系统可靠性分析精品PPT课件
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系统工程导论第十章系统可靠性.ppt
❖ 3.故障时间
❖ (1)平均故障前时间(mean time to fault, MTTF)。是不可修复的产品在发生故障前时间的均值。 它是在规定的条件下和规定的时间内,产品的寿命 单位总数与故障产品总数之比。
❖ (2)平均故障间隔时间(mean time between faults,MTBF),是可修复产品在相邻两次故障之间 的平均工作时间。
❖ 对于电子元器件而言,随着环境变化、电源电 压变化等,不仅有漂移性变化,还伴随着储存和使 用时间在进行着不可逆的特性参数值退化的变化。
❖ 4.环境防护设计
❖ 环境条件就是指产品在储存、运输和工作过程 中可能遇到的一切外界影响。环境条件对产品的可 靠性有着重大的影响。如:温度、湿度、霉菌、盐 雾、尘埃、电磁干扰等。所以要进行抗干扰设计、 “三防”设计等。
造、使用和维修的整个过程之中。可靠性技术是一门综合性的工程技术,
是系统工程的一个重要组成部分。
❖ 10.2.2 系统可靠性的含义
❖
系统可靠性指的是系统在规定条件下和规定时间内完成
规定功能的能力。
❖
狭义上讲,可靠的反义就是容易发生故障。尽可能设计
与制造不发生故障的系统,这是可靠性工作的目的,而与此
有关的一切工程方法就是可靠性技术。产品和系统在使用过
❖ 为了提高系统可靠性,从设计角度还可采取以 下措施。
❖ 1.优选元器件
❖ 在系统设计时,根据给定的环境条件和可靠性 要求,尽可能采用已经正式投入生产的、工艺上成 熟的元器件;尽可能采用已经标准化的元器件,并 且尽可能减少元器件串联环节;尽可能采用高可靠 性的新技术成果,如超微型电子管、固体电路等。
❖ 4.冷储备
❖ 如图10-19所示,两个(或更多个)相同元 件A、B并联但不同时工作,当工作元件失效 时,系统立即切换到备份元件上,备份元件 开始工作,这样,系统的功能得以继续维持。 这种储备方式称为冷储备,即非工作储备。 切换动作可以手动或自动,但是都需要有检 测故障的传感器C与切换开关K。
第4章系统可靠性设计PPT课件
则单元分配的可靠度为:
Ri (Rs )1 n (i 1, 2, , n)
(4-68)
第16页/共23页
(2)并联系统
对于并联系统,由式(4-8)可知:
Rs 1 (1 Ri )n
故单元应分配的可靠度
为:
Ri 1 (1 Rs )1 n (i 1, 2, , n)
:
第17页/共23页
2. 按相对失效概率分配可靠度
n
Fs (1 R1 )(1 R2 ) (1 Rn ) (1 Ri ) i 1
所以并联系统的可靠度为
n
Rs 1 Fs 1 (1 Ri ) i 1
(4-7)
当 R 1 R 2 R n R 时,则有
Rs 1 (1 R)n
(4-8)
由此可知,并联系统的可靠度 Rs 随单元数量的增加和单元可靠度 的增加而增加。
设各元件的复杂度为 Ci (i 1, 2, , n) 。 因为各元件的失效概率 正比于其复杂度 则对串联系统有下式成立
,即 Fia kCi ,
n
n
Rsa (1 Fia ) (1 kCi )
i 1
i 1
(a)
第20页/共23页
由于 是已知的,而 可由元件的结构复杂程度以及零部件的 数目大小定出,也是已知的,
第15页/共23页
1. 平均分配法
平均分配法是对系统中的全部单元分配以相等的可靠度。
