6．可靠性筛选可以提高一批产品的使用可靠性，但不能提高每一个产品的固有可靠性。（） 7．通过对系统可靠性模型中串联模型与并联模型的分析可知，可靠性并联等于不可靠性串联，他们之间存在对偶性。（） 8．采用贮备模型可以提高产品的任务可靠性和基本可靠性。（） 9．割集是指故障树中一些底时间的集合，当这些底事件的任一事件发生时，顶事件必然发生。（） 10．系统结构可靠性分配过程中，对重要的单元，应分配较高的可靠度。（） 11．FMEA 是一种自下而上（由元件到系统）的失效因果关系的分析程序，而成绩

FTA是一种由上而下（由系统到元件）的系统完整的失效因果关系的分析程序。（）12．在各个底事件发生概率差别较大时，阶数越小的最小割集越重要。（）13．老练的目的在于元器件投入使用前，先把使用后可能发生的参数漂移消除掉，从而达到稳定的目的。（）14．区间估计的置信度和精确度是相互矛盾的，置信度越高，估计精度越低。（）15．机械结构设计中使用安全系数就是已经考虑了产品的可靠性，因此选用安全系数可以替代可靠性设计。（）二、填空题（1'×10，共10分） 1．产品的失效率曲线一般分为早期失效期、、三个阶段。2．可靠性预计方法包括、故障率预计法、相似产品法等。 3．可靠性试验中，环境应力筛选最有效的办法是和。4．可靠性的发展趋势有、。 5．系统可靠性模型包括、、n中取r模型（r/n）、混合式贮备模型、多数表决贮备模型等。三、选择题（2'×15，共30分） 1．为了验证开发的产品的可靠性是否与规定的可靠性要求一致，用具有代表性的产品在规定条件下所作的试验叫（）试验。 A．环境应力筛选 B．可靠性增长 C．可靠性鉴定 D．可靠性测定 2．设t=0时，投入工作的1000只灯泡，并以天作为度量时间的单位，当t=365天时，又发现有2只灯泡坏了，则该种灯泡的故障率约为。

基于LabVIEW的数据采集与处理系统设计

基于LabVIEW的数据采集与处理系统设计摘要：虚拟仪器作为一种基于图形化编程的新型概念仪器，以计算机作为运行媒介，节省了大量的显示、控制硬件，越来越显示出它独有的优势。基于LabVIEW的数据采集与处理系统，整体采用了循环结构与顺序结构相结合的形式，实现了模拟信号的采集与实时动态显示，并且仿真出了对数据的采集和报警功能，并且能够存储数据，进行各种自定义设置，显示效果良好，对现实中的数据采集与处理系统具有很大的借鉴作用。关键词：虚拟仪器；数据采集；数据处理；LabVIEW

The Design of Data Acquisition and Processing System Based on LabVIEW Abstract:As a kind of virtual instrument based on graphical programming the new concept of instruments, run at the computer as a medium, save a large amount of display, control hardware, more and more shows its unique advantages. Data acquisition and processing system based on LabVIEW, and the overall adopted loop structure and order structure, in the form of the combination of the dynamic analog signal acquisition and real-time display, and the simulation of the data collection and alarm function, and the ability to store data, for a variety of Settings, display effect is good, the reality of the data acquisition and processing system has a great reference. Keywords：Virtual Instrument;Data Collection;Data Processing;LabVIEW;

数据采集与处理技术

数据采集与处理技术参考书目： 1．数据采集与处理技术马明建周长城西安交通大学出版社 2．数据采集技术沈兰荪中国科学技术大学出版社 3．高速数据采集系统的原理与应用沈兰荪人民邮电出版社第一章绪论数据采集技术(Data Acquisition)是信息科学的一个重要分支,它研究信息数据的采集、存贮、处理以及控制等作业。在智能仪器、信号处理以及工业自动控制等领域，都存在着数据的测量与控制问题。将外部世界存在的温度、压力、流量、位移以及角度等模拟量（Analog Signal）转换为数字信号（Digital Signal）, 在收集到计算机并进一步予以显示、处理、传输与记录这一过程，即称为“数据采集”。相应的系统即为数据采集系统（Data Acquisition System,简称DAS）数据采集技术以在雷达、通信、水声、遥感、地质勘探、震动工程、无损检测、语声处理、智能仪器、工业自动控制以及生物医学工程等领域有着广泛的应用。 1．1 数据采集的意义和任务数据采集是指将温度、压力、流量、位移等模拟量采集、转换为数字量后，再由计算机进行存储、处理、显示或打印的过程。相应的系统称为数据采集系统。数据采集系统的任务：采集传感器输出的模拟信号并转换成计算机能识别的数字信号，然后送入计算机，根据不同的需要由计算机进行相应的计算和处理，得出所需的数据。与此同时，将计算得到的数据进行显示或打印，以便实现对某些物理量的监视，其中一部分数据还将被生产过程中的计算机控制系统用来控制某些物理量。数据采集系统的好坏，主要取决于精度和速度。 1．2 数据采集系统的基本功能 1.数据采集：采样周期

