
【計】 reliability design
可靠性設計(Reliability Design)是工程領域的核心概念,指在産品或系統開發初期,通過系統化的方法和技術手段,确保其在規定條件下和規定時間内無故障完成規定功能的能力。以下從漢英詞典視角及工程實踐角度進行詳細解釋:
通過預防性設計策略(如冗餘設計、降額設計、環境適應性設計等),量化評估并控制失效概率,實現産品壽命周期内的高穩定性。例如,電子設備采用冗餘電路(Redundant Circuit)可避免單點故障導緻系統崩潰 。
識别潛在故障點及其影響程度,優先改進高風險環節。例如,航空發動機通過FMEA分析葉片斷裂風險,優化材料選擇 。
使用數學工具(如威布爾分布)預測失效概率。公式表示為:
$$ R(t) = e^{-left( frac{t}{eta} right)^beta} $$
其中 $R(t)$ 為可靠度,$eta$ 為特征壽命,$beta$ 為形狀參數 。
通過溫度、振動等加速試驗暴露早期缺陷,提升出廠産品可靠性 。
定義可靠性為“功能單位在給定條件下持續滿足要求的能力”(來源:國際标準化組織)。
美國國防部手冊強調可靠性設計需包含“故障樹分析(FTA)和壽命試驗”(來源:美國國防部标準文件)。
指出“降額設計可使元器件失效率降低1~2個數量級”(來源:機械工業出版社專著)。
可靠性設計是一種通過系統化的分析與技術手段,确保産品在規定條件和時間内完成規定功能的設計方法。以下是其核心要點:
可靠性設計以概率(可靠度)為衡量标準,綜合運用工程方法提升産品穩定性。其核心目标是預測并消除潛在缺陷,降低故障概率,同時兼顧維修性和環境適應性。
可靠度指标
包括可靠度(成功運行概率)、無故障率、失效率等,數學表達式為:
$$
R(t) = 1 - F(t) = int_{t}^{infty} f(tau) dtau
$$
其中,$R(t)$為可靠度函數,$F(t)$為失效分布函數,$f(t)$為失效概率密度函數。
設計範疇
可靠性設計直接影響産品質量與用戶安全,可降低維修成本、延長壽命,并提升品牌聲譽。典型應用領域包括機械制造、電子設備及航空航天等。
如需進一步了解具體案例或技術細節,可參考、4、7等來源。
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