可靠性分配及其应用
可靠性分配
解
R衣* 面 R胶* 囊 R拉* 链 3 RS* 3 0.9987 0.99957
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2020/3/30
Reliability Allocation
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可靠性分配—评分分配法
➢ 评分分配法
– 评分分配法，是通过有经验的设计人员或专家对影响可靠性的几种因 素评分，对评分进行综合分析而获得各单元产品之间的可靠性相对比 值，根据评分情况给每个分系统或设备分配可靠性指标。
– 有约束分配法
• 拉格朗日乘数法 • 动态规划法 • 直接寻查法
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可靠性分配—等分配法
这是在设计初期，即方案论证阶段，当产品定义并不十分清晰时所采用的
最简单的分配方法，可用于基本可靠性和任务可靠性的分配。
等分配法的原理是对于简单的串联系统，认为其各组成单元的可靠性水平
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Reliability Allocation
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可靠性分配目的、用途与分类
• 可靠性分配目的与用途
– 可靠性分配的目的就是使各级设计人员明确其可靠性 设计要求，根据要求估计所需的人力、时间和资源， 并研究实现这个要求的可能性及办法。
– 同性能指标一样，是设计人员在可靠性方面的一个设 计目标
– 主要在方案论证阶段及初步设计阶段进行，也是一个 反复迭代的过程，且应尽可能早实施。
• 可靠性分配的分类
– 可靠性分配包括：
• 基本可靠性分配 • 任务可靠性分配 • 这两者有时是相互矛盾的，提高产品的任务可靠性，可能合
降低是基本可靠性，反之亦然。因此，在可靠性分配时，要 两者之间的符合权衡，或采取其他不相互影响的措施。
可靠性预计和分配的作用原理及预期效益
可靠性预计和分配的作用原理及预期效益为促进电子信息产业的发展，从根本上提高我国电子产品的整体可靠性水平，增强国际竞争力，务必开展与国防建设、国计民生密切相关的电子产品在方案论证、设计阶段的可靠性预计与分配工作。
其作用原理及预期效果体现在以下几个方面：一、可靠性预计、分配是产品可靠性指标得以实现的基本保证开展可靠性预计和分配工作，是确保设计、生产具备规定可靠性指标产品的指导性和基础性工作。
首先将产品可靠性指标自上而下逐级地分配到产品的各个层次，借此落实相应层次的可靠性要求，并使整个与各部分之间的可靠性相互协调。
尽量做到既避免出现薄弱环节又避免局部“质量过剩”而带来浪费。
可靠性预计则是自下到上地预计产品各层次的可靠性参数，判断各层次设计是否满足分配的可靠性指标。
只有各层次的可靠性分别达到分配的要求，才能保证产品可靠性指标得以实现。
对未达到分配指标要求的设计，则能发现其可靠性薄弱环节、设计上的隐患及提供选择纠正措施的指南，并依此改进设计直到满足指标要求为止。
二、可靠性预计是提高电子信息产品行业质量与可靠性水平，增强国际竞争力的需要显然，借助可靠性预计技术标明产品可靠性指标，将有利于创立名牌和增强国际竞争力。
不言而喻，用户不光需要物美价廉的产品，而且更要求产品安全可靠、经久耐用。
因此，产品标明可靠性指标则好让用户选购放心、使用安心。
八十年代以来，我国在电视机行业规定了创优的可靠性指标，它对促进电视机质量的提高和开拓市场方面成效卓著。
然而，对于贵重而复杂的设备或有很高可靠性指标要求的产品，由于技术、费用成本及时间方面的限制，则不可能像电视机那样可通过统计试验来验证其可靠性指标。
对此，必须尽早借助可靠性预计和分配技术，在产品设计阶段“设计进”规定的可靠性指标。
即必须通过开展可靠性预计和分配工作尽早来落实产品的可靠性指标，而不是靠产品既成之后的抽样统计试验结果。
出于市场竞争的需要，先进国家产品多标有可靠性指标，如美国的通信类设备都标明其可靠性指标，但此指标绝大多数不是试验结果，而是可靠性预计结果或现场统计结果。
4可靠性分配
1、串联系统：
系统的可靠度：
n
Rs R1R2 Rn Ri R0n 9 2 i 1
单元的可靠度：
R0
R1/ n s
93
R0 R1 R2
Rn 9 4
串联系统的可靠度一般取决于系统中最薄弱的
子系统的可靠度。因此，其余分系统的可靠度取
值再高也是毫无意义的。居于这种考虑，各子系
统应取相同的可靠度进行分配。
在分配种若发现了薄弱环节，应改进设计 或更换零件，随后又重新预测、重新分配， 直到主观与客观同一为止。