通用的可靠性设计分析方法

通用的可靠性设计分析方法 1.识别任务剖面、寿命剖面和环境剖面在明确产品的可靠性定性定量要求以前，首先要识别产品的任务剖面、寿命剖面和环境剖面。（1）任务剖面“剖面”一词是英语profile的直译，其含义是对所发生的事件、过程、状态、功能及所处环境的描述。显然，事件、状态、功能及所处环境都与时间有关，因此，这种描述事实上是一种时序的描述。任务剖面的定义为：产品在完成规定任务这段时间内所经历的事件和环境的时序描述。它包括任务成功或致命故障的判断准则。对于完成一种或多种任务的产品，均应制定一种或多种任务剖面。任务剖面一般应包括：1）产品的工作状态； 2）维修方案； 3）产品工作的时间与程序； 4）产品所处环境（外加有诱发的）时间与程序。任务剖面在产品指标论证时就应提出，它是设计人员能设计出满足使用要求的产品的最基本的信息。任务剖面必须建立在有效的数据的基础上。图1表示了一个典型的任务剖面。（2）寿命剖面寿命剖面的定义为：产品从制造到寿命终结或退出使用这段时间内所经历的全部事件和环境的时序描述。寿命剖面包括任务剖面。寿命剖面说明产品在整个寿命期经历的事件，如：装卸、运输、储存、检修、维修、任务剖面等以及每个事件的持续时间、顺序、环境和工作方式。寿命剖面同样是建立产品技术要求不可缺少的信息。图2表示了寿命剖面所经历的事件。

（3）环境剖面环境剖面是任务剖面的一个组成部分。它是对产品的使用或生存有影响的环境特性，如温度、湿度、压力、盐雾、辐射、砂尘以及振动冲击、噪声、电磁干扰等及其强度的时序说明。产品的工作时间与程序所对应的环境时间与程序不尽相同。环境剖面也是寿命剖面和任务剖面的一个组成部分。 2.明确可靠性定性定量要求明确产品的可靠性要求是新产品开发过程中首先要做的一件事。产品的可靠性要求是进行可靠性设计分析的最重要的依据。可靠性要求可以分为两大类：第一类是定性要求，即用一种非量化的形式来设计、分析以评估和保证产品的可靠性；第二类是定量要求，即规定产品的可靠性指标和相应的验证方法。可靠性定性要求通常以要求开展的一系列定性设计分析工作项目表达。常用的可靠性定性设计工作项目见表1。

可靠性实验室建设规划方案

可靠性实验室工作规划一、可靠性实验室的目的 1、通过对产品的可靠性试验，能准确定位和量化我司产品适应使用环境的能力及衡量产品质量等级。 2、评估我司产品的可靠性并及时发现潜在的质量隐患。 3、通过可靠性试验，能为产品的设计或升级、改良提供客观的证据和建议。 4、为产品的失效分析、可靠性测试及新产品定型试验提供测试平台. 二、试验项目及内容 1、EMS （电磁抗扰度）相关试验项目及内容 ⑴ 群脉冲抗扰度试验根据GB/T 3797—2005 电气控制设备第4.13。3条规定,电气控制设备应通过电源端2KV ，信号和控制端1KV的电快速群脉冲干扰试验。此项试验属于常规EMS项目之一，通过此项试验验证产品对诸如来自切换瞬态过程切断感性负载、继电器触点弹跳等的各种类型瞬态骚扰的抗扰度。具体试验标准参考GBfT 17626.4-1998电快速瞬变脉冲群抗扰度试验标准(EFT）的要求。 ⑵ 静电抗扰度试验根据GB/T 3797—2005 电气控制设备第4.13。3条规定，电气控制设备应通过空气放电8KV 及接触放电6KV 的静电放电试验. 此项试验属于常规EMS 项目之一，通过此项试验验证产品对来自外界的各种类型的静电放电（可能由人体或其它物体产生)的抗扰度。具体试验标准参考GB/T 17626.2-1998静电放电抗扰度试验标准（ESD)的要求。 ⑶1。2/5OUS及8/20US组合波浪涌（冲击)抗扰度试验根据GB/T 3797—2005电气控制设备第4。13。3条规定，电气控制设备应通过线对线1KV ,线对地2KV 的组合波浪涌（冲击）抗扰度试验。此项试验属于常规EMS 项目之一，通过此项试验验证产品对抗击如开关切换、雷