(1)串联系统 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, 则可用平均分配法分配系统各单元的可靠度。 该分配法是按照系统中各单元的可靠度均相等的原则进行分配。 对由n 个单元组成的串联系统,若知系统可靠度为Rs ,由于
可靠性预测是一种预报方法,它是从所得的失效率数据预报一个 元件、部件、子系统或系统实际可能达到的可靠度,即预报这些元件 或系统等在特定的应用中完成规定功能的概率。
系统可靠性分析方法ppt课件
描述系统的任务要求及系统在完成各种功能任务时所 处的环境条件
任务剖面、任务阶段
分析明确系统中的产品在完成不同的任务时所应具备 的功能、工作方式及工作时间等
功能描述
确定故障判据
制定系统及产品的故障判据。选择FMECA方法等
故障判据 分析方法
13
②故障模式影响分析FMEA
依据。
依据。
10
FMECA的步骤
1 系统定义
2 FMEA
3CA
明 确 分 析 范 围
产 品 功 能 与 任 务 分 析
确 定 故 障 判 据
故 障 模 式 分 析
故 障 原 因 分 析
故 障 影 响 分 析
故 障 检 测 方 法 分 析
补 偿 措 施 分 析
危 害 性 分 析
得 出 分 析 结 果
25
实施FMECA应注意的问题
重视FMECA的策划
实施FMECA前,应对所需进行的FMECA活动进行完整、全面、 系统地策划,尤其是对复杂大系统,更应强调FMECA的重要性。 其必要性体现在以下几方面:
结合产品研制工作,运用并行工程的原理,对所需的FMECA进行完 整、全面、系统地策划,将有助于保证FMECA分析的目的性、有效 性,以确保FMECA工作与研制工作同步协调,避免事后补做的现象。
保证FMECA的实时性、规范性、有效性
实时性。FMECA工作应纳入研制工作计划、做到目的明确、 管理务实;FMECA工作与设计工作应同步进行,将FMECA 结果及时反馈给设计过程。
FMECA的发展 设计阶段发现对系统造成重大影响的元部件故
障 设计更改、可靠性补偿
是可靠性、维修性、保障性和安全性设计 分析的基础
任务剖面、任务阶段
分析明确系统中的产品在完成不同的任务时所应具备 的功能、工作方式及工作时间等
功能描述
确定故障判据
制定系统及产品的故障判据。选择FMECA方法等
故障判据 分析方法
13
②故障模式影响分析FMEA
依据。
依据。
10
FMECA的步骤
1 系统定义
2 FMEA
3CA
明 确 分 析 范 围
产 品 功 能 与 任 务 分 析
确 定 故 障 判 据
故 障 模 式 分 析
故 障 原 因 分 析
故 障 影 响 分 析
故 障 检 测 方 法 分 析
补 偿 措 施 分 析
危 害 性 分 析
得 出 分 析 结 果
25
实施FMECA应注意的问题
重视FMECA的策划
实施FMECA前,应对所需进行的FMECA活动进行完整、全面、 系统地策划,尤其是对复杂大系统,更应强调FMECA的重要性。 其必要性体现在以下几方面:
结合产品研制工作,运用并行工程的原理,对所需的FMECA进行完 整、全面、系统地策划,将有助于保证FMECA分析的目的性、有效 性,以确保FMECA工作与研制工作同步协调,避免事后补做的现象。
保证FMECA的实时性、规范性、有效性
实时性。FMECA工作应纳入研制工作计划、做到目的明确、 管理务实;FMECA工作与设计工作应同步进行,将FMECA 结果及时反馈给设计过程。
FMECA的发展 设计阶段发现对系统造成重大影响的元部件故
障 设计更改、可靠性补偿
是可靠性、维修性、保障性和安全性设计 分析的基础
