RBD可靠性框图建模
可靠性分析技术(一)——可靠性框图(RBD)
假设按原工艺车间 4 个人单班生产 10 0 20台定子,每台加 工成本 1 元 , . 现在按新工艺加工, 2 生产效率降低 1%, 0 以工^
检测 a, 点时, dd c 分析方法与多速 L 型抽头相似。
也许有人会觉得这样的电势差还不会对漆包线构成短路威 每天的收人不变为前提, 同时每台电 机的漆包线、 绝缘材料等辅 胁, 因为根据 国标规定, B级绝缘潦包线的耐压均高于 E级 助物成本折算为 1 元 . O 统计如下:
后组线圈内的电势差就会等于或大 大大高于单速绕组, 这样的定子在进行匝间检测时, 匝问短路的
我们举一例子,设 N 2与N 4 改进措施 3的
-
绕组匝数比为 2 , : 则如表 1 3 可知。
第 6槽 内 的电 势 差会 达 到 圈匝间电压提高不是太高,由此造成匝问短路的比例也不是太 18V 00 朋显高于单速绕组的电势差。
对全部绕组 N N N 一起检测 123 规的工艺方法处理, 以避免产品加工成本的提高; 但对于 T 型接
田 5
时( )我们可以算得这种电势差弁 a , d 法, 由于匝问电压增加多, 造成报废率也高, 使成本增加太高、 所
于两者之间.
以我们在设计时采用增强绝缘工艺以避免或减少匝间短路。那
做可靠性框图技术。产品( 系统) 的各部分由零件( 元件)部件、 、 组合件、 单机、 机组、 装置、 分系统构成。系统的可靠性依赣于每
一
第 三 讲
部分的可靠性 , 也依赖于每一部分的组合方式。因此, 研究系
统的可靠性, 一方面要研究各部分的组合方式, 另一方面要研究
每一部分的可靠性与整个系统可靠性的关系,即可靠性逻辑关
电路可靠性分析与评估方法
电路可靠性分析与评估方法电路可靠性是指电路在规定的使用环境下,正常工作的能力和时间的长短。
在电子设备和系统的设计和生产过程中,提高电路的可靠性是非常重要的,可以有效减少故障发生的可能性,提高产品的性能和寿命。
电路可靠性分析与评估方法主要包括可靠性预测、可靠性测试和可靠性建模三个方面。
一、可靠性预测可靠性预测主要是通过统计和数学模型来分析电路元器件的可靠性指标,以及整个电路系统的可靠性。
常见的可靠性预测方法有:1. 统计方法:基于统计数据和历史故障率分析的方法,主要使用可靠性数据库中的数据,通过统计学的技术来预测电路的可靠性。
2. 物理模型方法:基于电路元件的物理参数和可靠性特征建立的模型,通过对元件的物理特性和寿命进行研究,来预测电路的可靠性。
3. 经验法则方法:基于经验数据和规则,通过专家知识和经验的总结,对电路的可靠性进行预测。
可靠性预测不仅可以用于评估单个电路元件的可靠性,还可以用于评估整个电路系统的可靠性,为电路设计提供参考依据。
二、可靠性测试可靠性测试是通过实验方法来验证电路的可靠性指标,以评估电路的寿命和可靠性水平。
常见的可靠性测试方法有:1. 加速寿命测试:通过提高环境条件或电路工作状态的方式,加速电路元件的老化速度,以确定电路在设计寿命内的可靠性。
2. 应力筛选测试:通过对电路元件在高温、低温、高湿度等应力环境下的测试,筛选出故障率较高的元件。
3. 故障模式与效应分析(FMEA):对电路系统的各个组成部分进行系统化分析,找出潜在的故障模式和对系统可靠性的影响,以指导设计改进和故障排除。
可靠性测试可以直接获取电路的可靠性数据,并验证可靠性预测的准确性,提供实验依据和数据支持。
三、可靠性建模可靠性建模是使用数学和概率论方法,通过建立数学模型来描述电路的可靠性关系。
常见的可靠性建模方法有:1. 可靠性函数模型: 使用可靠性函数来表示元件或系统在给定时间内正常工作的概率。
2. 故障树分析 (FTA):将电路故障与事件发生的逻辑关系用树形结构表示,以识别和分析导致系统失效的具体故障原因。
系统可靠性预计分析报告
系统可靠性预计分析报告一、引言在当今复杂的技术环境中,系统的可靠性成为了至关重要的因素。
无论是工业生产中的自动化控制系统,还是日常生活中的电子设备,系统的可靠性直接影响着其性能和用户体验。