可靠性设计的基本概念与方法

4．6 可靠性设计的基本概念与方法一、结构可靠性设计概念 1．可靠性含义可靠性是指一个产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力；而一个工业产品(包括像飞机这样的航空飞行器产品)由于内部元件中固有的不确定因素以及产品构成的复杂程度使得对所执行规定功能的完成情况及其产品的失效时间(寿命)往往具有很大的随机性，因此，可靠性的度量就具有明显的随机特征。一个产品在规定条件下和规定时间内规定功能的概率就称为该产品的可靠度。作为飞机结构的可靠性问题，从定义上讲可以理解为：“结构在规定的使用载荷／环境作用下及规定的时间内，为防止各种失效或有碍正常工作功能的损伤，应保持其必要的强刚度、抗疲劳断裂以及耐久性能力。”可靠度则应是这种能力的概率度量，当然具体的内容是相当广泛的。例如，结构元件或结构系统的静强度可靠性是指结构元件或结构系统的强度大于工作应力的概率，结构安全寿命的可靠性是指结构的裂纹形成寿命小于使用寿命的概率；结构的损伤容限可靠性则一方面指结构剩余强度大于工作应力的概率，另一方面指结构在规定的未修使用期间内，裂纹扩展小于裂纹容限的概率．可靠性的概率度量除可靠度外，还可有其他的度量方法或指标，如结构的失效概率F(c)，指结构在‘时刻之前破坏的概率；失效率^(()．指在‘时刻以前未发生破坏的条件下，在‘时刻的条件破坏概率密度；平均无故障时间MTTF(MeanTimeToFailure)，指从开始使用到发生故障的工作时间的期望值。除此而外，还有可靠性指标、可靠寿命、中位寿命，对可修复结构还有维修度与有效度等许多可靠性度量方法。 2．.结构可靠性设计的基本过程与特点设计一个具有规定可靠性水平的结构产品，其内容是相当丰富的，应当贯穿于产品的预研、分析、设计、制造、装配试验、使用和管理等整个过程和各个方面。从研究及学科划分上可大致分为三个方面。 (1)可靠性数学。主要研究可靠性的定量描述方法。概率论、数理统计，随机过程等是它的重要基础。 (2)可靠性物理。研究元件、系统失效的机理，物理成固和物理模型。不同研究对象的失效机理不同，因此不同学科领域内可靠性物理研究的方法和理论基础也不同． (3)可靠性工程。它包含了产品的可靠性分析、预测与评估、可靠性设计、可靠性管理、可靠性生产、可靠性维修、可靠性试验、可靠性数据的收集处理和交换等．从产品的设计到产品退役的整个过程中，每一步骤都可包含于可靠性工程之中。由此我们可以看出，结构可靠性设计仅是可靠性工程的其中一个环节，当然也是重要的环节，从内容上讲，它包括了结构可靠性分析、结构可靠性设计和结构可靠性试验三大部分。结构可靠性分析的过程大致分为三个阶段。一是搜集与结构有关的随机变量的观测或试验资料，并对这些资料用概率统计的方法进行分析，确定其分布概率及有关统计量，以作为可靠度和失效概率计算的依据。

产品设计五性可靠性维修性安全性测试性和保障性

3 “五性”的定义、联系及区别 3.1 可靠性产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。可靠性的概率度量称为可靠度(GJB451-90)。可靠性工程：为达到产品的可靠性要求而进行的一套设计、研制、生产和试验工作。 (GJB451-90) 显然，这个定义适用于各种装备、设备、系统直至零部件的各个产品层次。可靠性是产品的一种能力，持续地完成规定功能的能力，因此，它强调“在规定时间内”；同时，产品能否可靠地完成规定功能与使用条件有关，所以，必须强调“在规定的条件下”。为了使产品达到规定的可靠性要求，需要在产品研制、使用开展一系列技术和管理活动，这些工程活动就是可靠性工程。即：可靠性工程是为了达到产品的可靠性要求而进行的一套设计、研制、生产和试验工作。(GJB451-90)。实际上，可靠性工程还应当包含产品使用、储存、维修过程中的各种保持和提高可靠性的活动。 3.1.1可靠性要求

3.1.1.1 定性要求对产品的可靠性要求可以用定性方式来表达，满足这些要求使用中故障少、即使发生故障影响小即可靠。例如，耐环境特别是耐热设计，防潮、防盐雾、防腐蚀设计，抗冲击、振动和噪声设计，抗辐射、电磁兼容性，冗余设计、降额设计等。其中冗余设计可以在部件（单元）可靠性水平较低的情况下，使系统（设备）达到比较高的可靠性水平。比如，采用并联系统、冷储备系统等。除硬件外，还要考虑软件的可靠性。 3.1.1.2 定量要求可靠性定量要求就是产品的可靠性指标。产品的可靠性水平用可靠性参数来表达，而可靠性参数的要求值就是可靠性指标。常用的产品可靠性参数有故障率、平均故障间隔时间以及可靠度。故障率是在规定的条件下和规定的时间内，产品的故障总数与时间（寿命单位总数）之比。即平均使用或储存一个小时（发射一次或行驶100km）发生的故障次数。平均故障间隔时间（MTBF）是在规定的条件下和规定的时间内，产品寿命单位（时间）总数与故障总次数之比。即平均多少时间发生一次故障。通常可以用故障率的倒数表示。可靠度R(t)是可靠性的概率表示。即在规定的条件下和规定时间内，产品完成规定功能的概率。即：

数据采集与处理讲解

1数据的采集与处理 1.1数据的采集施工监控中需对影响施工及控制精度的数据进行收集，主要包括环境参数和结构参数，前者又主要是指风速风向数据；后者主要指结构容重、弹模等数据。施工监控需进行收集的数据如表1-1所示。 1.1.2数据采集方法基于港珠澳大桥特殊的地理位置，采用远程数据采集系统，与传统的数据采集系统相比，具有不受地理环境、气候、时间的影响等优势。而借助无线传输手段的远程数据采集系统，更具有工程造价和人力资源成本低，传输数据不受地域的影响，可靠性高，免维护等优点。远程无线数据采集系统的整体结构如图1-2所示。 1-2 远程无线数据采集系统组成结构图