《系统可靠性分析》课件
可靠性是指系统在特定时间段内正常工作的概 率。它是衡量系统整体可靠性的重要指标。
可靠性分析方法
1
故障树分析(FTA)
FTA是一种通过构建故障树来识别系统故障的方法。它可以帮助我们分析故障的 根源和传播路径。
2
事件树分析(ETA)
ETA是一种通过构建事件树来评估系统失效概率和安全性的方法。它帮助我们预 测系统可能发生的各种事件。
反馈控制技术
反馈控制技术通过实时监测和 调节系统的状态和性能来提高 系统的稳定性和可靠性。
应用案例分析
计算机系统的可靠性分析
通过统计计算机系统的故障率、MTBF和MTTR, 我们可以评估系统的可靠性,并采取措施提高 其稳定性和性能。
汽车电子控制系统的可靠性分析
对汽车的电子控制系统进行可靠性分析,可以 帮助我们识别潜在的故障和风险,并采取措施 提高系统的可靠性和安全性。
总结
• 可靠性分析的重要性:确保系统高效稳定运行,减少损失。 • 可靠性分析方法的选择:根据需求和系统特点选择适合的分析方法。 • 可靠性增强技术的应用:通过冗余、容错和反馈控制等技术提高系统
的可靠性。
以上就是本次《系统可靠性分析》PPT课件大纲,谢谢收看。
系统可靠性指标
故障率
故障率是单位时间内发生故障的次数。它是衡 量系统故障频率的重要指标。
平均修复时间(MTTR)
MTTR是指系统发生故障后修复的平均时间。它 是衡量系统可恢复能力的关键参数。
平均无故障时间(MTTF)
MTTF是指系统在特定时间段内没有发生故障的 平均时间。它表示系统的可靠性。
可靠性(R)
《系统可靠性分析》PPT 课件
本PPT课件介绍了系统可靠性分析的重要性、指标、方法和增强技术,并以计 算机系统和汽车电子控制系统为案例进行应用分析。谢谢收看!
可靠性分析方法
1
故障树分析(FTA)
FTA是一种通过构建故障树来识别系统故障的方法。它可以帮助我们分析故障的 根源和传播路径。
2
事件树分析(ETA)
ETA是一种通过构建事件树来评估系统失效概率和安全性的方法。它帮助我们预 测系统可能发生的各种事件。
反馈控制技术
反馈控制技术通过实时监测和 调节系统的状态和性能来提高 系统的稳定性和可靠性。
应用案例分析
计算机系统的可靠性分析
通过统计计算机系统的故障率、MTBF和MTTR, 我们可以评估系统的可靠性,并采取措施提高 其稳定性和性能。
汽车电子控制系统的可靠性分析
对汽车的电子控制系统进行可靠性分析,可以 帮助我们识别潜在的故障和风险,并采取措施 提高系统的可靠性和安全性。
总结
• 可靠性分析的重要性:确保系统高效稳定运行,减少损失。 • 可靠性分析方法的选择:根据需求和系统特点选择适合的分析方法。 • 可靠性增强技术的应用:通过冗余、容错和反馈控制等技术提高系统
的可靠性。
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系统可靠性指标
故障率
故障率是单位时间内发生故障的次数。它是衡 量系统故障频率的重要指标。
平均修复时间(MTTR)
MTTR是指系统发生故障后修复的平均时间。它 是衡量系统可恢复能力的关键参数。
平均无故障时间(MTTF)
MTTF是指系统在特定时间段内没有发生故障的 平均时间。它表示系统的可靠性。
可靠性(R)
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本PPT课件介绍了系统可靠性分析的重要性、指标、方法和增强技术,并以计 算机系统和汽车电子控制系统为案例进行应用分析。谢谢收看!