可靠性预计与可靠性分配都是可靠 性设计分析的重要环节，两者相辅相成， 相互支持。前者是自下而上的归纳综合 过程，后者是自上而下的演绎分解过程。 可靠性分配结果是可靠性预计的目标， 可靠性预计的相对结果是可靠性分配与 指标调整的基础。在系统设计的各个阶 段均要相互交替反复进行多次。
第二章 可靠性分配
• 汽车可靠性分配的目的和作用 • 汽车可靠性分配原则 • 汽车可靠性分配方法 • 应用实例分析
第二章 可靠性分配
§2-1汽车可靠性分配的目的和作用
一 、可靠性分配的定义：
根据系统设计所确定的汽车可靠性指标值， 合理地将指标分配于系统各组元（总成、零部件） 的设计过程，称为汽车可靠性分配。
（3）通过可靠性分配，有利于加强设计部门间
的联络和配合。
帮助设计者了解汽车总成及零部件的可靠 性与汽车系统可靠性之间的关系，使之心中 有数，减少盲目性，明确设计的基本问题； 通过可靠性分配，容易暴露汽车系统的薄弱 环节，为改进设计提供途径和依据。
(4）通过可靠性分配，有利于增强设计者的全 局观念。
全面衡量汽车系统的质量、费用及性能等因 素，以获得汽车系统设计的全局效果。
第四讲可靠性预测和分配
解：分配方法是，先按上述步骤1和2求出各单元的预计可靠度 R i 列 于表第二列，第三列列出了相应F i 的预计失效概率F i ,这些预计失效 概率之和为0.20。因此预计失效概率为0.002的第一个单元分配到 的容许失效概率为
根据逻辑图，要把另1个随机数输入到框图的下一单元B,新的随机数 便决定这一单元的成功或失效。
第四讲 可靠性预测和分配
如果对单元A发出的随机数大于0.80,但他还有并联 单元C,给单元C发出一个随机数,与该单元的可靠度比 较后,确定其成功或失效。若失效,而系统又没有其他并 联单元了,则表示系统失效。上述过程一结束,记下失效 次数。若成功,则又对单元B发出新的随机数,与B单元 可靠度比较成功后,则表示系统成功,记下成功次数。这 个过程要反复进行到要求的试验次数N为止。进行模拟 的次数越多,预计值越接近实际情况。下图为蒙特卡洛 法的计算机程序流程图。
实现，可以只将低可靠度的单元按等分配法进行再分配，为此，
将各预测值按由小到大的次序编号，则有：
R 1R 2...R .m .....R .n ..
令 R1=R2=……=Rm
当
Rm [
RS
n
1
]m
Rm1
i m1Ri
时
第四讲 可靠性预测和分配
可令：
R 1 R 2 ...... R m
R m 1 R m 1
3）蒙特卡洛法（monte carlo) 蒙特卡洛法是用随机抽样方法，根据可靠性框图进行可靠性预测。概率论
中大数法则表明：样本量越大，样本均值作为母体均值的估计就越精确 。从随机数表中任意抽取一组随机数，均在0.01到1.00之间，将这些随 机数分别与系统中各单元无故障工作概率Pi或可靠度Ri进行比较，并规 定：某一随机数等于或小于Pi，则第i单元是工作的，否则应定为失效。 对系统中每个单元都进行这样的比较，以确定系统中每个单元的工作状 态，再根据系统的逻辑图来确定系统是成功或失败，如此相当于完成一 次对系统的随机抽样试验。这样的试验次数n至少要统计100次，然后 统计系统完成任务的次数s，则系统可靠度预测值可以用下式估计：
可靠度分配
Q D = QE = 0.005 = 0.0707, 即得分配的结果为 : A, B, C 的可靠性为 : 1-0.005=0.995; D,E 的可靠性为 : 1-0.0707=0.9293; （当各组成单元的预计失效概率较大时的可靠性分配） 对于串联系统，组成单元失效分布均服从指数分布的情况。 λ sy = λ1 y + λ2 y + L + λ ny
E
2
B3
7
C3
求 A 到 E 的最短距离 (用逆推法 ), 令各阶段目标函数 (距离 ) 为 f n ( s ) , s 为状态变量, x n 为决策变量 , f n ( s) = xn . 第一阶段: f 1 ( D1 ) = 1 (从 D1 到终点 E 的距离等于 1), f 1 ( D2 ) = 2 .
* (2). 给定系统可靠性为 RS ; 使所需的努力总代价为最小 . 努力代价函数 G ( x, y ) 满足一定(常规 )的条件, 即 ( y > x ≥ 0) . (a). G ( x, y) ≥ 0; (b). G ( x, y ) ≤ G ( x, y + ∆y ), ∆ y > 0; G ( x, y ) ≥ G( x + ∆x, y ), ∆x > 0 ; (c). G ( x, y ) + G ( y, z ) = G ( x, z), x < y < z ; (d). 及其它性质 . 问题的数学形式 : n Min G ( R i , Ri* ), ∑ i =1 s.t . n R * ≥ R* , * * to find R1* , R2 ,L , R n S ∏ i i =1 * * 0 < R1* ≤ R2 ≤ L ≤ Rn ≤ 1, * R1 , R2 ,L , R n , RS are known values; R * ≥ R , i = 1,2,L , n. i i 可以证明, 这个最优化问题有如下的唯一解 :