1.2数据的处理与评估在数据分析之前, 数据处理要能有效地从监测数据中寻找出异常值, 必须对监测数据进行可靠性检验, 剔除粗差的影响, 以保证监测数据的准确、可靠。我们拟采用的是最常用的μ检验法来判别系统误差; 用“3σ准则”剔除粗差; 采用了“五点二次中心平滑”法对观测数据进行平滑修正。同时, 在数据处理之后, 采用关联分析技术寻找某一测点的最佳关联点, (为保证系统评判的可靠性, 某一测点的关联点宜选用2 个以上)。我们选用3 个关联测点, 如果异常测值的关联测点有2 个以上发生异常, 且异常方向一致, 则认为测值异常是由结构变化引起, 否则, 认为异常是由监测系统异常引起。出现异常时, 经过判定, 自动提醒用户检查监测系统或者相应的结构(根据测点所在位置), 及时查明情况, 并采取一些必要的应急措施, 同时对测值做标注, 形成报表, 进行评估。 1.2.1系统误差的判别判别原则: 异常值检验方法是建立在随机样本观测值遵从正态分布和小概率原理的基础之上的。根据观测值的正态分布特征性, 出现大偏差观测值的概率是很小的。当测值较少时, 在正常情况下, 根据小概率原理, 它们是不会出现的, 一旦出现则表明有异常值。依统计学原理: 偏差处于2 倍标准差或3 倍标准差范围内的数据为正常值, 之外的则判定为异常。事实上标准差σ多数情况下是求知的, 通常用样本值计算的标准差S 来替代。桥梁健康监测资料的数据量特别大, 一般都为大样本, 所以我们用μ检验。在分析中, 我们将所得的数据分成两组Y1 、Y2,并设()1211,1Y N u δ, ()2222,2Y N u δ择统计量为 : 'y y U -= (1) 式中12y y 、—两组样本的平均值: 21n 、n —两组样本的子样数: 21S S 、 —两组样本的方差。若 '2 a U U ≥ (2) 则存在系统误差。否则, 不存在系统误差。 1.2.2 粗差点的剔除在观测次数充分多的前提下, 其测值的跳动特征描述如下式: ()112j j j j d y y y +-=-+ (3) 式中j y (j=1,2,3,4,……,n- 1)是一系列观测值。

系统可靠性设计与分析

可靠性设计与分析作业学号：071130123 姓名：向正平一、指数分布的概率密度函数、分布函数、可靠度函数曲线（1）程序语言 t=(0:0.01:20); Array m=[0.3,0.6,0.9]; linecolor=['r','b','y']; for i=1:length(m); f=m(i)*exp(-m(i)*t); F=1-exp(-m(i)*t); R=exp(-m(i)*t); color=linecolor(i); subplot(3,1,1); title('指数函数概率密度函数曲线'); plot(t,f,color); hold on subplot(3,1,2); title('指数函数分布函数函数曲线'); plot(t,F,color); hold on subplot(3,1,3); title('指数指数分布可靠度函数曲线 plot(t,R,color); hold on end （3）指数分布的分析在可靠性理论中，指数分布是最基本、最常用的分布，适合于失效率为常数的情况。指数分布不但在电子元器件偶然失效期普遍使用，而且在复杂系统和整机方面以及机械技术的可靠性领域也得到使用。有图像可以看出失效率函数密度f(t)随着时间的增加不断下降，而失效率随着时间的增加在不断的上升，可靠度也在随着时间的增加不断地下降，从图线的颜色可以看出，随着m的增加失效率密度函数下降越快，而可靠度的随m的增加而不断的增加，则失效率随m的增加减小越快。在工程运用中，如果某零件符合指数分布，那么可以适当增加m的值，使零件的可靠度会提升，增加可靠性。二、正态分布的概率密度函数、分布函数、可靠性函数、失效率函数曲线（1）程序语言 t=-10:0.01:10; m=[3,6,9]; n=[1,2,3]; linecolor=['r','b','y'];

数据采集和处理技术试题(卷)