为了确保系统能够在规定的条件下和规定的时间内完成预期的功能,进行系统可靠性预计分析是必不可少的环节。
二、系统概述本次分析的系统是一个系统名称,该系统主要用于系统的主要用途。
系统由以下几个主要部分组成:1、部件 1 名称:负责部件 1 的主要功能。
2、部件 2 名称:承担部件 2 的主要功能。
3、部件 3 名称:执行部件 3 的主要功能。
三、可靠性预计方法在本次系统可靠性预计分析中,我们采用了以下几种常见的方法:1、故障模式与影响分析(FMEA)通过对系统各部件可能出现的故障模式进行分析,评估其对系统整体性能的影响,从而确定系统的薄弱环节。
2、可靠性框图(RBD)将系统的各个部件以框图的形式表示,并根据部件之间的逻辑关系计算系统的可靠性指标。
3、蒙特卡罗模拟利用随机数生成和统计分析的方法,对系统的可靠性进行多次模拟,以获取更准确的可靠性估计。
四、部件可靠性数据收集为了进行准确的可靠性预计,我们收集了系统各部件的可靠性相关数据,包括:1、故障率数据:从供应商提供的技术文档、行业标准以及类似系统的历史数据中获取部件的故障率信息。
2、维修时间数据:了解部件发生故障后的平均维修时间,以评估系统的可用性。
3、工作环境数据:考虑系统运行的环境条件,如温度、湿度、振动等,对部件可靠性的影响。
五、系统可靠性模型建立基于收集到的部件可靠性数据和所选择的可靠性预计方法,我们建立了系统的可靠性模型。
以可靠性框图为例,系统的整体可靠性可以表示为各个部件可靠性的组合。
假设系统由三个串联的部件 A、B、C组成,其可靠性分别为 R_A、R_B、R_C,则系统的可靠性 R_sys =R_A × R_B × R_C 。
六、可靠性预计结果经过计算和分析,得到了系统的以下可靠性预计结果:1、系统的平均故障间隔时间(MTBF)为具体数值小时,这意味着系统在平均情况下,每隔具体数值小时可能会发生一次故障。
多阶段任务系统可靠性建模与应用研究
多阶段任务系统可靠性建模与应用研究现代复杂系统具有多功能、多阶段、多任务、多状态等特点,随着对复杂系统的高可靠和长寿命的性能需求愈发严苛,机构愈发复杂化且存在多个阶段任务耦合关联。
复杂相关性和高度不确定性因素传播积累影响系统整体性能,对这些系统的可靠性进行描述和定性定量分析越来越困难。
传统的系统可靠性技术通过对复杂系统的结构和功能进行简化,根据所获得的近似的简单系统解决复杂系统的可靠性问题,得到的结果往往与实际情况有较大的出入。
因此,根据复杂系统的特点,运用系统工程的方法,研究适用于现代复杂系统的可靠性建模和分析技术,已经成为可靠性工程领域的研究热点和难点之一。
迄今为止,在结合经典概率论的基础上,针对非动态特性的系统可靠性分析方法,发展已日趋成熟。
然而,因现代复杂系统具有的小子样、部件失效相关和动态失效等特性,利用传统的系统可靠性建模与分析方法往往无法获得较为准确的结果,需要提出高效和精确的算法以提高运算效率和计算精度。
同时,在实际工程项目中,因成本、时间、管理和人为因素等多方面的原因导致获取复杂系统失效数据方面存在着模糊不确定性,需将可靠性评估方法与优化算法进行有效的融合。
因此,迫切需要开展考虑复杂系统在动态失效相关性和模糊不确定性方面的可靠性建模与分析方法的研究工作。
从可靠性工程角度,针对复杂系统可靠性建模与分析的复杂性体现在两个方面:即系统自身机构和多阶段任务耦合关联的复杂性、待解决的系统复杂相关性和高度不确定性因素传播积累失效问题的复杂性。
系统自身机构和多阶段任务耦合关联的复杂性主要指系统可靠性行为特征描述的困难,比如系统可靠性度量和系统可靠性建模困难。
现代复杂系统通常具有多任务、多功能以及多阶段、多状态的特性,而且会遇到可靠性定量特征不明显、难以量化的问题。
在系统可靠性建模方面,相关失效、共因失效、非单调性以及冗余、容错等情形的定性分析,采用经典的可靠性模型和算法难以进行准确的描述和处理。
系统可靠性设计中的可靠性建模方法(五)
系统可靠性设计中的可靠性建模方法可靠性是系统工程中一个非常重要的概念,它指的是系统在规定条件下,在规定时间内,能够正常工作的能力。
在实际的工程设计中,如何对系统的可靠性进行建模是一个非常复杂的问题。