可靠性分配理论及其应用
可靠性分配及其应用[摘要]可靠性分配是系统可靠性设计的重要任务之一，其结果直接影响系统的设计方案。
为了能快速获得在一定费用约束条件下的可靠性优化分配结果，减少分配过程中的主观因素，建立了可靠性预计值的可靠性分配模型，并设计了新的编码方式和新的变异率调整模型，使改进后的遗传算法能用于求解复杂系统的可靠性分配问题。
最后给出导弹武器可靠性分配的计算实例和结果分析。
0 引言可靠性分配是可靠性设计的重要任务之一，是把系统设计任务书中规定的可靠性指标，由上到下、由大到小、由整体到局部，按一定的分配方法分配给组成该系统的分系统、设备及元件。
通过可靠性指标的分配，可以从技术、人力、时间、资源各个方面分析各部分指标实现的难易情况，从而使系统各层次的设计人员明确各自的设计目标，为指标监控和采取改进措施提供依据。
对复杂系统来说，为使可靠性分配方案更为合理，要综合考虑系统各组成单元间在重要度、复杂度、技术发展水平、工作时间和环境条件等方面的不同，进行可靠性优化分配的实质就是综合以上各方面因素，在一定的分配原则下，得到合理的可靠性分配值的优化解。
1 可靠性分配的定义所谓系统可靠性分配就是要求系统在定义体系结构的时候，设法将系统分解成部件(子系统或模块)，并且为了保证各部件的设计时间、难度、风险大致相等，必须根据系统可靠性要求，确定各模块的可靠性，以保证使得系统开发费最低。
从可靠性分配的定义可以看出，可靠性分配要求在系统生存周期的定义阶段就进行，即在系统的可行性论证、需求分析、初步设计、详细设计阶段进行。
随着系统设计的深入，我们可以得到更多的相关信息，从而使可靠性分配结果也越来越趋向合理。
比如在可行性论证阶段，因为此时系统的相关信息较少，所以我们可以根据类似产品运用类比法进行可靠性初步分配;而到详细设计阶段，由于可以获得系统复杂性、操作剖面等一些信息，我们就可以用更好的分配方法(如基于操作剖面的可靠性分配法)使结果更加精确。
产品可靠性分配方法研究
产品可靠性分配方法研究
产品可靠性分配是指将产品可靠性指标分配给各个部件或子系统，以保证整个产品系统具有足够的可靠性。
产品可靠性分配是保
证产品质量和可靠性的重要步骤，也是产品设计过程中的关键环节
之一。
产品可靠性分配方法有很多种，下面介绍其中几种常用的方法：
1. 直接分配法：直接将产品可靠性要求分配给各个部件或子系统，这种方法适用于产品结构简单、各部件的可靠性指标已知或易
计算的情况。
2. 经验分配法：通过历史数据或类似产品的可靠性水平，对各
部件或子系统的可靠性指标进行经验分配，这种方法适用于产品结
构复杂、缺乏相关可靠性数据的情况。
3. 权重分配法：根据各部件或子系统对整个产品可靠性的贡献
程度，给出相应的权重，再将产品可靠性要求按权重分配给各部件
或子系统，这种方法适用于产品结构复杂、各部件或子系统的重要
性不同的情况。
4. 故障模式影响分析法：通过分析各部件或子系统的故障模式
及其影响，评估各部件或子系统的可靠性指标，然后将产品可靠性
要求分配给各部件或子系统，这种方法适用于产品结构复杂、各部
件或子系统之间相互影响的情况。
总之，选择合适的产品可靠性分配方法，能够为产品质量和可
靠性的保证提供有力的保障。
武器装备的可靠性再分配方法及应用探讨
一
ⅡＲ
以及它们组 装 的难易 程度 来评 定 。复 杂度 高 的系 统评 高
分 ， 之评 低分 。 反
（ ） 窖
ⅡＲ
一
（ ６ ）
ｋ＋ｌ ０
２ ）技术发展水 平 。根据 历史 数据 和经 验评定 设 备发 生故障 的可能性 ， 系统的技术 发展水 平按 组成 系统 的各 分
２ ２ １ 专 家评 分 法 ．．
如果 Ｒ ＜聪 （ 定 的 可 靠 度 指 标 ） 即所 设 计 的 系 统 ｓ 规 ，
不能满足规定 的可靠 度指标 的要求 ， 么就需 要进一 步改 那 进原设计 以提高其 可靠度 ， 也就 是要对各 分 系统 的可靠性
指标进行再分配 。 根 据 以往 的经 验 ， 靠 性 越 低 的 单 元 （ 系 统 ） 进 起 可 分 改 来 越 容易 ， 之 则 困 难 。因此 ， 小 工 作 量 算 法 的基 本 思 想 反 最
加研制费用 ；
４ ）对 于 处 于 恶 劣 环 境 条 件 下 工 作 的 产 品 ， 分 配 较 低 应
的可靠性指标 。因为恶劣 的环境会增加产 品的故障率 ； ５ ）当把可靠度作为分配参数时 ， 于需 要长期 工作 的 对 产品， 应分配较低的可 靠性指标 。因为 产 品的可靠 性随着 工作 时间的增加而降低 ； ６ ）对于重要度 高 的产 品， 分配 较高 的可靠 性指 标 。 应 因为重要 度高 的产 品的故 障会 影 响人 身安 全或 任 务 的完