一、绪论（一）、1、“数据采集”是指什么? 将温度、压力、流量、位移等模拟量经测量转换电路输出电量后再采集转换成数字量后，再由PC 机进行存储、处理、显示或打印的过程。 2、数据采集系统的组成? 由数据输入通道，数据存储与管理，数据处理，数据输出及显示这五个部分组成。 3、数据采集系统性能的好坏的参数? 取决于它的精度和速度。 4、数据采集系统具有的功能是什么? （1）、数据采集，（2）、信号调理，（3）、二次数据计算，（4）、屏幕显示，（5）、数据存储，（6）、打印输出，（7）、人机联系。 5、数据处理系统的分类? 分为预处理和二次处理两种；即为实时（在线）处理和事后（脱机）处理。 6、集散式控制系统的典型的三级结构? 一种是一般的微型计算机数据采集系统，一种是直接数字控制型计算机数据采集系统，还有一种是集散型数据采集系统。 7、控制网络与数据网络的结合的优点? 实现信号的远程传送与异地远程自动控制。（二）、问答题： 1、数据采集的任务是什么？数据采集系统的任务：就是传感器输出信号转换为数字信号，送入工业控制机机处理，得出所需的数据。同时显示、储存或打印，以便实现对某些物理量的监视，还将被生产过程中的PC机控制系统用来控制某些物理量。 2、微型计算机数据采集系统的特点是（1）、系统结构简单；（2）、微型计算机对环境要求不高；（3）、微型计算机的价格低廉，降低了数据采集系统的成本；（4）、微型计算机数据采集系统可作为集散型数据采集系统的一个基本组成部分；（5）、微型计算机的各种I/O模板及软件齐全，易构成系统，便于使用和维修； 3、简述数据采集系统的基本结构形式，并比较其特点？（1）、一般微型计算机数据采集与处理系统是由传感器、模拟多路开关、程控放大器、采样/保持器、A/D转换器、计算机及外设等部分组成。（2）、直接数字控制型数据采集与处理系统（DDC）是既可对生产过程中的各个参数进行巡回检测，还可根据检测结果，按照一定的算法，计算出执行器应该的状态（继电器的通断、阀门的位置、电机的转速等），完成自动控制的任务。系统的I/O通道除了AI和DI外，还有模拟量输出（AO）通道和开关量输出（FDO）通道。（3）、集散式控制系统也称为分布式控制系统，总体思想是分散控制，集中管理，即用几台计算机分别控制若干个回路，再用监督控制计算机进行集中管理。（三）、分析题： 1、如图所示，分析集散型数据采集与处理系统的组成原理，系统有那些特点？集散式控制系统也称为分布式控制系统，总体思想是分散控制，集中管理，即用几台DDC计算机分

可靠性试验分析及设计

ji 第四章(44) 可靠性试验与设计四、最小二乘法用图估法在概率纸上描出[],()i i t F t 点后,凭目视作分布检验判别所作的回归直线往往因人而异，因此最好再通过数值计算求出精确的分布检验结论和求出数学拟合的回归直线。通常用相关系数作分布检验，用最小二乘法求回归直线。相关系数由下式求得： ()() n i i X X Y Y γ--= ∑ 其中X,Y 是回归直线的横坐标和纵坐标，它随分布的不同而不同。下表是不同分布的坐标转换只有相关系数γ 大于临界值0γ时，才能判定所假设的分布成立。0γ临界系数可查相应的临界相关系数表，如给定显著水平0.05α=，n=10,可查表得00.576γ=。若计算的0γγ，则假设的分布成立。如果回归的线性方程为 Y mX B =- 则由最小二乘法得到系数为

1 1 111 221 1??1?1 ()n n i i i i n n n i i i i i i i n n i i i i Y m X B N X Y X Y N m X X N =======-+=-=-∑∑∑∑∑∑∑ 代入上表中的不同的分布，就可以得到相应分布的参数估计值。五、最好线性无偏估计与简单线性无偏估计 1、无偏估计不同子样有不同的参数估计值?q ，希望?q 在真值q 附近徘徊。若?()E q q =，则?q 为q 的无偏估计。如平均寿命的估计为?i t n q =? ，是否为无偏估计？ Q 1 [] ?()[]n i i i i t E t E E n n n q q q === = =? 邋 \ ?q 为q 的无偏估计 2、最好无偏估计定义若?k q 的方差比其它无偏估计量的方差都小，即?()min ()k k D D q q =，则?k q 为最好无偏估计。 3、线性估计定义若估计量?q 是子样的一个线性函数，即1 ?n i i i a q ==C ? ，则称?q 为线性估计。 4、最好线性无偏估计当子样数25n ￡时，通过变换具有()F m s C -形式的寿命分布函数，其,m s 的最好线性无偏估计为： 1 ?(,,)r j i D n r j X m ==? ?(,,)j C n r j X s =? 其中(,,),(,,)D n r j C n r j 分别为,m s 的无偏估计，有了,,n r j 后，可有专门表格查无偏系数(,,),(,,)D n r j C n r j 。