《系统可靠性分析》PPT课件
d t
0
假设n(t)表示t时刻失效的产品数,△n(t)表示在(t, t+△t)时间内失效的产品数。
累 积 失 效 概 率 为 : F ˆ(t)= 到 t时 试 刻 验 失 产 效 品 的 总 产 数 品 数 = n N (t)
失效概率密度为:
3、失效率
(1)失效率定义
失效率(瞬时失效率)是:“工作到t时刻尚未 失效的产品,在该时刻t后的单位时间内发生失效 的概率”,也称为失效率函数,记为λ(t)。由失 效率的定义可知,在t时刻完好的产品,在(t, t+△t)时间内失效的概率为:
5、寿命方差与标准差
平均寿命能够说明一批产品寿命的平均 水平,而寿命方差和寿命标准差则能够反映 产品寿命的离散程度。产品寿命方差的定义 为:
2 ( t -) 2f(t)d t t2f(t)d t2
0
0
如果n个产品抽样测试的寿命分别为t1,t2,…, tn,产品寿命平均值与方差分别为:
可修产品平均寿命MTBF估计值为:
MTTF
1
n
nj
tij
N i1 j1
式中:N为测试产品所有的故障数; ni为第i个测试产品的故障数;
如果仅考虑首次失效 前的一段工作时间,
tij为第i个产品第j-1次故障到第j次故障 的工作时间,单位为h。
两者平均寿命θ估
计值为:
所 有 产 总 品 的 总 故 的 障 工 数 作 时 间 N 1iN 1ti
P(t)=P(T>t) P(t)具有下面三条性质: (1)P(t)为时间的递减函数; (2)0≤ P(t) ≤ 1; (3)P(t=0)=1;P(t=∞)=0 系统或设备的可靠性是一个与时间有密切关系的 量,使用时间越长,系统越不可靠。
可靠性(详细全面)精品PPT课件
产品在规定的条件下和规定的时间内,完成规定功能的概率。
记为:R(t)
即:R(t)=P{T>t}
其中:T为产品的寿命;t为规定的时间; 事件{T>t}有下列三个含义:
产品在时间t内完成规定的功能;
产品在时间t内无故障;
产品的寿命T大于t。
若有N个相同的产品同时投入试验,经历时间t后有n(t)件产品
机械可靠性设计是常规设计方法的进一步发展和深化,它更为科学 地计及了各设计变量之间的关系,是高等机械设计重要的内容之一。
三、可靠性工作的意义
绪论
可靠性是产品质量的一项重要指标。
重要关键产品的可靠性问题突出,如航空航天产品;
量大面广的产品,可靠性与经济性密切相关,如洗衣机等;
高可靠性的产品,市场的竞争力强;
绪论
可靠性是涉及多种科学技术的新兴交叉学科,涉及数学、失效物理学、 设计方法与方法学、实验技术、人机工程、环境工程、维修技术、生产管 理、计算机技术等;
可靠性工作周期长、耗资大,非几个人、某一个部门可以做好的,需 全行业通力协作、长期工作;
目前,可靠性理论不尽成熟,基础差、需发展。 与其他产品相比机械产品的可靠性技术有以下特点:
因设计安全系数较大而掩盖了矛盾,机械可靠性技术落后;
机械产品的失效形式多,可靠性问题复杂;
机械产品的实验周期长、耗资大、实验结果的可参考性差;
机械系统的逻辑关系不清晰,串、并联关系容易混淆;
一、可靠性定义与指标
可靠性设计基础
1、可靠性定义
可靠性:(Reliability) 产品在规定的条件下和规定的时间内,完成规定功能的能力。
但在近些年,可靠性工作有些升温,这次升温的动力主要来源于企业对 产品质量的重视,比较理智。
第二章-第三节-系统的可靠性分析课件
(1) 当阀1与阀2处于开启状态时,功能是液体流通,系 统失效是液体不能流通,其中包括阀门关闭。若阀1与 阀2这两个单元功能是相互独立的,只有这两个单元都 正常(开启),系统才能实现液体流通的功能,因此该系 统为串联系统,其可靠性框图如图3.4(a)所示。