权衡再分配 。
２ ）对 于 复 杂 度 高 的 分 系 统 、 备 等 ， 分 配 较 低 的 可 设 应
靠性指标 ， 因为产 品越 复杂 ， 其组 成单 元就走 越多 ， 达到 要
可靠性预测和分配详解
可靠性预测和分配详解什么是可靠性预测和分配可靠性预测和分配是在工程领域中广泛应用的方法，用于评估和预测产品或设备在特定条件下的可靠性，以及将可靠性信息分配到不同组件或系统上。
可靠性预测和分配在新产品的设计和开发阶段尤为重要，因为它可以帮助制定测试和维修计划，减少设备停机时间，提高效率和降低成本。
可靠性预测可靠性预测是一种根据过去的测试数据或经验数据预测产品或设备在未来运行中的表现的方法。
可靠性预测通常包括以下步骤：• 收集数据–从过去的测试和运行中收集到与产品或设备有关的数据。
• 数据清洗和分析–通过统计分析、可靠性建模和其他数学方法，确定与产品或设备有关的因素，并对数据进行清洗和分析。
• 建立模型–根据已分析的数据，建立数学模型来预测产品或设备的可靠性。
• 预测可靠性–利用建立的数学模型，预测产品或设备在特定条件下的可靠性。
可靠性预测的关键是正确收集和分析数据，并建立准确的数学模型。
如果数据不准确或模型不充分，预测的可靠性也会不准确。
可靠性分配可靠性分配是一种将可靠性信息分配到不同组件或系统上的方法，以确定每个组件或系统的贡献和重要性。
可靠性分配通常包括以下步骤：• 确定可靠性需求–确定整个系统或特定组件的可靠性需求。
• 确定组件或系统结构–确定系统的组成结构和组件之间的关系。
• 确定贡献和重要性–根据组件或系统的结构和可靠性需求，确定每个组件或系统的贡献和重要性。
• 分配可靠性–通过数学方法将整个系统可靠性分配到各组件或系统上，以确定每个组件或系统的可靠性目标。
可靠性分配的关键是准确地确定贡献和重要性，以及如何将可靠性分配到不同的组件或系统上。
如果贡献和重要性不准确，或者分配不合理，最终的可靠性可能会受到影响。
可靠性预测和分配的应用可靠性预测和分配在工程领域中有广泛的应用，包括以下方面：• 产品设计和开发–可靠性预测和分配可以帮助制定测试和维修计划，减少设备停机时间，提高生产力和降低成本。
• 维修和保养–可靠性预测和分配可以帮助制定维修计划，准确预测系统或组件的故障率，以及优化维修时间和成本。
第5章可靠性预计与分配
第5章可靠性预计与分配第五章可靠性预计与分配可靠性预计和分配是产品可靠性设计中的两个重要内容。
可靠性预计是在设计阶段对系统可靠性进⾏定量的估计，它是根据历史的产品可靠性数据、系统的结构特点和构成，以及系统的⼯作环境等因素来估计组成系统的部件及系统可靠性。
系统的可靠性预计是根据组成系统的元器件或零部件的可靠性来估计的，是“⾃下⽽上”进⾏的。
在设计时，如何把规定的可靠性指标合理地分配给组成产品的各个单元，再将分配给各单元的可靠性指标合理地分配到组建、零部件，包括接插件和焊点等，这就是可靠性分配。
可靠性分配是⼀个⾃上⽽下，由⼤到⼩，从整体到局部，逐步分解，将系统可靠度到分配组建、零部件中，它是⼀个演绎分解过程。
5.1 可靠性预计根据产品的功能结构及其相互关系，它的⼯作环境以及组成产品的零部件（或元器件）的可靠性数据，推测该产品可能达到的可靠性指标，这种技术称为可靠性预计。
可靠性预计是在规定的性能、费⽤和其它计划的条件（如重量、体积等）约束条件下进⾏的，从研究产品的设计⽅案开始，到样机制造、试⽣产阶段，都必须反复进⾏可靠性预计，以确保产品满⾜可靠性指标的要求。
否则在产品研制成功后，可能因为未能采取必要的可靠性措施⽽达不到可靠性指标的要求，或因所采取的措施带有很⼤的盲⽬性，⽽导致经济和时间上的重⼤损失。
5.1.1 可靠性预计的⽬的和⽤途可靠性预计是为了估计产品在给定⼯作条件下的可靠性⽽进⾏的⼯作，可靠性预计的⽬的和⽤途主要是：1. 评价是否能够达到要求的可靠性指标，预测产品的可靠度值；2. 在⽅案论证阶段，通过可靠性预计，⽐较不同⽅案的可靠性⽔平，为最优⽅案的选择及⽅案优化提供依据；3. 在设计中，通过可靠性预计，发现影响系统可靠性的主要因素，找出薄弱环节，采取设计措施，提⾼系统可靠性；4. 为可靠性增长试验、验证及费⽤核算等提供依据；5. 为可靠性分配奠定基础。
可靠性预计的主要价值在于，它可以作为设计⼿段，为设计决策提供依据。
《可靠性分配》课件
可靠性高的产品能够提高客户的满意度和忠诚度 ，从而增加企业的市场份额和竞争力。
可靠性分配的历史与发展
早期发展
早期的可靠性分配方法比较简单，主 要依靠工程经验和判断。
当前趋势
目前，可靠性分配已经成为产品设计 阶段的重要环节，许多专业软件工具 被开发出来，用于辅助进行可靠性分
配。
进一步发展
多目标问题
总结词
可靠性分配往往是一个多目标问题，需要同时考虑多个相互冲突的目标，如可靠性、成 本、时间等。
详细描述