可靠性、维修性和保障性

国外直升机可靠性、维修性和保障性发展综述 1. 引言可靠性、维修性和保障性(RMS)是响影军用直升机作战效能、作战适用性和寿命周期费用的关键特性。特别是在现代高技术战争中，RMS成为武装直升机战斗力的关键因素。美国武装直升机AH-64“阿柏支”由于在研制中重视RMS工作，具有较高的RMS水平，保证AH-64具有较的战备完好性和任务成功概率。在1990年12月至1991年4月的海湾战争中，美国陆军101师攻击直升机营的8架AH-64直升机，突袭伊拉克，摧毁了通往巴格达沿途的雷达站，为盟国空军执行空战任务开辟了空中通道，仅在2月28日，第一武装分队的AH-64摧毁了36辆坦克，俘获了850名伊军官兵。在海湾战争中，美军出动了288架AH-64，累计飞行18700小时，仅有一架AH-64被地面炮火击落，在“沙漠盾牌”和“沙漠风暴”行动中，AH-64的能执行任务率分别达到80%和90%，超过了设计要求。AH-64的战例充分表明，RMS是现代武装直升机形成战斗力的基础，是发挥其作战效能的保证，也是现代军用直升机设计中必须考虑的、与性能同等重要的设计特性。 2. 国外直升机RMS技术的发展随着直升机在现代战争中和国民经济建设中的作用及地位的日益提高，直升机RMS越发引起各工业发达国家的重视，特别是对直升机可靠性和安全性问题早就得到重视；随着武装直升机的应用与发展、机载雷达及火控系统的可靠性及维修性也相继引起各国军方的重视；近十多年来，尤其是海湾战争之后，为了满足现代高技术战争的需要，要求直升机具有快速出动能力和高的战备完好性，降低武装直升机的寿命周期费用，要求直升机具有低的维修工时、少量维修人力、少量备件和良好的测试性和保障性。总的说来，近50年来，国外直升机RMS技术的发展大至可划分为如下3个阶段。 2.1 50年代中期至60年代末期 50年代中期或末期开始研制或60年代初期开始研制、在60年代投入服役的直升机，如美国的CH-47A、CH-53A、AH-1A、AH-56A、OH-58A、UH-1A等。这些直升机主要是采用工程设计和试验的方法来保证直升机的可靠性、维修性、保障性，没有专门制订RMS 大纲，既没有提出专门的RMS指标，也没有开展专门的RMS分析设计和专门的RMS试验工作。因此，这一批直升机普遍存在着故障多、可靠性低、维修工时较高，因此使用和保障费用较高。美国陆军和直升机公司都建立了直升机的RMS信息系统，收集大量的RMS数据，进行分析研究后，找出了影响可靠性及维修性的主要原因和部件，并随后进行改进改型。例如，CH-47D制订了专门的可靠性改进计划，投资237 万美元，使整个直升机的MTBF 提高一倍，维修工时降低28%。 2.2 70年代初至80年代中期经过越南战争后，军用直升机的作用更加引起世界各军事大国的重视，在执行战斗保障和后勤支援任务中，直升机充分显示了具有良好的机动性和灵活性、快速反应能力和不受地形限制的特点。此外，装备武器的武装直升机用于对地火力支援和护航任务中，出色地完成任务。在战争实践中证实了武装直升机对现代战争具有重要的意义，是现代战争不可缺少的

数据采集与处理描述

数据处理地一般过程数据处理一般包括收集数据、、和分析数据等过程.数据处理可以帮助我们更好地了解周围世界，对未知事物作出合理地推断和预测.文档来自于网络搜索全面调查和是收集数据地两种方式，全面调查通过调查来收集数据，抽样调查通过调查来收集数据.文档来自于网络搜索实际调查中常采用抽样调查地方法获取数据.用样本估计是统计地基本思想. 抽样调查具有花费少、省时地特点，还适用一些不宜使用全面调查地情况.采用抽样调查需要注意：①样本容量要适中，一般为总体地～；②抽取时要尽量使每一个个体都有相等地机会被抽到.这样抽取地样本才具有代表性和广泛性.才能使样本较好地反映总体地情况.文档来自于网络搜索要考察地全体对象称为，组成总体地每一个考察对象称为，被抽取地那些个体组成一个，样本中个体地数目称为.文档来自于网络搜索利用统计图表描述数据是统计分析地重要环节.四种统计图地各自特点：（）条形统计图：能清楚地表示出每个项目地具体数目；（）扇形统计图：能清楚地表示出各部分在全体中所占地百分比；（）折线统计图：能清楚地反映事物地变化情况；（）直方图：能清楚地表示出每组频数地大小. 扇形统计图表明地是部分在总体中所占地百分比，一般不能直接从图中得到具体数量，用圆代表地是总体，圆地大小与具体数量大小没有关系. 扇形圆心角该部分百分比×°文档来自于网络搜索画扇形统计图地步骤：先调查收集数据，根据数据计算百分比，圆心角，画出扇形，标出百分比. 画直方图地一般步骤：⑴计算最大值与最小值地差⑵决定组距和组数⑶列频数分布表⑷画频数分布直方图(或频数折线图).文档来自于网络搜索注意对以下概念地理解： ⑴组距：把所有数据分成若干组，每个小组地两个端点之间地距离（组内数据地取值范围）称为组距.⑵频数：对落在各个小组内地数据进行累计，得到各个小组内数据地个数叫做频数.⑶频数分布直方图⑷频数折线图文档来自于网络搜索频数分布直方图是以小长方形地来反映数据落在各个小组内地频数地大小.小长方形地高是频数与地比值.在等距分组时，各小长方表地面积（频数）与高地比是常数（组距）.文档来自于网络搜索熟悉以下各题：调查收集数据地方式通常有和两种.当总体中个体数目较少时用地方式获得数据较好，当总体中个体数目较多时用地方式获得数据较好.但关于电视机寿命、火柴质量等具有破坏性地调查不宜采用，国家人口普查采用.文档来自于网络搜索