本文将探讨系统可靠性设计中的可靠性建模方法。
一、可靠性的定义首先,我们需要明确可靠性的定义。
在系统工程中,可靠性是指系统在规定条件下,在规定时间内能够正常工作的概率。
在实际工程中,可靠性通常用指数分布、威布尔分布、韦伯分布等概率分布来描述。
这些分布都是可靠性建模中常用的数学模型。
二、故障树分析在可靠性建模中,故障树分析是一个常用的方法。
故障树分析是一种通过逻辑关系来描述系统故障发生的方法。
它将系统的各种故障模式以及它们之间的逻辑关系用树形图的形式表示出来,通过对故障树的分析,可以找出系统的主要故障模式,从而针对性地进行可靠性改进设计。
三、可靠性增长模型可靠性增长模型是一种通过故障数据来估计系统可靠性的方法。
它通过对系统的故障数据进行统计分析,来估计系统的可靠性指标。
常用的可靠性增长模型包括指数增长模型、对数线性模型等。
通过这些模型,可以对系统的可靠性进行合理的预测和估计。
四、失效模式与影响分析失效模式与影响分析(FMEA)是一种通过对系统的失效模式以及失效影响进行分析,来评估系统可靠性的方法。
FMEA可以帮助工程师找出系统的潜在故障模式,从而对系统进行合理的可靠性设计。
五、可靠性增强设计在实际工程设计中,可靠性增强设计是一个非常重要的环节。
可靠性增强设计通过采用冗余设计、容错设计、多样设计等方法来增强系统的可靠性。
在可靠性建模中,需要考虑这些设计措施对系统可靠性的影响。
六、可靠性验证与测试最后,对于可靠性建模的方法,还需要进行可靠性验证与测试。
通过对系统的可靠性进行验证与测试,可以验证可靠性建模的有效性,从而保证系统的可靠性满足设计要求。
总之,在系统可靠性设计中,可靠性建模是一个非常重要的环节。
通过合理的可靠性建模方法,可以有效地评估系统的可靠性,为系统的可靠性设计提供科学依据。
可靠性框图分析RBD
RBD软件可以提供高质量的图表和内容全面的报告打印输出。自动绘图和分页功能可使用户较快地构造和打印大的可靠性框图。
可靠性框图的结构代表了系统中故障的逻辑作用关系,单个单元代表单个部件的故障或子系统的故障或是其它的对整个系统故障有影响的事件,对于子系统又可以用更低层次的框图来表达。可靠性框图的逻辑流程是始于框图左边的Input节点,终止于右边的output节点。依据系统的特性,在系统的输入节点和输出节点之间排列着一些串联或并联的单元。
可靠性框图(RBD)模块不但能够计算系统和子系统的不可用度、不可靠度等参数,还能进行一系列的重要度计算,它能对能对旁联系统进行马尔可夫分析,也考虑了热、冷备份温储备系统对维修性队列的影响。程序允许用户在单个项目文件中包含故障模式数据和用于表示一个或多个系统的框图。大型的框图分割为许多子系统,而且子系统的层次级别数目是没有任何限制的,同一级别中包含的节点数目也是没有任何限制的,完全可以胜任任何复杂系统的分析要求。通过选择系统层次文件,可以非常方便的进入各子系统,也可以非常方便的在各子系统之间切换。
屋事件(HOUSE EVENT)和全部的最小割集分析
使用高效的最小割集生成算法分析大而复杂的可靠性系统
构建和分析框图的全过程中进行循环逻辑检查
系统分析结果的层次化显示
用户定制报告,以图表或图形的方式预览或打印分析结果
可靠性框图还可以考虑共因故障的影响;可以用来描述表决系统和估算定量参数,可以提高数值积分计算的精度。
2主要特点:
同一项目中能进行多系统分析
与别的可靠性分析项目相Biblioteka 转化框图的自动排列对齐功能
故障树与可靠性框图
故障树与可靠性框图故障树分析(FTA)的历史故障树分析(FTA)是可靠性和安全分析的另外一种技术。
1962年美国贝尔实验室为美国空军在民兵导弹发射控制系统而发展了该理论,以后被Boeing公司引进并扩展。
故障树分析是许多建立在运筹学和系统可靠性之中的符号"逻辑分析方法"的其中一种方法。
其他方法包括可靠性框图( RBDs)。
什么是故障树图(FTD)?故障树图( 或者负分析树)是一种逻辑因果关系图,它根据元部件状态(基本事件)来显示系统的状态(顶事件)。