在可靠性分配中，我们通常需要考虑多个目标，如设备的可靠性、成本、响应时间等。 这些目标之间可能存在冲突，例如提高设备的可靠性可能会导致成本增加或响应时间延 长。因此，我们需要采用多目标优化方法，综合考虑各个目标，找到最优的可靠性分配
靠性。
可靠性分配的方法包括比例法、评分法、工程判 03 断法等，具体方法的选择应根据实际情况和需求
来确定。
可靠性分配的重要性
01 提高产品质量
通过可靠性分配，可以确保各个组成部分的可靠 性，从而提高整个产品的质量。
02 降低维修成本
通过合理的可靠性分配，可以减少维修和更换部 件的频率，从而降低维修成本。
模型误差
总结词
模型误差是指模型预测结果与实际结果 之间的差异。在可靠性分配中，模型误 差可能导致不准确的可靠性预测。
VS
详细描述
模型的建立基于一定的假设和简化条件， 这可能导致模型无法完全准确地反映实际 情况。此外，模型的参数和变量也可能存 在误差或不确定性，进一步影响模型的预 测准确性。为了减小模型误差，可以采用 更复杂的模型、增加数据量、提高数据质 量等方法。
个设备的性能和寿命。
第三节可靠性分配
第三节 可靠性分配
优点：考虑了各部件的复杂性、重要程度和工作时间等差别，明确考虑了部件和系统失效之间的关系。 特征：串联系统，单元失效，系统失效，部件工作时间等于系统工作时间。
分配原则： 设整个系统可靠度为R，按等同分配法，Ai部件可靠度
优点：考虑部件得重要度。
故最后分配给第I分系统的可靠度为
假设：各部件互不相干，串联系统，系统可靠度已知为R。 则第i个分系统组件有ni单元,则分配给第I个分系统的失效率 实质是某个部件的失效率占整个系统失效率的比例，故该法也叫按比例分配法
假设：各部件互不相干，串联系统，系统可靠 分配原则：分配给每个部件的失效率正比于预测的失效率，即预测失效率大，分配给它的失效率也大；
R i( ti) e iti 1 iti
n部件Ai重要度为 i
则系统分配给Ai的可靠度 Ri*(ti )
R i * ( t i) e i i t i 1 ii Ri*(ti)eiiti
n设整个系统可靠度为R，按等同分配法，Ai部件 可靠度
工作时间等于系统工作时间。
二、可靠性分配的方法
n方法要点：
n假定系统为串联系统，n个部件失效率为常数，
系 容统 许的 失容 效许率失计效算率步为骤如下，：则s 分配到各单元的
n（1）根据过去的统计资料或手册确定出部件 的预测失效率(基本失效率）
i bi
n（2）依 i 定出作失效率分配时应赋予各个部件得 加权因子 i （其实就是百分比），因子计算方法
3、AGREE分配法 （3）计算出各部件分配的容许失效率
A2工作10小时的重要度、组件数和A4工作12小时的重要度、组件数分别为 缺点：未考虑元件已有的预计值（及再分配问题）;未考虑各单元的重要度，复杂程度； （1）根据过去的统计资料或手册确定出部件的预测失效率(基本失效率）
系统可靠性分配报告
项目名称系统靠谱性分派报告编制：___________________ 审核：___________________ RAMS 经理： ___________________ 技术经理：___________________目录1.概括 (3)2.靠谱性建模 (3)3.靠谱性指标分派 (3)3.1 靠谱性指标分派方法 (3)3.2 靠谱性指标分派原则 (4)3.3 系统的靠谱性分派 (6)1.概括202.靠谱性建模203.靠谱性指标分派靠谱性分派即依据项目技术协议中规定的靠谱性指标，依照必定的方法合理的分派到各个子系统功能模块或部组件，确立单薄环节，采纳有效的举措改良设计，进而保证各部组件、各分系统以及全系统达到靠谱性指标要求。
靠谱性分派时一个自上而下，由大到小，从整体到局部，逐渐分解，分派到各分系统，设施和元器件的过程。
靠谱性分派的目的是使各级设计人员明确其靠谱性设计要求，依据要求估计所需的人力、时间和资源，并研究实现这个要求的可能性及方法。
3.1 靠谱性指标分派方法靠谱性分派中采纳了评分分派法。
该分派方法是经过有经验的设计人员或专家对影响靠谱性的几种要素评分，并对评分值进行综合分析以获取各单元产品之间的靠谱性相对照值，再依据该比值给每个分系统或设施分派靠谱性指标。
它合用于具备必定的人员技术素质基础，能够发挥人员的主观能动性，发挥人员的工程经验，并使评分结果拥有必定的收敛性。
3.2 靠谱性指标分派原则①关于复杂度高的分系统、设施等，应分派较低的靠谱性指标。
由于产品越复杂，其构成单元就越多，要达到高靠谱性就越困难而且更加花钱。
②关于技术上不行熟的产品，分派较低的靠谱性指标。
关于这类产品提出高靠谱性要求会延伸研制时间，增添研制花费。
③关于处于恶劣环境条件下工作的产品，应分派较低的靠谱性指标。
由于恶劣的环境会增添产品的故障率。
④当把靠谱度作为分派参数时，关于需要长久工作的产品，分派较低的靠谱性指标。