(2) 当阀1与阀2处于闭合状态时,(图中虚线所示)两个 阀的功能是截流,不能截流为系统失败,其中包括阀 门泄漏。若阀1与阀2这两个单元功能是相互独立的, 这两上单元至少有一个正常(闭合),系统就能实现其截 流功能,因此该系统的可靠性框图如图3.4(b)所示,为
R (t)R 1(t)R 2(t)F 3(t)R 1(t)F 2(t)R 3(t)(3-1-16) F 1(t)R 2(t)R 3(t)R 1(t)R 2(t)R 3(t)
如单元的寿命服从指数分布,即 Ri(t) ei t ,则 有
R ( t ) e (1 2 ) t e (2 3 ) t e (1 3 ) t 2 e (1 2 3 ) t
由计算可靠寿命的公式 t(r) R1(r) 可以算
出可靠水平r分别为0.99、0.90、0.70、0.50、0.20时一 个单元与2/3(G)系统的可靠寿命t(r),见表3.1。
表3.1中第2列数据10与61分别表示一个单元能工作到 10h的概率为0.99,2/3(G)系统能工作到61h的概率为0.99。 其余类似。
(3-1-17)
当三个单元都属于同一类型,它们的可靠度相同为 ,
则2/3G系统的可靠度和平均寿命分别为 Ro (t)
R(t)3R 0 2(t)2R 0 3(t)
(3-1-18)
(3-1-19)
1 1221 31 131 1 2 3
特别,当各单元失效率都为时,有源自F(t)12e3t 3e2t
(2) 当阀1与阀2处于闭合状态时,(图中虚线所示)两个 阀的功能是截流,不能截流为系统失败,其中包括阀 门泄漏。若阀1与阀2这两个单元功能是相互独立的, 这两上单元至少有一个正常(闭合),系统就能实现其截 流功能,因此该系统的可靠性框图如图3.4(b)所示,为
R (t)R 1(t)R 2(t)F 3(t)R 1(t)F 2(t)R 3(t)(3-1-16) F 1(t)R 2(t)R 3(t)R 1(t)R 2(t)R 3(t)
如单元的寿命服从指数分布,即 Ri(t) ei t ,则 有
R ( t ) e (1 2 ) t e (2 3 ) t e (1 3 ) t 2 e (1 2 3 ) t
由计算可靠寿命的公式 t(r) R1(r) 可以算
出可靠水平r分别为0.99、0.90、0.70、0.50、0.20时一 个单元与2/3(G)系统的可靠寿命t(r),见表3.1。
表3.1中第2列数据10与61分别表示一个单元能工作到 10h的概率为0.99,2/3(G)系统能工作到61h的概率为0.99。 其余类似。
(3-1-17)
当三个单元都属于同一类型,它们的可靠度相同为 ,
则2/3G系统的可靠度和平均寿命分别为 Ro (t)
R(t)3R 0 2(t)2R 0 3(t)
(3-1-18)
(3-1-19)
1 1221 31 131 1 2 3
特别,当各单元失效率都为时,有源自F(t)12e3t 3e2t
系统可靠性PPT课件
指数分布 正态分布 威布尔分布
et
1
e(t )2 / 2 2
2
tm
m t e m1 t0 t0
et
1
e dr (t )2 / 2 2
2 t
etm /t0
第11页/共36页
失效率λ(t)
e(t )2 / 2 2
e dr (t )2 / 2 2
t
m t m1 t0
1 系统可靠性的概念及指标
R(t) P{T t}
R(t) N0 r(t) N0
N0为产品总数,r(t)为工作到t时刻产品发生的故障数。
• 不可靠度 F(t)
F(t)=1-R(t)
第6页/共36页
F(t) r(t) N0
1 系统可靠性的概念及指标
1.3 可靠性的度量指标
例:对100个某种器件在相同条件下进行寿命试验,每工作100h测试一次,
特点:组成串联系统的单元越多,产品的可靠性第越14低页/。共36页
MTBF 1
