
【计】 reliability design
可靠性设计(Reliability Design)是工程领域的核心概念,指在产品或系统开发初期,通过系统化的方法和技术手段,确保其在规定条件下和规定时间内无故障完成规定功能的能力。以下从汉英词典视角及工程实践角度进行详细解释:
通过预防性设计策略(如冗余设计、降额设计、环境适应性设计等),量化评估并控制失效概率,实现产品寿命周期内的高稳定性。例如,电子设备采用冗余电路(Redundant Circuit)可避免单点故障导致系统崩溃 。
识别潜在故障点及其影响程度,优先改进高风险环节。例如,航空发动机通过FMEA分析叶片断裂风险,优化材料选择 。
使用数学工具(如威布尔分布)预测失效概率。公式表示为:
$$ R(t) = e^{-left( frac{t}{eta} right)^beta} $$
其中 $R(t)$ 为可靠度,$eta$ 为特征寿命,$beta$ 为形状参数 。
通过温度、振动等加速试验暴露早期缺陷,提升出厂产品可靠性 。
定义可靠性为“功能单位在给定条件下持续满足要求的能力”(来源:国际标准化组织)。
美国国防部手册强调可靠性设计需包含“故障树分析(FTA)和寿命试验”(来源:美国国防部标准文件)。
指出“降额设计可使元器件失效率降低1~2个数量级”(来源:机械工业出版社专著)。
可靠性设计是一种通过系统化的分析与技术手段,确保产品在规定条件和时间内完成规定功能的设计方法。以下是其核心要点:
可靠性设计以概率(可靠度)为衡量标准,综合运用工程方法提升产品稳定性。其核心目标是预测并消除潜在缺陷,降低故障概率,同时兼顾维修性和环境适应性。
可靠度指标
包括可靠度(成功运行概率)、无故障率、失效率等,数学表达式为:
$$
R(t) = 1 - F(t) = int_{t}^{infty} f(tau) dtau
$$
其中,$R(t)$为可靠度函数,$F(t)$为失效分布函数,$f(t)$为失效概率密度函数。
设计范畴
可靠性设计直接影响产品质量与用户安全,可降低维修成本、延长寿命,并提升品牌声誉。典型应用领域包括机械制造、电子设备及航空航天等。
如需进一步了解具体案例或技术细节,可参考、4、7等来源。
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