可靠性分配及其应用
可靠性分配及其应用摘要：可靠性分配是系统可靠性设计的重要任务之一，其结果直接影响系统的设计方案。
为了能快速获得在一定费用约束条件下的可靠性优化分配结果，减少分配过程中的主观因素，应该通过多种方法，建立了科学、高效的可靠性分配模型。
关键字：可靠性分配；系统；故障率0 引言可靠性分配是可靠性设计的重要任务之一，是把系统设计任务书中规定的可靠性指标，由上到下、由大到小、由整体到局部，按一定的分配方法分配给组成该系统的分系统、设备及元件。
通过可靠性指标的分配，可以从技术、人力、时间、资源各个方面分析各部分指标实现的难易情况，从而使系统各层次的设计人员明确各自的设计目标，为指标监控和采取改进措施提供依据。
[1]对复杂系统来说，为使可靠性分配方案更为合理，要综合考虑系统各组成单元间在重要度、复杂度、技术发展水平、工作时间和环境条件等方面的不同，进行可靠性优化分配的实质就是综合以上各方面因素，在一定的分配原则下，得到合理的可靠性分配值的优化解。
1 可靠性分配的定义所谓系统可靠性分配就是要求系统在定义体系结构的时候，设法将系统分解成部件(子系统或模块)，并且为了保证各部件的设计时间、难度、风险大致相等，必须根据系统可靠性要求，确定各模块的可靠性，以保证使得系统开发费最低。
从可靠性分配的定义可以看出，可靠性分配要求在系统生存周期的定义阶段就进行，即在系统的可行性论证、需求分析、初步设计、详细设计阶段进行。
随着系统设计的深入，我们可以得到更多的相关信息，从而使可靠性分配结果也越来越趋向合理。
[14]比如在可行性论证阶段，因为此时系统的相关信息较少，所以我们可以根据类似产品运用类比法进行可靠性初步分配;而到详细设计阶段，由于可以获得系统复杂性、操作剖面等一些信息，我们就可以用更好的分配方法（如基于操作剖面的可靠性分配法）使结果更加精确。
事实上，可靠性分配还可以在开发阶段根据需要进行调整。
[2]目前，几乎所有的可靠性模型都用于测试操作阶段，是在完成产品开发初始阶段后用来估计系统可靠性的模型，也就是说至少要在完成定义阶段后才能被使用。
系统可靠性分配
系统可靠性分配系统可靠性分配⼀、概述系统可靠性分配是系统可靠性设计的主要内容之⼀。
它是根据⼀定的原则和⽅法，将系统可靠性指标⾃上⽽下逐级分配到下属各级产品的过程，也是⼈⼒、物⼒、财⼒合理试⽤的过程。
可靠性指标分配的⽬的在于将可靠性指标层层落实，使各级设计者明确⾃⼰的⽬标以便采取响应的措施，将可靠性设计进去。
对可靠性指标进⾏合理分配必须吃透两头：⼀头是对全局深刻了解，另⼀头是充分了解各个局部的特点。
了解全局主要包括：⽤户对可靠性的⽬前要求及潜在要求，与可靠性相关的各种约束条件，例如性能要求、尺⼨、重量、进度、成本、维修要求等。
了解局部主要包括：下属产品技术难度，所含新技术⽐例；⽬前能达到的可靠性⽔平；提⾼可靠性的必要性及可能性；局部在全局的地位，是否是薄弱环节等。
可靠性分配与可靠性预计之间可以起到相辅相成的作⽤。
建⽴在可靠性预计基础上的分配将会使这种分配更加合理。
因此，在可靠性分配前，硬⾸先做好可靠性预计⼯作。
可靠性分配应尽早进⾏才有意义，⼀般适⽤于⽅案论证阶段及设计阶段早期。
需要说明的是，在进⾏可靠性指标分配时，由于许多情况还不明朗，可供使⽤的信息有限，很难做到⼀次分配到位。
因⽽需要进⾏调整或再分配，即是说，可靠性分配是⼀个渐进、反复的过程。
⼆、可靠性分配的准则要是可靠性分配做到合理，必须⼀⽅⾯满⾜系统的可靠性指标要求和约束条件要求；另⼀⽅⾯要具有可⾏性。
为此，需遵循以下准则：⑴危害度愈⾼，可靠性分配值愈⾼；⑵⽆约束条件时，可靠性的分配值允许较⾼；⑶复杂程度⾼，可靠性的分配值应适当降低；⑷技术难度⼤，可靠性的分配值应适当降低；⑸不成熟产品，可靠性的分配值应适当降低；⑹恶劣环境条件⼯作的产品，可靠性的分配值应适当降低；⑺⼯作时间长的产品，可靠性的分配值应适当降低。
以上准则是从不同的⾓度，逐⼀陈述的，即只考虑了但因素。
实际分配中，系统所属产品往往是多因素的，在运⽤以上准则时要注意综合权衡。
三、可靠性分配⽅法的分类按可靠性的模型分，可分为基本可靠性分配和任务可靠性分配。
现代设计理论之可靠性分配方法简介
可靠性分配方法(一)等分配法（无约束分配法）等分配法（Equal Apportionment Technique ）是对全部的单元分配以相同的可靠度的方法。
按照系统结构和复杂程度，可分为串联系统可靠度分配、并联系统可靠度分配、串并联系统可靠度分配等。
（1）串联系统可靠度分配当系统中n 个单元具有近似的复杂程度、重要性以及制造成本时，则可用等分配法分配系统各单元的可靠度。
这种分配法的另一出发点考虑到串联系统的可靠性往往取决于系统中最弱的单元。
当系统的可靠度为s R ，而各分配单元的可靠度为i R 时因此单元的可靠度i R 为（2）并联系统可靠度分配当系统的可靠度指标要求很高（例如Rs>0.99）而选用已有的单元又不能满足要求时，则可选用n 个相同单元的并联系统，这时单元的可靠度远远大于系统的可靠度。
