可靠性基础：故障特性浴缸曲线

3．故障

■故障（failure）

所谓可靠性高就是故障少的意思。这个故障一般是指“东西坏了不能用了”。但是，根据情况的不同功能降低、状态不好也应该认为是故障。也就是说“失去了系、机器、零件等的规定功能”。

■故障特性浴缸曲线

把某个产品经从被生产、使用期间到被废弃为止的失效率的推移做成图形如下图。

那个形状叫做失效率曲线图。以制造完了为时间轴的“0"点在纵轴上表示失效率。

1）早期故障时间

1）在1）的高失效率被称为早期故障期间，这个期间的故障被称为早期故障。潜在的设计失误、工程的缺陷等各种弱点都在使用初期显现。对于这种缺陷必要尽早找出，使其能稳定工作。这个过程叫做调试（debugging），要进行磨合和甄别等。

2）偶发故障期间

过了早期故障，下面会有很长一段时间是失效率的安定期间2）。

失效率差不多一定的意思是指故障是随机（时间性的）发生，这个期间叫做偶发故障期间，故障叫做偶发故障。

在这个期间的失效率当然谁都希望是“0“，但是实际上是不太可能的，只能尽量努力达到“0”

3）磨损故障期间

过了偶发故障期间之后就是失效率逐渐变高的期间3）。

这是由于磨损、疲劳等引起的寿命将尽。这个期间叫做磨损故障期间，故障叫做磨损故障。对于这种故障，由于可以事先预料得到，所以可以通过预先告知来进行替换。是继电器的时候，可以通过实际成绩或者在实际机器上的性能确认，在某种程度上进行预测。另外，如果只在偶发故障期间打算使用继电器的话这个期间的长度叫做寿命。

 

■威布尔解析

把故障的类型分类,分析寿命特性时，以威布尔分布为主体，常用威布尔解析。

威布尔的分布曲线是:

看上去虽然很复杂，其实只有变数m、a、γ这3个交织在一起。

m	：	形状参数
α	：	尺度参数
γ	：	位置参数

把威布尔分布应用于实际的故障分布的形状上,只要推算出上面的3个变数就行了。

 

代替麻烦的计算式,使用威布尔概率纸。威布尔概率纸的特征有以下几点。

·1.威布尔分布与寿命的实际分布是最近似的。

·2.威布尔概率纸使用起来很简单。

·3.即使各种类型故障混在一起也可以在图上识别。

与前述失效率曲线图的关系如下所示。形状参数m的值表示了故障为哪种故障。

(1)m<1的情况	：	故障的类型为早期故障型。
(2)m＝1的情况	：	故障的类型为偶发故障型。
(3)m>1的情况	：	故障的类型为磨损故障型。

编辑：黄飞