可靠性试验设计与分析5

第四章(45) 可靠性试验设计与分析 §4．4可靠性增长试验（Reliability Growth Test）一、概述可靠性增长：通过改正产品设计和制造中的缺陷，不断提高产品可靠性的过程。产品试制阶段，由于设计缺陷与工艺上的不成熟，其可靠性一定会远低于预计的标准，通过试验发现故障，通过机理分析找出故障源，通过再设计与工艺的更改，以达到消除故障的目的，保证研制期间的可靠性达到预期的指标。可靠性增长是不断反复设计、试验、故障、纠正这样一个循环过程。是为达到可靠性增长目的而执行可靠性秩序中所采用的一种试验方法。可靠性增长的三个主要因素： 1).通过分析和试验找出产品的潜在故障源。 2).将存在问题（返馈），采取纠正措施更改设计。 3).对改进后的产品重新进行试验。图4.23 可靠性增长过程二、可靠性增长试验目的：通过试验诱导出设计不良或工艺不成熟而引起的潜在故障，通过机理分析找出问题，在设计与工艺上加以纠正，从而达到可靠性增长目的。可靠性增长试验耗费的资源和时间比较多，试验总时间通常为预期的MTBF目标值的5~25倍，所以也并不是所有产品都适宜于安排可靠性增长试验。其试验大纲按照试验、分析、纠正(Test, Analysis And Fix test简称TAAF)这一过程来制定，为此要选定一个可靠性增长的模型，以便确定试验计划时所需考虑的因素。 1、可靠性增长模型目前在可修产品的增长试验中，普遍使用的杜安(Duane)模型。有时为了使杜安模型的

适合性和最终评估具有较坚实的统计学依据，可用AMSAA 模型作为补充。杜安模型是用于飞机发动机和液压机械装置等复杂可修产品的增长试验的。模型未涉及随机现象，是确定性模型，即工程模型，而不是数理统计模型。其基本假设：只要不断进行可靠性试验，系统可靠性增长（用MTBF 的提高表示）与累积试验时间在双对数纸上成线性关系，直线的斜率是可靠性增长率的一个度量。图4.24 可靠性增长曲线上述描绘了杜安可靠性增长模型。其增长率范围在0.3~0.7之间，若增长在0.3以下，说明纠正措施不够有力，在0.7以上表明采用了强有力的纠正措施。从曲线上还可表明，制定可靠性增长大纲所需要的四个因素： (1).系统固有的MTBF 值P q 与要求的MTBF 值s θ关系： p θ在设计时用预测的方法确定，而s q （可接受值）比P q 低些，这是验证试验之前应增长到的值。 (2).增长曲线的起始MTBF 值0q ：当P q 预期值为200h ￡时，增长线以100试验小时（横坐标）与10%P q （纵坐标）为起始点。当200P h q >，则以100h 试验与50%P q 为起始点。 (3).关于MTBF 增长率a ：取决于大纲要求，如制定合理并执行严格，增长率可达0.6，没有特殊考虑时可取0.1a =。 (4).增长所要求的总时间：增长线与指标要求的MTBF 值的水平线交点所对应的总试验时间即为预计总试验时间。美国军用标准有个试验指南：当固定的试验持续时间为规定的MTBF （s q ）的10～25倍时，该时间完全可以满足达到50～2000hMTBF 内预期的设备可靠性增长需要。当规定的MTBF 在2000h 以上时，其持续试验时间取决于设备的复杂性和大纲要求，但至少应是要求的MTBF 的一倍。无论任何情况下，持续时间试验都不得少于2000h 或不多于10000h 。

统可靠性设计分析赵廷弟综合测试题

1．判断题（共20分，每题2分，答错倒扣1分） (1)（）系统可靠性与维修性决定了系统的可用性和可信性。 (2)（）为简化故障树，可将逻辑门之间的中间事件省略。 (3)（）在系统寿命周期的各阶段中，可靠性指标是不变的。 (4)（）如果规定的系统故障率指标是每单位时间0.16，考虑分配余量，可以按每单位时间0.2 进行可靠性分配。 (5)（）MTBF和MFHBF都是基本可靠性参数。 (6)（）电子元器件的质量等级愈高，并不一定表示其可靠性愈高。 (7)（）事件树的后果事件指由于初因事件及其后续事件的发生或不发生所导致的不良结果。 (8)（）对于大多数武器装备，其寿命周期费用中的使用保障费用要比研制和生产费用高。 (9)（）所有产品的故障率随时间的变化规律，都要经过浴盆曲线的早期故障阶段、偶然故障阶段和耗损故障阶段。 (10)（）各种产品的可靠度函数曲线随时间的增加都呈下降趋势。 2．填空题（共20分，每空2分） (1)MFHBF的中文含义为。 (2)平均故障前时间MTTF与可靠度R(t)之间的关系式是。 (3)与电子、电器设备构成的系统相比，机械产品可靠性特点一是寿命不服从分布，二是零部件程度低。 (4)在系统所处的特定条件下，出现的未预期到的通路称为。 (5)最坏情况容差分析法中，当网络函数在工作点附近可微且变化较小、容差分析精度要求不高、设计参数变化范围较小时，可采用；当网络函数在工作点可微且变化较大，或容差分析精度要求较高，或设计参数变化范围较大时，可采用。 (6)一般地，二维危害性矩阵图的横坐标为严酷度类别，纵坐标根据情况可选下列三项之一：、或。