当系统的可靠度为s R ，而各分配单元的可靠度为i R因此单元的可靠度i R 为（3）串并联系统可靠度分配先将串并联系统化简为“等效串联系统”和“等效单元”，再给同级等效单元分配以相同的可靠度。
优缺点：等分配法适用于方案论证与方案设计阶段，主要优点是计算简单，应用方便。
主要缺点是未考虑各分系统的实际差别。
（二）按相对失效率和相对失效概率分配（无约束分配法）相对失效率法和相对失效概率法统称为“比例分配法”。
相对失效率法是使系统中各单元容许失效率正比于该单元的预计失效率值，并根据这一原则来分配系统中各单元的可靠度。
此法适用于失效率为常数的串联系统。
对于冗余系统，可将他们化简为串联系统候再按此法进行。
相对失效概率法是根据使系统中各单nini i s R R R ==∏=11/ 1,2,,ni s R R i n==（）11ns i R R =--（）1/11,1,2,,ni s R R i n=--=（）元的容许失效概率正比于该单元的预计失效概率的原则来分配系统中各单元的可靠度。
重要度是指用一个定量的指标来表示各设备的故障对系统故障的影响，按重要度考虑的分配方法的实质即是：某个设备的平均故障间隔时间（可靠性指标）应该与该设备的重要度成正比。
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可靠性分配及其应用摘要：可靠性分配是系统可靠性设计的重要任务之一，其结果直接影响系统的设计方案。
为了能快速获得在一定费用约束条件下的可靠性优化分配结果，减少分配过程中的主观因素，应该通过多种方法，建立了科学、高效的可靠性分配模型。
关键字：可靠性分配；系统；故障率0 引言可靠性分配是可靠性设计的重要任务之一，是把系统设计任务书中规定的可靠性指标，由上到下、由大到小、由整体到局部，按一定的分配方法分配给组成该系统的分系统、设备及元件。
通过可靠性指标的分配，可以从技术、人力、时间、资源各个方面分析各部分指标实现的难易情况，从而使系统各层次的设计人员明确各自的设计目标，为指标监控和采取改进措施提供依据。
[1]对复杂系统来说，为使可靠性分配方案更为合理，要综合考虑系统各组成单元间在重要度、复杂度、技术发展水平、工作时间和环境条件等方面的不同，进行可靠性优化分配的实质就是综合以上各方面因素，在一定的分配原则下，得到合理的可靠性分配值的优化解。
1 可靠性分配的定义所谓系统可靠性分配就是要求系统在定义体系结构的时候，设法将系统分解成部件(子系统或模块)，并且为了保证各部件的设计时间、难度、风险大致相等，必须根据系统可靠性要求，确定各模块的可靠性，以保证使得系统开发费最低。
从可靠性分配的定义可以看出，可靠性分配要求在系统生存周期的定义阶段就进行，即在系统的可行性论证、需求分析、初步设计、详细设计阶段进行。
随着系统设计的深入，我们可以得到更多的相关信息，从而使可靠性分配结果也越来越趋向合理。
[14]比如在可行性论证阶段，因为此时系统的相关信息较少，所以我们可以根据类似产品运用类比法进行可靠性初步分配;而到详细设计阶段，由于可以获得系统复杂性、操作剖面等一些信息，我们就可以用更好的分配方法（如基于操作剖面的可靠性分配法）使结果更加精确。
事实上，可靠性分配还可以在开发阶段根据需要进行调整。
[2]目前，几乎所有的可靠性模型都用于测试操作阶段，是在完成产品开发初始阶段后用来估计系统可靠性的模型，也就是说至少要在完成定义阶段后才能被使用。
这些模型共同回答了这样一个问题：“这系统有多可靠”。
模型的使用依赖于在系统初始阶段的分析和设计，因此，它们几乎对系统工程的设计、计划阶段没有产生任何影响。
可靠性分配模型是用来回答这样一个问题：“系统应该有多可靠”。
系统可靠性分配在计划、设计阶段为不同的产品部件在时间及工作量的分配上提供了指导，为开发管理提供了有效的控制工具并且把可靠性设计融入到系统之中，因此，这个阶段对系统后来的可靠性的影响是非常关键的。
[3]2可靠性分配理论与方法现状系统可靠性分配与系统可靠性工程中的另外两项工作—可靠性的预计、评价组成了整个系统可靠性的主要工作。
[4]以前系统可靠性研究的主要目的是评价和度量系统的可靠性和对系统的可靠性进行预测。
可靠性的预计、评价经过多年的发展，已经形成了一套相对较为成熟的理论，而系统可靠性分配研究是在近些年才发展起来的研究工作，所以系统可靠性分配相对于可靠性的评价和度量技术还显得不够成熟，还有待进一步完善。
[5]从国内外的发展状况来看，国内较国外相对落后。
目前，国外的系统工程界人士，如Musa、Fran等人己在影响可靠性分配的因素如操作剖面、收集历史数据的特性等方面有了一定的研究。
[6]Fatemehzahedi、MaryE.Helander等人也提出了一些可靠性分配方法并建立了相应的可靠性分配模型。