s
1
n
i
i 1
2 系统可靠性模型
2.2串联系统可靠性模型
并联系统是最简单的冗余系统
70 工作状态
%
备用状态
并联模型:只有所有子系统都失效,系统才失效。
n个单元并联模型的不可靠度:
n
n
Fs (t) Fi (t) (1 Ri (t))
确定顶端事件
求确定分析目的及系统故障判据。
建立故障树
从顶端事件出发根据基本规则 和方法建造故障树。
定性分析
故障树的规范化;简化及模块
分解;计算故障树的最小割集。
定量分析
由各底事件发生概率计算出顶
写出分析报告,提出改进措施 事件的发生概率。
第四节 系统可靠性分析2
(3)该方法适用于产品设计、工艺设计、装备设 计和预防等环节。
四、 FMEA的目的和要求
搞清楚系统或产品的所有故障模式及其对系统或产品功能 以及对人、环境的影响;
对有可能发生的故障模式,提出可行的控制方法和手段; 在系统或产品设计审查时,找出系统或产品的薄弱环节和
潜在缺陷,并提出改进设计意见。或定出应加强研究的项 目,以提高设计质量,降低失效率,或减少损失; 必要时对产品供应列入特殊要求,包括设计、性能、可靠 性、安全性或质量保证的要求; 明确提出在何处应制定特殊的规程和安全措施,或设置保 护性设备、监测装置或报警系统; 为系统分析、预防维修提供有用是资料。
主控缸
A3
液压管路
手控杆
B1
B2
B:手闸系统
机械联 动装置
C:液压系统
C1
左前轮
C2
左后轮
D1
D2
右前轮
右后轮
D:液压系统
汽车制动系统可靠性联结框图
五、人的工作可靠度预测
1.人在工作中的差错很多,归纳起来不外乎以下五类: ❖ 未履行职能; ❖ 错误地履行职能; ❖ 执行未赋予的分外职能; ❖ 按错误程序执行职能; ❖ 执行职能时间不对。
设系统各个单元的可靠
性是相互独立的,各单元
的不可靠度分别为F1、
F2、F3、……、Fn,根
A
据概率乘法定理可得系统
不可靠度: n
Fs Fi
i 1 系统可靠度:
n
Rs 1 (1 Ri ) i 1
1 2 3
B
n
热贮备系统
冗余系统设计时需注意的问题
❖ 冗余度的选择; ❖ 冗余级别的选择
2)冷贮备系统
❖ 专家的经验判断。
四、 FMEA的目的和要求
搞清楚系统或产品的所有故障模式及其对系统或产品功能 以及对人、环境的影响;
对有可能发生的故障模式,提出可行的控制方法和手段; 在系统或产品设计审查时,找出系统或产品的薄弱环节和
潜在缺陷,并提出改进设计意见。或定出应加强研究的项 目,以提高设计质量,降低失效率,或减少损失; 必要时对产品供应列入特殊要求,包括设计、性能、可靠 性、安全性或质量保证的要求; 明确提出在何处应制定特殊的规程和安全措施,或设置保 护性设备、监测装置或报警系统; 为系统分析、预防维修提供有用是资料。
主控缸
A3
液压管路
手控杆
B1
B2
B:手闸系统
机械联 动装置
C:液压系统
C1
左前轮
C2
左后轮
D1
D2
右前轮
右后轮
D:液压系统
汽车制动系统可靠性联结框图
五、人的工作可靠度预测
1.人在工作中的差错很多,归纳起来不外乎以下五类: ❖ 未履行职能; ❖ 错误地履行职能; ❖ 执行未赋予的分外职能; ❖ 按错误程序执行职能; ❖ 执行职能时间不对。
设系统各个单元的可靠
性是相互独立的,各单元
的不可靠度分别为F1、
F2、F3、……、Fn,根
A
据概率乘法定理可得系统
不可靠度: n
Fs Fi
i 1 系统可靠度:
n
Rs 1 (1 Ri ) i 1
1 2 3
B
n
热贮备系统
冗余系统设计时需注意的问题
❖ 冗余度的选择; ❖ 冗余级别的选择
2)冷贮备系统
❖ 专家的经验判断。
系统可靠性计算课件-PPT
i 1
n
n
[ (1 Qi ) (1 Q j ) 2]
i 1
i 1
所以