3．简要描述故障树“三早”简化技术的内容。（10分）

探讨保障机械可靠性的设计方法

探讨保障机械可靠性的设计方法发表时间：2018-09-10T15:42:34.063Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第11期作者：林鸣精 [导读] 所谓的机械可靠性，指的是机械系统或产品在规定的使用条件下、规定的时间内完成规定功能的能力。摘要：可靠性、稳定性是衡量机械产品的重要指标，也是工业生产中机械正常运行的可靠性保障。工业的发达是依靠科技推动的，科技推动工业发展的承载点则表现在机械产品中。因此，在科技高速发展的今天，对于机械产品的可靠性要求变得越来越高，那么在实际工作中要想保障机械产品能够发挥其使用功能，就必须要注重其可靠性设计。关键词：机械；可靠性；设计方法 1.机械可靠性设计内涵所谓的机械可靠性，指的是机械系统或产品在规定的使用条件下、规定的时间内完成规定功能的能力，是衡量一种机电产品质量的重要指标。机械产品规定功能是可靠性设计的实质，可靠性设计是在保证机械系统的使用功能的前提下，尽量延长其使用功能的存在时间。如下图1中的单颗粒气溶胶质谱仪，可以直接快速地对单颗粒气溶胶进行实时在线监测，不仅避免了传统离线分析方法中样品前处理的困难，而且可以获得单颗粒粒径、化学成分及其随时间和空间分布变化的信息，为研究大气气溶胶快速变化的物理化学反应过程如气溶胶的形成，迁移和传输、气溶胶的种类识别和PM2.5的在线源解析，以及气溶胶对环境、气候和人体健康的影响等提供重要数据。因此，要想保障单颗粒气溶胶质谱仪功能的正常使用，就必须要保障其机械结构设计的可靠性。图1 单颗粒气溶胶质谱仪 2.机械可靠性设计特点 2.1种类繁多的机械产品的可靠性要求不一用途不同，机械产品的种类也跟着有很多不同，各不相同的还有其组成结构及运行原理，有的机械产品需要的零件也比较特殊。当使用条件、零件以及机械结构等都不同时，肯定会存在不同的可靠性设计要求，其适用的理论或计算方式也不相同。 2.2复杂的使用条件使得基本荷载的确定比较困难在很多情况下，当工况发生变化时，处于工作状态中的机械产品的各个系统、零件所承受的荷载类型和大小也会跟着发生变化，因此必须经过长期的反复的实验，才能够对荷载谱进行确定。但是在实际操作过程中，荷载变化实验不可能长期在每个系统或零件中加以实施，因此在确定机械产品的荷载谱方面，确实存在一定的难度，对进一步的可靠性设计有严重影响。 2.3可靠性设计比较容易受到外部因素影响设计因素、使用环境、产品的制造过程以及制造工艺水准等都对机械产品的可靠性设计有很大影响，对于这些不确定的外部因素，可靠性设计都需要将其影响充分考虑在内。 3.保障机械可靠性的设计方法 3.1简化设计在满足预定功能的情况下，机械设计应力求简单、零部件的数量应尽可能减少，或者机械一些零部件的面积应尽可能减少，越简单越可靠是可靠性设计的一个基本原则，是减少故障提高可靠性的最有效方法。但不能因为减少零件而使其它零件执行超常功能或在高应力的条件下工作。否则，简化设计将达不到提高可靠性的目的。如在本人曾参与设计的单颗粒气溶胶质谱仪机械设计中，为了对气溶胶颗粒成分进行快速、准确及全面的分析，本仪器采用双极性、有网反射飞行时间质量分析器。双极性分析器采用Z字型结构，水平放置并垂直于颗粒的入射方向，通过软件（SIMION 7.0）对其进行性能模拟，优化Z-TOF结构及几何尺寸，分析器总体积减小为56.8×32.8×11.8 cm。 3.2降额设计降额设计是使零部件的使用应力低于其额定应力的一种设计方法。降额设计可以通过降低零件承受的应力或提高零件的强度的办法来实现。工程经验证明，大多数机械零件在低于额定承载应力条件下工作时，其故障率较低，可靠性较高。为了找到最佳降额值，需做大量的试验研究。当机械零部件的载荷应力以及承受这些应力的具体零部件的强度在某一范围内呈不确定分布时，可以采用提高平均强度（如通过大加安全系数实现）、降低平均应力，减少应力变化（如通过对使用条件的限制实现）和减少强度变化（如合理选择工艺方法，严格控制整个加工过程，或通过检验或试验剔除不合格的零件）等方法来提高可靠性。 3.3耐环境设计耐环境设计是在设计时就考虑产品在整个寿命周期内可能遇到的各种环境影响，例如装配、运输时的冲击，振动影响，贮存时的温度、湿度、霉菌等影响，使用时的气候、沙尘振动等影响。因此，必须慎重选择设计方案，采取必要的保护措施，减少或消除有害环境的影响。具体地讲，可以从认识环境、控制环境和适应环境三方面加以考虑。认识环境指的是：不应只注意产品的工作环境和维修环境，还应了解产品的安装、贮存、运输的环境。在设计和试验过程中必须同时考虑单一环境和组合环境两种环境条件；不应只关心产品所处的自然环境，还要考虑使用过程所诱发出的环境。控制环境指的是：在条件允许时，应在小范围内为所设计的零部件创造一个良好的工作环境条件，或人为地改变对产品可靠性不利的环境因素。适应环境指的是：在无法对所有环境条件进行人为控制时，在设计方案、材料选择、