这些工作和方法总的特点是它们是在与实际工程经验相结合的基础上被提出来，具有较强的应用针对性，但同时也存在着模型使用范围受到限制的缺陷。
由于系统系统的复杂性，影响系统系统可靠性的因素众多且不确定，而它们又是应用分配方法的关键，所以国外的可靠性分配的研究领域还在不断的发展和完善之中。
[13]在国内，徐仁佐、杨晓青等专家也开展了相应的可靠性分配研究工作，如面向多用户的模块化系统系统的可靠性分配、系统可靠性指标分配的故障树分析法等在理论上都具有一定的创新性。
[7]但是由于国内系统业发展起步较晚，这方面工作还没有得到充分的重视，可靠性分配方法和模型方面的研究较国外相对要少。
一些方法因为同实际工程结合获得的经验较少，还缺乏在实际工程中的检验。
[9~10]由于系统工程是一个非常复杂的领域，而且系统的生产过程丰富多彩，因此到目前为止，己提出的许多可靠性分配模型，如同其它评价、预测系统可靠性模型一样，根据经验并没有一个普遍适用的分配模型。
[8]这些模型根据不同的影响因素，从不同的角度来建立，会产生一些分配模型对产品1比较适合，而对产品2并不适用的情况，也即没有在所有情况下都优秀的单个模型，因此有必要为实践者建立关于如何选择的标准。
3 可靠性分配方法分类目前，对于硬件可靠性的分配己有许多成熟的技术可以应用，但是对于如何进行系统可靠性的分配，相关的文献资料和技术报告不多见，特别是在军用系统设计及应用方面，还在不断摸索。
下面简要列出已有的的各种方法与技术及其优缺点：3.1快速分配法是借鉴功能类似的旧系统或旧模块的可靠性数据进行可靠性分配，该方法方便实用，需要有可借鉴的系统或模块的可靠性指标数据，对于新开发的系统系统，如没有参考数据，则此方法无法应用。
[12]3.2 等分法可用于顺序或并行执行的系统系统，优点是它非常简单，但是它没有考虑各模块之间的不同属性，如重要性、复杂性等的不同，只是单纯的平均分配，对于那些需要精确分配各部件可靠性指标的系统则无法采用。
[12]3.3基于故障率的分配方法先根据一种系统可靠性模型对系统系统在交付时的故障率进行估计，然后根据估计出的结果将故障率指标按一定的比例分配到各个模块中，但是估计和计算系统可靠性模型中各参数的值比较麻烦，且不容易找到一种合适的系统可靠性模型。
[12]3.4基于危险因子和复杂性因子的可靠性分配方法根据系统系统的危险性和复杂性将故障率分配到各个模块中去，过程比较简单，缺点是危险性因子的估计带有一定主观因素，复杂性因子的确定往往不容易得到。
3.5 AHP (Analytic Hierarchy Process)是一种基于功能概图的分配方法，它考虑了系统的开发成本，能在保证系统可靠性达到一定要求的条件下，节约开发资源，但是其算法比较复杂，而且功能概图的确定也具有一定的主观性，且功能概图的最后确定不是在系统设计阶段就能完成的，它需要多个反复才能最后确定，但系统的分配指标需要在设计阶段完成。
[12]3.6 基于故障树的分配方法是一种全新的思路，首先提出把故障树技术运用到可靠性分配中去，创建的快速分配模型具有直观、有效、简单的特点，并且通过图形演绎的方法，表达了系统的内部联系及其关键模块，从而有效地指导用户有针对性地进行可靠性指标分配。
但故障树分析法要求分析研究人员对系统结构十分了解，增加了分析的难度。
系统可靠性的分配方法是在近几年才逐渐发展起来的，这些方法本身可能还存在着或多或少、程度不同的问题。
而且很多方法与系统可靠性的建模、预测等有着紧密关系，因此，系统可靠性的建模以及预测技术的好坏也将直接影响到可靠性分配结果的优劣。
所以，在系统可靠性指标分配中，采用多种技术综合分析是十分有效的。
[11]4 可靠性分配的应用实例4.1 实例一[15]设某系统有5个单元，其当前故障率及价格如表1所示。
表1中，价格单位为万元，故障率单位为次/发。
要求系统故障率0.005sλ≤，求故障率的最优分配。
该问题化为下列规划问题：其最优解为：最优值为：4.2 实例二[16]设某武器系统有5个单元，其当前故障率及价格同实例1，设系统造价上限0200C=万元，故障率上限00.005λ=次/发，求故障率的最优分配。
其目标函数为：若价格和性能权利分别为0.8、0.2，则化为下列规划：该问题的最优解为：最优值为：从本例可以看出，若用规划法分配系统可靠性，既达到了系统可靠性的要求，同时又节约了系统造价约60万元。
5 结束语可靠性分配是一项既重要又复杂的工作，本文介绍了可靠性分配的定义以及几种常用的分配方法。
这些方法在实际应用中较为实用，应用这些方法对可靠性分配，取得了较为满意的效果。
可靠性分配是一项繁琐、耗时、费用较大的工作，我们应用计算机等多种手段，优化可靠性分配的方法，使可靠性分配能够迅速、准确地进行。
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