二、技术的可靠性评价编

如果夏天对淋浴用防滑垫进行功用性测试，发现其具有较好的防滑效果，满足了功用性要求，可是到了寒冷的冬天，却发现组成防滑垫的材料性质发生了变化，失去了防滑效果。

可见仅有功用性评价是不够的，还需要对产品的可靠性进行评价。可靠性体现在产品在一定时间和特定条件下无故障地实现其规定功用性的能力，如图4-18所示。

可靠性：一定时间、无故障、特定条件、规定功用

图4-18　可靠性评价

1．一定时间

随着使用时间增加，产品出现故障的概率增加，可靠性下降，因而产品的可靠性量度必须规定一定的使用时间。如一把锁，刚出厂和出厂三年后的故障率是不一样的。因而产品出厂前一般需进行老化试验。

2．特定条件

随着环境和工作条件的改变，产品的可靠性会有所变化。例如，在某些酷热高温天气下，空调可能无法正常工作；同一型号的发动机在青藏高原运行，其可靠性与在上海会有较大不同；同一型号的新能源汽车，其续航里程在夏天和冬天也是不一样的。因此，产品也需要进行极端条件下的试验及破坏性试验。

3．规定功用

规定功用指产品必须具备的功能及其技术指标。所要求功能的多少及其技术指标的高低，直接决定了产品可靠性指标的高低。例如，电风扇的主要功能有转叶、摇头和定时，是三个功能都要满足，还是只考虑叶片能转即可，其所得的可靠性评价结果是不同的。

4．无故障

无故障要求在实现规定功用性的同时，不引起本身或者其他方面的故障。

拓展阅读

可靠性评价可以使用概率指标或时间指标来衡量，如可靠度、失效率、平均无故障工作时间等，如图4-19所示。

可靠度：产品的可靠度是指产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的概率，是可以量化的指标。

失效率：也称故障率，用希腊字母λ （t）表示，是一个工程系统或产品失效的频率，单位通常用失效次数/小时。

平均无障碍工作时间：即产品在操作使用或测试期间的平均连续无故障工作时间。

图4-19   典型故障曲线（浴盆曲线）示意图

在某些情况下，可靠性低的产品会引起安全问题，造成的危害甚至是致命的，因而可靠性评价不可忽视。

案例

“挑战者”号事故及费曼的冰水试验

美国东部时间1986年1月28日上午11时39分，在美国佛罗里达州肯尼迪航天中心上空刚起飞73s的挑战者号航天飞机发生解体，机上7名人员全部遇难。事发后，美国宇航局成立了事故调查委员会，诺贝尔物理学奖获得者费曼教授应邀参与，他发现事故原因为右侧固体火箭助推器的O型环密封圈在低温下失效所致。航天飞机发射当天清晨，地面温度仅为29℉（约-1.67℃），而该O型环在温度低于53℉（约11.67℃）时，其韧性就会发生显著变化。

火箭上的每个O型环都经过了耐热的特别设计，但唯独对低温寒冷环境没有特别考虑。在一次面向公众的电视直播会议上，费曼用尖嘴钳将O型环变形后，置于冰水中，一段时间后取出，发现此时的O型环失去韧性，无法复原。这说明在此条件下O型环性能的可靠性降低。

讨论&交流

1．通过阅读上述案例，体会可靠性评价的重要性，并与身边的同学讨论一下你所理解的可靠性评价。

2．在功用性评价的思考与讨论中已得出结论，铅笔满足功用性要求，可以作为太空笔使用，而普通的圆珠笔和水笔则无法满足条件。请你再从产品可靠性的角度来评价一下，铅笔是否真的可以作为太空笔供宇航员使用？

3．通过检索查阅，再列举一些由于产品可靠性而导致重大安全问题的实例。