2 QiQ j 2
QiQ jQk Ql 0
1i jn
1i jk ln
RCR RSR 0
在任何情况下部件冗余可靠性总大于系统冗余可靠度。
n中取r模型(r/n,即表决系统) 试比较两单元冷贮备系统与二单元并联系统的可靠性,假定单元相同,失效率λ0为常数。
Ri (t) eit
n
Rs (t)
n
e e e st
i t
i 1
st
i 1
n
s i
式中λλi—s———
i 1
可见,串联系统中各单元的寿命为指数分布时,系统的寿命也
为指数分布。
串联系统的工作寿命:总是等于其系统中寿命最短的
一个单元
的寿命。
ts
min
1in
ti
系统的平均无故障工作时间为:
因为 所以
1 2 , 2 1 0 t 时, e (2 1)t 0, e 2t 0
lim
t
s
(t)
1
上式说明,工作时间 t 足够大,两部件并联系统的失效率等于失效率较小部件失效率 1 。
表示 s (t) 随时间变化曲线 s (t) 0
t
系统平均工作寿命:
MTBFs
R(t )dt (e1t e2t e(12 )t dt 0
式中:
当并联过多时可靠性增加减慢
{A,B},{D,C},{E,G},{A,F,G},{D,H,G},
例:有四个零件并联组成的系统如图所示,已知各零 件的
可靠度分别RA=0.9,RB=0.92,RC=0.95,
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10
99.99%
100
99.90%
1000
99.01%
1万
90.48%
10万
36.79%
100万
<0.1%
一台600MW的发电 机由于故障停运一天,使 电厂的收入减少432万元;
最为惨痛的教训是乌 克兰的切尔诺贝利核电站, 1986年4号反应堆因核泄 漏导致爆炸,直到2000年 12月完全关闭,14年里乌 克兰共有336万人遭到核 辐射侵害。
确定性
事件或现象
介于确定性与不确定 性之间是混沌现象
不确定性即随机性
1.5 该课程要掌握的内容
基础是概率论
1、可靠性的概率统计知识 2、系统可靠性分析:包括串联系统、并联系统、 表决系统、旁联系统、混联系统和复杂系统可靠 性分析与计算方法。 3、故障模式影响和故障树分析。
重点内容
第二章 可靠性的概率统计知识
P (tTt t|Tt)
上式表示B事件(T>t)发生的条件下,A事件 (t<T≤ t+△t)发生的概率,表示为P(A|B)。
失 效 率 定 义 : t 时 刻 完 好 的 产 品 , 在 ( t , t + t ) 时 间 内 失 效 的 概 率 P ( t T t t | T t )
d t
0
假设n(t)表示t时刻失效的产品数,△n(t)表示在(t, t+△t)时间内失效的产品数。
累 积 失 效 概 率 为 : F ˆ(t)= 到 t时 试 刻 验 失 产 效 品 的 总 产 数 品 数 = n N (t)
失效概率密度为:
3、失效率
(1)失效率定义
失效率(瞬时失效率)是:“工作到t时刻尚未 失效的产品,在该时刻t后的单位时间内发生失效 的概率”,也称为失效率函数,记为λ(t)。由失效 率的定义可知,在t时刻完好的产品,在(t,t+△t) 时间内失效的概率为:
1.2 可靠性研究的意义
(2)提高系统或产品的可靠性,能使产品的总费用降低。 (3)提高系统或产品的可靠性,能提高设备的使用率。 (4)提高系统或产品的可靠性,能提高企业信誉,提高经济 效益。
1.3 可靠性内函
(1)可靠性按学科分类: 一般可分为:可靠性数学;可靠性工程;可靠性管理;可 靠性物理等。
1、可靠度
可靠度是“产品在规定条件下和规定时 间内完成规定功能的概率”。
显然,规定的时间越短,产品完成规定的功能 的可能性越大;规定的时间越长,产品完成规 定功能的可能性就越小。
