【中國塑料機械網 技術交流】現代化的科研與工業大生產離不開各種各樣的儀器儀表，它是人類在進行科學實驗與生產過程中進進自動化檢測和自動化控制的關鍵性的技術工具之一。比如我們在化工生產現場常見到電磁流量計，超聲波流量計等各種各樣的流量計和液位計等，隨著生產協作的復雜化關聯程度的加深，儀器儀表的結構功能也越來越趨于復雜，根據工業品生產的規律，產品結構與功能愈復雜，其可靠性也隨著下降，而對于儀器儀表來說同，目前的要求儀表的使用壽命不僅要延長，其運行過程中的可靠性也必須得到保證。因此，對儀器儀表進行可靠性研究成為儀表生產企業的一項重要的工作，對此加大投入，有效地增強產品的可靠性，將有力地增強企業的市場競爭力。本文即重點針對于儀表的可靠性評價指標作相關介紹。
　　
　　一、儀表可靠性
　　
　　可靠性表述目前學術界有多種，但歸納起來可以下兩種來作為代表：*：所謂可靠性是指零部件（或系統）在規定的時間內、規定的條件下、完成規定功能的可能性。第二：所謂可靠性是指“系統、機器、零部件等的功能在時間上的穩定性”。其實，無論哪種表述，都概括了可靠性的四大要素：
　　
　　1、研究對象包括系統、機器、零部件等等。它可以是非常復雜的產品，也可以是一個簡單的零件。比如一個自動化控制的系統就包括了電磁閥，電磁流量計，磁翻板液位計等各種控制與測量儀表在內的一整套設備的的協同作業。
　　
　　2、功能系指零部件、系統的預期功能，即它應實現的使用目的。功能，如電燈泡的照明功能，汽車的運行功能等。如果對象在實際使用中，不能實現規定的功能時，就稱為研究的對象發生失效或功能故障，反之則稱為對象可靠，能正常工作。
　　
　　3、規定條件包括環境條件、維護條件及使用條件。環境條件，如環境溫度、濕度、振動、潤滑狀況等；維護條件，如能否維修保養、維修條件、使用者的技術水平等；使用條件，如使用方法、使用頻率等。對象如果超載運行、誤用、操作不當或故意的破壞行為等情況均會產生對象的功能故障，故研究對比可靠性必須規定條件。
　　
　　4、規定時間是指對象的工作期限，或經濟壽命期（ELT），可以用時間表示，也可以隨對象的不同采用諸如次數、周期、距離等表示。例如，滾動軸承的工作期限用時間，車輛的工作行程用公里數，齒輪的壽命用應力循環次數表示。
　　
　　二、可靠性的評價尺度
　　
　　1、可靠性的評價指標是為了評價機械零部件、機器、系統等的可靠性、對可靠性而制定并量化的衡量指標。
　　
　　2、儀表可靠性的衡量指標主要有：可靠度、故障率、平均壽命、維修度，有效度、重要度等。
　　
　　3、儀表可靠性的衡量指標具有以下特點：
　　
　　（1）可靠性尺度具有多指標性。在不同的場合和不同的情況下，可用不同的指標來表示系統的可靠性。
　　
　　（2）可靠性尺度具有隨機性。研究對象在規定的時間內保持正常功能的可靠性是隨機的，一般用概率方法進行定量衡量。
　　
　　（3）可靠性具有定量表示的時間性，即定量指標多是時間的函數。
　　
　　三、衡量指標概論
　　
　　1、可靠度
　　
　　與可靠度對立的就是不可靠度，它表示零部件或系統的不可靠程度：，可靠度與不可靠度存在下述關系，即R（t）與F(t)互補：R（t）+F（t）=1。
　　
　　2、故障率
　　
　　故障率系指零件、產品、系統工作到t時刻后在單位時間內故障的概率，它反映了研究對象在任一瞬時故障概率的變化趨勢。
　　
　　設有N個零件，從t=0開始工作，到時刻t時故障總數為n(t)，則殘存數N－n(t)，又設在(t+△t)時間內又有△n(t)個零件故障，則定義時刻t的故障率為：，故障率與可靠度的關系為：。通過浴盆曲線我們不難發現故障的三個特征時間期：
　　
　　(1)早期故障期：系統一開始工作時故障率較高，但隨工作時間的增長呈下降趨勢。通常是由于設計、制造、工藝缺陷或檢驗等原因引起的，它可以通過篩選、檢驗、強化試驗等方法加以排除。
　　
　　(2)隨機故障期：系統故障率很低且在數值上基本保持恒定，故障處于*不可預測的狀態。零部件或系統的故障是由偶然原因所引起的，這一時期是零部件或系統的正常工作時期，因此我們總希望其故障率低且持續時間長。
　　
　　(3)耗損故障期：系統故障率隨時間逐漸上升，且上升趨勢較快，此種形式多見于機械零件的磨損壽命。該類型的故障是由零部件或系統的耗損與老化所引起的，一般可以通過“事前維修”來加以防止。
　　
　　3、平均壽命
　　
　　平均壽命對不可修與可修的零部件或系統其含義不同。可修系統和不可修系統平均*工作時間表述各有不不同，但都可歸納為：平均壽命等于所有零件的總工作時間除以總的故障次數。
　　
　　4、維修度
　　
　　維修度系指可修的系統、機器或零部件等在規定的條件下和規定的時間內完成維修的概率，用M(t)表示。
　　
　　維修度與可靠度相對比知它們均是時間的函數，且都是用概率來度量的，用曲線的形式表達。但它們之間具有不同點，即維修度還與人的因素有關，一般地維修度受到以下三個因素的影響。
　　
　　（1）受承受維修設備的影響，即結構設計上故障發生是否容易發現和易于排除。
　　
　　（2）維修技術人員水平的高低。
　　
　　（3）維修條件，即設備維修與工具的*性及是否齊備。
　　
　　5、平均維修時間
　　
　　現場維修時間包括預防維修時間、維修準備時間和修復性維修時間，其平均值稱為平均維修時間。修復性維修時間也稱為維修時間，它是故障診斷時間和修理時間之和。MTTR的定義為：在規定的維修條件下和規定的維修時間內，機械系統在某一規定的維修級別上，維修時間總和與維修故障總數之比。當已知機械系統維修度分布密度函數m(t)時，MTTR由下式計算：。當維修時間分布函數已知且服從指數分布，MTTR為一常量。一般研制中的系統只考慮平均維修時間，這也是系統的固有特性。
　　
　　6、有效度
　　
　　有效度是將可靠度與維修度綜合起來的一個可靠性評價尺度。它表示系統、機器或零部件在規定的使用條件下使用時，在任意時刻正常工作的概率。
　　
　　一般地對可修產品的可靠度，若發生故障但因能在規定的時間內修復后又能正常工作，從而使系統、機器或零部件處于正常工作的概率增大。系統長時間使用的平均有效度可以用時間系數加以表示，即有效地等于可工作時間除以可工作時間與故障停機時間之和。
　　
　　7、重要度
　　
　　重要度是指系統或機器的某構成部份發生故障時，能引起系統或機器發生故障的概率，可用下式表示：重要度，當E=1時，表示該構成部分
　　
　　發生故障時，系統必將喪失工作能力；當E=0時，表示該構成部分發生故障時，不影響系統正常工作；當E在（0，1）區間變化時，表示該構成部分發生故障時，系統以相應的概率發生故障。
　　
　　目前，隨著生產自動化的不斷加快，可靠性研究也變得越來越重要，提高儀表研究水平，對促進生產，減少損失將發揮著重要作用。(本文由潤中儀表科技有限公司整理發布，