就像可靠性框图(RBDs),故障树图也是一种图形化设计方法,并且作为可靠性框图的一种可替代的方法。
一个故障树图是从上到下逐级建树并且根据事件而联系,它用图形化"模型"路径的方法,使一个系统能导致一个可预知的,不可预知的故障事件(失效),路径的交叉处的事件和状态,用标准的逻辑符号(与,或等等)表示。
在故障树图中最基础的构造单元为门和事件,这些事件与在可靠性框图中有相同的意义并且门是条件。
故障树和可靠性框图FTDs 和RBDs最基本的区别在于RBD 工作在"成功的空间",从而系统看上去是成功的集合,然而,故障树图工作在"故障空间"并且系统看起来是故障的集合。
传统上,故障树已经习惯使用固定概率(也就是,组成树的每一个事件都有一个发生的固定概率) 然而可靠性框图对于成功(可靠度公式)来说可以包括以时间而变化的分布,并且其他特点。
画故障树:门和事件故障树是由门和事件(块)建立,通常在故障树中运用最多的两个门与门和或门。
例如,由2个事件(或块or blocks)组成一个顶事件(或一个系统)。
如果任何一个事件的发生都引起顶事件发生,那么这些事件(块)用一个或门连接。
再者,如果两个事件同时发生才能引起顶事件的发生,那么它们用与门连接。
用一个可视化的例子,假设由组件A和B组成系统的一个简单案例,任何一个组件发生故障都会导致系统故障。
软件系统可靠性分析与评估方法(九)
软件系统可靠性分析与评估方法1. 引言软件系统可靠性是衡量一个软件系统是否能够在给定条件下正常运行的指标。
对于软件系统来说,可靠性至关重要,因为软件系统的故障可能会导致严重的后果,包括大面积的数据丢失、系统瘫痪等。
为了保证软件系统的可靠性,需要进行可靠性分析和评估,找出潜在的故障和改进措施。
本文将介绍一些常用的软件系统可靠性分析与评估方法。
2. 故障模式与效应分析(FMEA)故障模式与效应分析(FMEA)是一种常用的可靠性分析方法。
它通过识别潜在的故障模式和分析对系统性能的影响,来评估系统的可靠性。
FMEA从系统的不同组件或过程开始,逐步分析每个组件或过程的故障潜在模式,确定其对整个系统的影响。
通过FMEA,可以识别出可能导致系统故障和失效的关键点,并提前采取措施进行改进。
3. 可靠性块图(RBD)可靠性块图(RBD)是一种描述系统可靠性和故障传播关系的图表。
RBD图通常由各种组件和它们之间的连接组成。
每个组件可以是一个子系统、设备或处理单元。
RBD图有助于分析系统中的关键组件,并确定每个组件的故障对整个系统可靠性的影响程度。
通过RBD分析,可以找到系统中的薄弱环节并进行改进,提升系统的可靠性。
4. 可靠性建模可靠性建模是一种定量评估系统可靠性的方法。
常用的可靠性建模方法包括故障树分析(FTA)和事件树分析(ETA)。
故障树分析通过描述系统中不同事件之间的逻辑关系,来分析整个系统的可靠性。
事件树分析则是通过描述系统的故障事件和相应的修复措施,来评估系统的可靠性。
这些可靠性建模方法可以帮助分析人员从定量的角度评估系统可靠性,并提供数据支持进行决策。
5. 可靠性测试可靠性测试是通过对软件系统进行实际操作和测试,来评估系统的可靠性。
可靠性测试可以分为不同的阶段,包括单元测试、集成测试和系统测试。
在每个阶段中,都会对不同的功能进行测试和评估,以确保系统在各种条件下的稳定性和可靠性。
可靠性测试还可以通过故障注入和故障预测等方法来模拟真实的环境,识别系统的潜在故障和改进措施。
08-系统可靠性框图模型
2013-11-17
6
可靠性模型与预测
可靠性模型最理想的状态是对产品的可靠性规律从整体 上进行描述
统一建模——难! 客观世界的复杂性
依据还原论的思想,基于产品的分解结构:
首先获得单个组成部分(单元)的故障规律 然后根据组成部分之间的关系,去推测系统的故障规律
1. 首先建立产品组成单元的可靠性模型
功能分析 确定特定任务或功能下产品的工作模式以及是否存在替代工作模
(2)确定工
式。例如,通常超高频发射机可以用于替代甚高频发射机
作模式
发射信息,是一种替代工作模式。如果某项任务需要甚高
频与超高频发射机同时工作,则不存在替代工作模式。
1.
规定
(3)规定性 能参数
产
及范围
规定产品及其分系统的性能参数及容许上、下限。如输出功率、 信道容量的上下限等。
可靠性模型
从对系统故障规律认知的角度,对系统及其组成单元的故障特征规 律进行描述
图形 数学
2013-1类繁多:
可靠性框图模型 网络可靠性模型 故障树模型 事件树模型 马尔可夫模型 Petri网模型 GO图模型
可靠性建模是开展可靠性设计分析的基础,也是 进行系统维修性和保障性设计分析的前提。
2013-11-17
8
任务可靠性模型
任务可靠性模型
用以估计产品在执行任务过程中完成规 定功能的概率(在规定任务剖面中完成 规定任务功能的能力),描述完成任务 过程中产品各单元的预定作用,用以度 量工作有效性的一种可靠性模型。
系统中储备单元越多,则其任务可靠 性越高。
2013-11-17
2.建立 可
依照产品定义,采用方框图的形式直观地表示出在
可靠性建模分析
目录系统可靠性建模分析 (2)摘要 (2)关键词 (2)1.可靠性框图 (2)2.典型的可靠性模型 (3)2.1串联模型 (3)2.2并联模型 (4)2.3旁联模型 (4)2.4r/n(G)模型 (5)2.5复杂系统/桥联模型 (6)图1:自行车的基本可靠性与任务可靠性框图 (3)图2:典型可靠性模型 (3)图3:串联可靠性框图 (4)图4:并联可靠性框图 (4)图5:旁联可靠性框图 (5)图6:r/n(G)系统可靠性框图 (5)图7:桥联系统示例原理图及可靠性框图 (6)图8:复杂系统实例 (7)表1:复杂系统完全列举 (7)系统可靠性建模分析[摘要] 为了设计、分析和评价一个系统的可靠性和维修性特征,就必须明系统和它所有的子系统、组件和部件的关系。
很多情况下这种关系可以通过系统逻辑和数学模型来实现,这些模型显示了所有部件、子系统和整个系统函数关系。
系统的可靠性是它的部件或系统最底层结构单元可靠性的函数。
一个系统的可靠性模型由可靠性框图或原因——后果图表、对所有系统和设备故障和维修的分布定义、以及对备件或维修策略的表述等联合组成。
所有的可靠性分析和优化都是在系统概念数据模型的基础上进行的。
[关键词]可靠性框图,串联,并联,表决,复杂系统,可靠度系统是由相互作用和相互依赖的若干个单元结合成的具有特定功能的有机整体。
对于系统管理者而言,系统完成预期任务可靠性以及对系统维修特征等因素的分析是必不可少的。
这时就需要借助于系统逻辑及数学模型德理论进行评价分析。
本文就是基于可靠性框图(RBD)理论对系统可靠性建立常见的数学分析模型,并结合一些实际例子予以解释说明。
1.可靠性框图可靠性框图(RBD)是用一种图形的方式显示了系统所有成功或故障的组合,因此系统的可靠性框图显示了系统、子系统和部件的逻辑关系。
目前跟据建模目的可分为基本可靠性模型和任务可靠性模型,并用RBD表示出来。
基本可靠性模型是用以估计产品及其组成单元可能发生的故障引起的维修以及保障要求的可靠性模型。
RBD可靠性框图建模
RBD可靠性建模袁劲涛yuanjt2001@主要内容1可靠性框图(RBD)2典型可靠性模型34可靠性框图(RBD)可靠性框图(RBD)定义:任何系统通常都采用系统图、功能框图来表示系统中各单元之间的物理关系;另外还需表示出对系统能否完成任务体现于各单元之间的相互依赖关系,这就是可靠性框图。
它是为预计或估算产品的可靠性所建立的可靠性方框图和数学模型。
可靠性框图(RBD)方框:具有可靠性值的单元或功能连线:无可靠性值,有向反映了系统功能流程方向,无向的连线意味着是双向的节点:输入节点表示系统功能流程的起点,输出节点表示系统功能流程的终点可靠性框图(RBD)功能框图与可靠性框图关系:功能框图是建立可靠性框图的基础,但不可混为一谈,有下述区别:1)可靠性框图只表明可靠性方面的逻辑关系,并不表明各单元之间物理上及时间上的关系。
(例如,一个流体系统由一个泵和两个阀门组成,工作原理是:当泵运转时,流体通过两个阀门正常流出)AB泵阀1阀2可靠性框图(RBD )K1K22)同一个系统如果具有多种功能要求,往往在功能框图上不便于分别表示出来,但在可靠性框图上,必须表示出所有不同功能要求的各单元的可靠性逻辑关系。
A BC K1K2可靠性框图(RBD)RBD建模的假设前提●所有方框单元相互独立●系统及其组成单元只有故障与正常两种状态●当软件可靠性没有纳入框图时,是假设软件另作考虑●当人的因素没有纳入框图时,是假设人员对产品可靠性的影响另作考虑典型可靠性模型典型的可靠性模型分为有贮备与无贮备两种,有贮备可靠性模型按贮备单元是否与工作单元同时工作而分为工作贮备模型与非工作贮备模型。
典型可靠性模型——串联模型 串联模型由若干单元组成的系统,只要有一个单元发生故障,该系统就发生故障。
系统可靠性小于至多等于各单元可靠性最小值,即式中Ri 是第i个单元可靠性。
}min{)(iSRtR串联系统可靠性框图如下:若每个单元可靠性分别为R 1,…,R n ,且诸单元互相独立,则系统可靠性为:ni iS R R1典型可靠性模型——串联模型若已知各单元失效率分别为λ1(t),…,λn (t) ,则系统可靠性、失效率、MTBF 分别为n i dt t n i i S ti et R t R 1)(10)()( )(1t ni i S ni iS t MTBF 1)(1典型可靠性模型——串联模型典型可靠性模型——串联模型由公式可见,系统的可靠度是各单元可靠度的乘积,单元越多,系统可靠度越小。
系统可靠性设计中的硬件可靠性建模案例解读(四)
系统可靠性设计中的硬件可靠性建模案例解读当今社会,系统的可靠性对于各行各业来说都是至关重要的。
特别是在一些对安全性要求较高的领域,比如航空航天、医疗设备、汽车等,系统的可靠性更是至关重要。
而在系统可靠性设计中,硬件可靠性建模是一个重要的环节。
本文将通过一个案例来解读系统可靠性设计中的硬件可靠性建模。
案例背景某飞机制造公司近期推出了一款新型客机,作为一家知名的飞机制造商,他们一直以来都非常重视飞机的可靠性和安全性。
在这款新型客机的设计中,硬件可靠性建模成为了一个关键的环节。
因此,公司决定对该客机的一些关键硬件进行可靠性建模分析,以确保客机的安全性和可靠性。
硬件可靠性建模分析首先,对于硬件可靠性建模来说,最常用的方法之一就是故障模式和效应分析(FMEA)。
FMEA是一种通过识别潜在的故障模式和评估这些故障对系统性能影响的方法。
在本案例中,飞机制造公司对飞机的发动机进行了FMEA分析。
他们首先列出了所有可能的发动机故障模式,然后评估了这些故障对飞机性能和安全性的影响程度,最后确定了相应的风险控制措施。
除了FMEA分析外,还可以采用可靠性增长模型(RGM)来对硬件可靠性进行建模。
RGM是一种通过对系统运行中的故障数据进行分析,来预测未来故障率和可靠性水平的方法。
在本案例中,飞机制造公司收集了飞机发动机在实际运行中的故障数据,并运用RGM对发动机的未来可靠性进行了预测。
通过这种方式,他们可以提前发现潜在的故障问题,并采取相应的预防措施。
此外,还可以通过可靠性块图(RBD)来对系统的可靠性进行建模。
RBD是一种通过将系统拆分成多个可靠性块,并分析这些可靠性块之间的关系来评估系统可靠性的方法。
在本案例中,飞机制造公司利用RBD分析了飞机整体系统的可靠性,将系统拆分成多个子系统,并分析了这些子系统之间的可靠性关系,以确定系统的整体可靠性水平。
总结通过本案例的解读,我们可以看到,在系统可靠性设计中,硬件可靠性建模是一个非常重要的环节。
华为可靠性设计方法,值得学习!
华为可靠性设计方法,值得学习!近日,全世界都安静了,华为发布了全球最变态的麒麟 960 芯片,在安全方面麒麟 960 是全球首个获得金融级安全的手机芯片!麒麟 960 芯片载入史册,华为打破西方垄断振奋中国!今天分享一篇华为可靠性设计方法,供学习交流,向华为学习,向作者致敬!以特性为核心的华为可靠性设计章迅随着电信网络和信息技术的发展,人们对通信产品的要求不断提高,对产品的可靠性也愈发敏感。
事故少、基本杜绝特大事故、业务中断时间短、返修率低,是通信产品高可靠性的主要表现。
在实现高可靠性的过程中,可靠性设计无疑起到了决定性作用。
以往产品开展的可靠性工作,多是可靠性工程师提供故障模式及影响分析(FMEA)、事件树分析(ETA)、降额、可靠性预计等工程方法和设计原则,由产品设计师完成设计;情况好一些的,可靠性工程师还承担FMEA、可靠性预计、可靠性试验设计等工作。
但由于这些工作仍是对产品设计方案的"分析"或"优化",是站在旁边“参与”,难免出现可靠性工作与产品设计的“两张皮”现象。
实践中,FC-DFR方法的应用解决了上述问题,实现了产品可靠性竞争力的快速提高。
一、以特性为核心的可靠性设计以特性为核心的可靠性设计(Feature CenteredDesign-For-Reliability,FC-DFR)其核心理念是聚焦能为客户带来价值、解决客户痛点的产品可靠性关键特性,如容灾、过载控制、软件升级不中断业务、故障诊断定位等,开展产品可靠性设计工作;由专职特性设计师(机可靠性工程师)完成关键可靠性特性的设计,包括需求与规格定义、设计方案、设计原型等。
FC-DFR主要涵盖可靠性需求分析、可靠性建模仿真、系统级FMEA、可靠性关键特性设计(含特性设计方案及原型验证)等活动。
其中,可靠性需求分析需要考虑客户对于产品可靠性的各种需求,如可用度(Availability)、业务年中断时间(Downtime)、返修率(FFR)、重启时间、软件升级业务中断时间等定量需求,以及设备无单点故障、单板或端口支持冗余、设备通道检测、远程故障恢复、支持容灾此类定性需求;在明确定义每个需求对应的具体工作场景、故障场景的基础上,再将各种需求逐步分解为产品各功能模块的设计规格。
基于RBD方法的船用变频器可靠性计算
针 对 上 面 的 问题 ,采 用 可 靠 性 框 图 ( RB D) 这一 简 洁 的 概 念 去 描述 变 频器 的失 效 现 象 。这 一 处理 的最 大 好 处在 于给 数值 计 算 带 来 了非 常 大 的
方便 , 并且 使 得 处 理过 程 简洁 明 了 。
频 器 可 靠 性 的 影 响 主 要 集 中在 宏 观 行 为 的研 究 上 , 即 从变 频 器 拓 扑 以及 各 器件 ( 开关 器 件 、 电 容和 二极管 )的简单失效模 型入手 ,综合整理 出 整个 系 统 的 失效 概 率 ,并 得 出 各环 节 稳 定 性 对 全
Th e Re l i a b i l i t y Ca l c u l a t i o n o f t he Wa r s hi ps I n v e r t e r
’
・
Ba s e d o n t h e Me t ho d o f RBD
Ga o We i
船 电 技 术I 应用研究
、 , o 1 . 3 5 N O . 4 2 0 1 5 . 4
基于 R B D方 法 的船用 变频 器可靠 性计 算
高 嵬
( 海 军工程 大学 电气 工程 系 ,武 汉 4 3 0 0 3 3 ) 摘 要 :船用变 频器 的 失效概 率较 大 ,会对 电机 正常 运行 产生 不利 影响 ,本 文基 于可 靠性框 图 ( R B D)的
Ke y wo r d s : r e l i a b i l i t y : i n v e r  ̄r ; RB D
0 引言
变 频 器 常 常 工 作在 高压 大 电流 的情 况 下 ,受 器 件 行 为 的约 束 ,其 失 效 概 率往 往 相 对 很 大 , ’ 对
机械可靠性工程 第7章 系统可靠性模型
(3)或将相容事件化为不相容后进行计算
P(As) P(A1 A2 An ) Fs
P( A1 A2 ) P( A1 ) P(A1 A2 )
P( A1 ) P(A1)P(A 2 )
F1 R1F2 F1 ( 1 F1 )F2 F1 F2 F1F2
A A1 A2 A3
A A1 A1 A2 A1 A2 A3
(t ) 常数
R(t ) et
Rs R1 R2 Rn e e e
1t
e
2 t
复习二项分布、泊松分布
一、二项分布-试验中只有两种结果之一 例:螺栓 合格95% 废品5% 随机取10个,问出 现0、1、2、3、4、5个废品的概率? 计算结果:
f (0) 0.5987
f (1) 0.3152
f (2) 0.0746 f (4) 0.0009
f (3) 0.010 f (5) 0.0001
2 t
( 1 2 ) t
MTBF
1 R ( t ) dt s 1 2 1 2 0
1
1
工作时间: t 10 h 求(1)滤网堵塞失效时,系统失效率、可靠度、 平均寿命
3
例题:某液压系统,有两个滤油器结构串联,失效 模式有滤网堵塞与破损,每个滤油器堵塞与破损两 种失效模式的失效率相等,但两个滤油器失效率不 5 5 同。 1 5 10 (1 / h) 2 110 (1 / h)
不交型算法
3、串并混联
(1)各单元独立,按串并联分别计算。
可靠性框图分析RBD分析
可靠性框图分析RBD分析1 主要功能 :可靠性框图是利用互相连接的方框来显示系统的失效逻辑,分析系统中每一个成分的失效率对系统的影响,以帮助评估系统的整体可靠性。
RBD软件是一个功能较强的系统可靠性分析工具。
该软件通过产生最小割集可以完成对大和复杂的可靠性框图(包括可靠性网络框图)的分析。
可靠性框 RBD软件可以完成重要度以及不可用度、不可靠度、故障数期望值等标准的系统和子系统可靠性参数的计算,并引导用户构造分析项目的数据库。
数据库包图分括故障模型数据和可靠性框图,大的框图可以向低层次分解(该软件对分解层次析数没有限制),低层次、框图间的导航非常便捷。
RBD 可靠性框图(RBD)模块不但能够计算系统和子系统的不可用度、不可靠度等参数,还能进行一系列的重要度计算,它能对能对旁联系统进行马尔可夫分析,也考虑了热、冷备份温储备系统对维修性队列的影响。
程序允许用户在单个项目文件中包含故障模式数据和用于表示一个或多个系统的框图。
大型的框图分割为许多子系统,而且子系统的层次级别数目是没有任何限制的,同一级别中包含的节点数目也是没有任何限制的,完全可以胜任任何复杂系统的分析要求。
通过选择系统层次文件,可以非常方便的进入各子系统,也可以非常方便的在各子系统之间切换。
对大和复杂的框图,RBD软件应用了高效率的最小割集生成算法。
对于包含备份情况的框图,该软件应用Markov方法进行分析。
对于热、冷及温备系统都可以建模,并考虑了维修排队因素的影响。
RBD软件可以提供高质量的图表和内容全面的报告打印输出。
自动绘图和分页功能可使用户较快地构造和打印大的可靠性框图。
可靠性框图的结构代表了系统中故障的逻辑作用关系,单个单元代表单个部件的故障或子系统的故障或是其它的对整个系统故障有影响的事件,对于子系统又可以用更低层次的框图来表达。
可靠性框图的逻辑流程是始于框图左边的Input节点,终止于右边的output节点。
依据系统的特性,在系统的输入节点和输出节点之间排列着一些串联或并联的单元。
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RBD
可靠性建模
袁劲涛yuanjt2001@
主要内容1
可靠性框图(RBD)2
典型可靠性模型
3
4
可靠性框图(RBD)
可靠性框图(RBD)
定义:
任何系统通常都采用系统图、功能框图来表示系统中各单元之间的物理关系;另外还需表示出对系统能否完成任务体现于各单元之间的相互依赖关系,这就是可靠性框图。
它是为预计或估算产品的可靠性所建立的可靠性方框图和数学模型。
可靠性框图(RBD)
方框:具有可靠性值的单元或功能
连线:无可靠性值,有向反映了系统功能流程方向,无向的连线意味着是双向的
节点:输入节点表示系统功能流程的起点,输出节点表示系统功能流程的终点
可靠性框图(RBD)
功能框图与可靠性框图关系:功能框图是建立可靠性框图的基础,但不可混为一谈,有下述区别:1)可靠性框图只表明可靠性方面的逻辑关系,并不表明各单元之间物理上及时间上的关系。
(例如,一个流体系统由一个泵和两个阀门组成,工作原理是:当泵运转时,流体通过两个阀门正常流出)
A
B泵阀1阀2
可靠性框图(RBD )K1K2
2)同一个系统如果具有多种功能要求,往往在功能框图上不便于分别表示出来,但在可靠性框图上,必须表示出所有不同功能要求的各单元的可靠性逻辑关系。
A B
C K1K2
可靠性框图(RBD)
RBD建模的假设前提
●所有方框单元相互独立
●系统及其组成单元只有故障与正常两种状态
●当软件可靠性没有纳入框图时,是假设软件另作
考虑
●当人的因素没有纳入框图时,是假设人员对产品
可靠性的影响另作考虑
典型可靠性模型
典型的可靠性模型分为有贮备与无贮备两种,有贮备可靠性模型按贮备单元是否与工作单元同时工作而分为工作贮备模型与非工作贮备模型。
典型可靠性模型——串联模型 串联模型
由若干单元组成的系统,只要有一个单元发生故障,该系统就发生故障。
系统可靠性小于至多等于各单元可靠性最小值,即
式中R
i 是第i个单元可靠性。
}
min{
)(
i
S
R
t
R
串联系统可靠性框图如下:
若每个单元可靠性分别为R 1,…,R n ,且诸单元互相独立,则系统可靠性为:
n
i i
S R R
1典型可靠性模型——串联模型
若已知各单元失效率分别为λ1(t),…,λn (t) ,则系统可靠性、失效率、MTBF 分别为
n i dt t n i i S t
i e
t R t R 1)(10)()( )
(1t n
i i S n
i i
S t MTBF 1)(1
典型可靠性模型——串联模型
典型可靠性模型——串联模型由公式可见,系统的可靠度是各单元可靠度的乘积,单元越多,系统可靠度越小。
从设计方面考虑,为提高串联系统的可靠性,可以从三方面考虑:(1)尽可能减少串联单元个数;
(t);
(2)提高单元可靠性,降低其故障率λ
i
(3)缩短工作时间t。
典型可靠性模型——并联模型 并联模型
组成系统的所有单元只有全部发生故障,整个系统才发生故障。
系统可靠性大于至少等于各单元可靠性最大值,即
式中R
i 是第i个单元可靠性。
}
max{
)(
i
S
R
t
R
并联系统可靠性框图如下:
若每个单元可靠性分别为R 1,…,R n ,且诸单元互相独立,则系统可靠性为:
典型可靠性模型——并联模型 n i S R t R )
1(1)(1
2
n
当系统各单元的寿命分布为指数分布时,对于最常用的两单元并联系统,有:
典型可靠性模型——并联模型t
t t S e e
e t R )(2121)( )
(1112121 S MTBF t t t t
t t s e e e e
e e t 212121212121)(
由公式可见,尽管单元故障率λ1,λ2都是常数,但并联系统的故障率λs 不再是常数,如图所示:
典型可靠性模型——
并联模型
●与无贮备的单个单元相比,系统可靠度有明显提高●n=2时,系统可靠度有明显提高
●当并联单元过多时,可靠性提高速度大为减慢
典型可靠性模型——并联模型R s (t ) 1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
n=5n=4n=3n=2n=1
可靠性框图(RBD)
正确区分基本可靠性模型与任务可靠性模型
●基本可靠性模型是用以估计产品及其组成单元可
能发生的故障引起的维修及保障要求的可靠性模型
●特点:
•全串联冗余也串联
•储备单元越多基本可靠性越低
•可视为度量费用的模型
可靠性框图(RBD)
正确区分基本可靠性模型与任务可靠性模型
●任务可靠性模型是用以估计产品在执行任务过程
中完成规定功能的概率,描述完成任务过程中产品各单元的预定作用并度量工作有效性的一种可靠性模型。
●特点:
•储备单元越多,任务可靠性越高。