▪ 可靠度是时间t的函数,故也称为可靠度 函数,记作R(t)
R(t)是一递减函数
可靠度函数可写成: R(t)=P(T>t)
个
规定规ຫໍສະໝຸດ 时间是指系统或设备(产品)执行任务的时间。
定
规定 功能
一般指由用户提出的指标和要求。
1.1 可靠性基本概念
(2)可靠性的定量定义
可靠性就是系统在时间t内不失效的概率P(t)。如 果T为系统从开始工作到首次发生故障的时间,系统 无故障工作的概率有下式:
P(t)=P(T>t) P(t)具有下面三条性质: (1)P(t)为时间的递减函数; (2)0≤ P(t) ≤ 1; (3)P(t=0)=1;P(t=∞)=0 系统或设备的可靠性是一个与时间有密切关系的 量,使用时间越长,系统越不可靠。
可靠性分析
教学计划与管理
《可靠性理论》课程: 32学时 9-16周 2.0学分 必修课程 成绩:平时成绩30%:作业和到课
考试成绩70%:闭卷
第一章 绪论
1.1 可靠性基本概念 (1)可靠性定义
系统或设备在规定的条件下,在规定的时间内, 完成规定功能的能力。
三
规定 条件
是指系统或产品所处的使用环境与维护条 件,包括:机械条件、气候条件、生物条 件、物理条件和使用维护条件等。
(2)可靠性的技术基础: 概率论和数理统计;材料、结构、物理学;故障物理学; 基础试验技术;环境技术等。
(3)可靠性学科特点: 可靠性学科特点是:管理与技术高度结合;众多学科的综 合;反馈和循环(通过反馈与循环不断提高产品的可靠性)。
1.4 可靠性研究的数理特征
可靠性研究的是随机事件或随机现象。世界上有些事件是 确定的,只要满足了一定条件,这些事件的结果是不变的,如 水由两个氢原子和一个氧原子组成;地球是自西向东旋转的等等。 但世界上有些事是不确定的,每次观测的结果是不同的,是有 差异的。如测量同一批规格零件尺寸,会出现不同的结果。
1.2 可靠性研究的意义
(1)提高系统或产品的可靠性,防止故障和事故发生。随着 科技进步,系统或产品的规模越来越大,产品的复杂性增加。
波音747喷气客机有4百5拾万个部
件,当单个元件可靠性为99.999%
时,若系统由10个、100个、…,
元件组成串联系统,可靠性为:
系统个数(个) 产品可靠性
1
99.999%
有下列关系: 失效率:(t) F'(t)
R(t)
其推导过程:
(t) lim(t,t) lim P(t T t t |T t)
t0
t0
t
lim P(t T t t T t) lim P(t T t t)
2.1 可靠性特征量
可靠性是“产品在规定的条件下和规定的 时间内,完成规定功能的能力”。我们把表示 和衡量产品的可靠性的各种数量指标统称为可 靠性特征量。
产品的可靠性特征量主要有: (1)可靠度;(2)失效概率密度; (3)累积失效概率;(4)失效率; (5)平均寿命;(6)可靠寿命; (7)中位寿命;(8)特征寿命等。
F(t)P(Tt)
或者:F(t)=1-R(t)
有: F(0)0;F( )1
注意:累积失效概率F(t)与可靠度R(t)是相反关系: R(t)+F(t)=1
(2)失效概率密度是产品在包含t的单 位时间内发生失效的概率,是累积失效 概率对时间t的导数,记作f(t)。可用下式 表示:
f(t)d F (t) F '(t); 或 F (t)tf(x )d x
式中:t为规定时间,T为产品寿命。
有: R(0)1;R( )0
假如在t=0时有N件产品开始工作,而到t 时刻有,n(t)个产品失效,仍有N-n(t)个产品 继续工作,则可靠度R(t)的估计值为:
2、累积失效概率和失效概率密度
(1)累积失效概率也称为不可靠度,记作 F(t)。它是产品在规定的条件下和规定的 时间内失效的概率,通常表示为: