可靠性预计和分配

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8.可靠性预计与分配1

8.可靠性预计与分配1

10
可靠性预计
(1)根据产品功能画出可靠性框图。 (2)按可靠性框图建立相应的数学模型。 (3)确定各方框中元部件或设备的失效率,该失效 率应为基本失效率。

11
可靠性预计
非电子产品工作失效率为: p= b KD 式中: p——工作失效率; b——基本失效率; K(环境因子),D(降额因子)——取值由工 程经验确定。
n
i
进而得出各单元的可靠度。
30
可靠性分配 若系统的寿命服从指数分布,各单元的失效率为:
s* i
s i
i 1
n
i 1, 2,..., n
i*

i 1
n
i 1, 2,..., n
i
31
可靠性分配
为何依据不可靠度,采用按比例分配法进行分配, 32 获得的系统可靠度大于指标要求?
38
可靠性分配
39
可靠性分配 3.冗余系统可靠度分配
此类系统的可靠度分配方法如下:

1将每组并联单元适当组合成单个单元,并将此单 个单元看成是串联系统中并联部分的一个等效单 元。 2用串联系统可靠度分配方法,将系统的容许失效 率或失效概率分配给各个串联单元和等效单元。


3确定并联部分中每个单元的容许失效率或失效概率。

成结构、使用环境、原材料、原器件水 平、制造工艺水平等方面的差异,通过专
家评分给出各修正系数,综合权衡后得出一个 失效率综合修正因子D,如下式所示:

D=K1· K2· K3· K4
20
可靠性预计

D=K1· K2· K3· K4
K1——修正系数,表示我国原材料与先进国
家原材料的差距; K2——修正系数,表示我国基础工业(包括热 处理、表面处理、铸造质量控制等方面)与先进 国家的差距; K3 ——修正系数,表示生产厂现有工艺水平 与先进国家工艺水平的差距; K4——修正系数,表示生产厂在产品设计、 生产等方面的经验与先进国家的差距。

第四章 可靠性的预计与分配

第四章 可靠性的预计与分配
三、相对失效率法
使系统中各单元的容许实效率正比于该单元的预计失效率值,并根据这个原则来分配系统中各单元的可靠度。
可靠性设计
假设: 1、各单元串联,系统工作时间为t;
2、第i个单元的预计失效率为 ˆ i
n
3、系统的预计失效率为
ˆ

s
i
i
步骤:
系统的容许失效率为 s 1、确定各单元的预计失效率
ˆ
n
Fs Fi i1
……(1)
如已知各并联单元的预计失效概率 F ˆ i ,则可取 n-1个相对关系式,即:
F2 Fˆ 2
F1 Fˆ1
F3 Fˆ 3
F1 Fˆ1
……
Fn Fˆ n
F1 Fˆ1
以上各方程与(1)联立求解可得各单
元的容许失效概率。由 单元的容许可靠度。
Ri 1Fi 求得各
例4-3:
可靠性设计
n
R s
1(1Ri
)
i1
1
R 1 ( 1 R )n i 1 ,2 ,...,n
i
s
混联系统可靠度的分配
二、再分配法
可靠性设计
已知各单元的可靠度预计值: Rˆ1,Rˆ2,...,Rˆn
则系统可靠度的预计值为:
n
Rˆ s Rˆi i1
步骤: 1、判断系统的可靠度预计值是否小于系统所
要求的可靠度指标Rs;
3.元件计数法
元器件计数预计法是根据系统内包含的元器件数量及 其可靠性水平来预计系统可靠度或MTBF的方法。 该方法适用于在方案阶段用以初步、快速估计设备可 靠性水平的方法之一。
可靠性设计
设:系统所用单元、器件的种类数为N,第i种元、器 件数量为ni,则系统的失效率为:

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

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。

第四讲可靠性预测和分配

第四讲可靠性预测和分配
[例题] 一个由20个单元组成的串联系统,要求系统的可靠度指标为 0.90,即系统容许的失效概率为0.10。将此值分配给20个串联单元, 试求各单元的可靠度值。
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

Rm [
RS
n
1
]m
Rm1
i m1Ri

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:

系统可靠性计算、预估和分配

系统可靠性计算、预估和分配

并串联系统
1
2
3
4
S1
等效系统
S2
第一节 系统可靠性计算
串并联系统
s11
s12
s1m
s21
s22
s2m
sn1
Sn2
snm
第一节 系统可靠性计算
并串联系统:
S11
S12
S1m
S21
S22
S2m
Sn1
Sn2
Snm
第一节 系统可靠性计算
假定各分系统独立工作时,具有相同的可靠度R。 可靠度的计算要“逐级”进行 并串联系统的可靠度
第一节 系统可靠性计算
系统级 分系统级 设备级 部件级
5
1
234
abcde

ⅢⅣ
ⅠⅡ



X
D
LCR
X
D
组件级
ⅰⅱⅲⅳ
第一节 系统可靠性计算
当我们知道了组件中各单元的可靠性指标(如可靠度、故障率或 MTBF等)即可由下一级的逻辑框图及数学模型计算上一级的可靠性指 标,这样逐级向上推,直到算出系统的可靠性指标。这就是利用系统 可靠性模型及已知的单元可靠性指标预计或估计系统可靠性指标的过 程。
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,
RD=0.98。
A
求系统可靠度RS。
B
解:Rs(t)= 0.999992
C
D
串联: Rs(t)= 0.77
第一节 系统可靠性计算
N个相同单元组成的并联系统可靠度图
并联模型
与无贮备的单个单元相比,并联可明显提高系统可靠性 (特别是n=2时)

可靠性预计和分配

可靠性预计和分配
18
n
Rsy Riy
i(1 1)当各构成单元旳估计失效概率很小时旳可靠性分配
n
• 因为该系统为串联络统,故有 Rsy Riy ,因为 Rsy 1 qsy ,Riy 1 qiy
,则有
i 1
n
n
n2
1 qsy 1 qiy 1 qiy q jyq ky
1 n q1否需要进行可靠性分配
Rsy RAy RBy RCy RDy 0.9 0.92 0.94 0.96 0.747
因为
Rsy 0.747
不大于系统要求具有旳可靠度 Rsq 0.9
故对系统各构成单元必须进行可靠性分配。考虑此处估计公
式为近似公式,且构成单元中有旳失效概率不够小,为确保 一次分配成功,按 Rsq 0.9进1 行分配
分配旳含义: 给定系统可靠度 Rs* 要求 f (R1, R2,..., Rn ) Rs*
16
一、串联络统可靠性旳分配
1、等分分配法:把可靠度平均分给各个单元
n
Rs Ri i1
Ri
R1/ n s
i 1,2,...n
17
1-2利用估计值旳分配法
当对某一系统进行可靠性估计后,有时发觉该系统旳可 靠度估计值Rsy不大于要求该系统应该到达可靠度值Rsq。 此时必须重新拟定各构成单元(也涉及子系统)旳可靠度, 即对各单元旳可靠度进行重新分配。
R1 R2 R3 R4 R5
解:(1)判断对该系统是否要进行可靠度分配 因为在1000h时
R R R R R R (1000) (1000) (1000) (1000) (1000) (1000)
p
不影响系统失效旳并联单元l,k旳对数
3、上下限综合计算 系统可靠度旳预测值

4 可靠性预测和分配

4 可靠性预测和分配

例 某项设备由发射机、接收机、信息处理 与控制机、监控台监测信号源、射频分机、 天线等七部分组成,其中发射机所用的元 器件及失效率估计如下表所示。试估计发 射机的故障。
4.相似设备法

这种方法是根据与所研究的新设备相似的老设备的可靠性, 考虑到新设备在可靠性方面的特点,用比较的方法估计新 设备可靠性的方法。经验公式为



例: 系统可靠性逻辑框图如下图所示, 已知各单元的失效概率为:FA=0.0247; FB=0.0344; FC=0.062; FD=0.0488; FE=0.0979;FF=0.044; FG=0.0373; FH=0.0685;试用上下限法求系统的可靠 度,并与数学模型法的结果比较。
3.元件计数法
n

F j Fk R j Rk
n—系统中的单元总数; n1—系统中的并联单元数目; Rj,Fj—单元j,j=1,2,…,nl,的可靠度,不可靠度; RjRk,FjFk—并联子系统中的单元对的可靠度,不可靠 度,这种单元对的两个单元同时失效时,系统仍能正 常工作; n2—上述单元对数。
(1)上限值的计算
当系统中的并联子系统可靠性很高时,可以
认为这些并联部件或冗余部分的可靠度都近 似于1,而系统失效主要是由串联单元引起的, 因此在计算系统可靠度的上限值时,只考虑 系统中的串联单元。
RU 0 R1 R2 Rm Ri
i 1
m
系统应取m=2,即 RU 0 R1R2 当系统中的并联子系统的可靠性较差时,若 只考虑串联单元则所算得的系统可靠度的上限值 会偏高,因而应当考虑并联子系统对系统可靠度 上限值的影响。但对于由3个以上的单元组成的并 联子系统,一般可认为其可靠性很高,也就不考 虑其影响。

可靠性预测与分配

可靠性预测与分配

可靠性
5
3.1 可靠性设计
三、可靠性设计的目的和任务
可靠性设计的目的:
是使系统在满足规定的可靠性指标前提下,产品的技
术性能、重量指标、费用及使用寿命等取得协调并达到最 优化的结果,或在性能、重量、费用、使用寿命和其他要 求的约束条件下,通过采用相应的技术,设计出可靠性符 合要求的产品。
6
3.1 可靠性设计
40
3.2 可靠性预测
3)工作时间
根据单元工作的时间来评定。应用此方法预计是以系
统工作时间为基准的,如果单元工作时间和系统工作时间
相同,评为10 分,而工作时间最短的评为 1 分。此处需要 注意的是如果系统中所有单元故障率以单元自身工作时间 为基准,则不考虑此因素。 4)环境条件
根据单元所处的环境来评定,如果单元在极其恶劣
Tmax:应力最大值 ABC折线为降额
开始的基准线。
17
3.1 可靠性设计
5.耐环境设计法
当产品在冲击、振动、潮湿、高低温、盐雾、霉菌、
核辐射等恶劣环境下工作、安装、维修、贮存和运输时,
其中部分单元难以承受这种环境应力的影响而产生故障。 因此,需要采取环境防护设计降低产品对环境的敏感性以 提高其可靠性。
20
3.1 可靠性设计
七、可靠性设计程序
明确可靠性要求 确定可靠性目标 明确设计条件 初步设计 反 馈 技术设计 可靠性预计(评价性) 可靠性设计完成
21
掌握产品使用要求 可靠性特征量 收集数据信息基础 可靠性预计、分配、各种可靠性 设计方法 各种可靠性设计方法 可靠性试验、各种可靠性预计、 可靠性分析(FMEA、FTA)、 设计评审
31
3.2 可靠性预测
求:该设备的可靠性

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。

可靠性预测和分配详解

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。

第四章 可靠性的预计与分配

第四章 可靠性的预计与分配

36
可靠性分配
1 [ Rs (T )] ,i 1,2, Ri ( t i ) 1 分配给各单元的可靠度为: Ei
Ni N
1 0.96 R1 ( 48) 1 0.9966 1 20
故分配结果合格。
31
可靠性分配
(3)AGREE分配法 单元或子系统的复杂度定义为:单元中所含 的重要零件、组件的数目Ni与系统中重要零 件、组件的总数N之比,即第i个单元的复杂度 为:
Ni Ni N Ni i 1,2,
32
可靠性分配
单元或子系统的重要度定义为:该单元的失 效而引起系统失效的概率。按照AGREE分配 法,系统中第i个单元分配的失效率λi和分配 的可靠度Ri(t)分别为:
因为Rsy=0.747,小于系统要求的可靠度 Rsq=0.9,所以系统各组成单元的可靠性需要再 分配。为保证一次分配成功,取Rsq=0.91。 (2)求各单元的可靠度分配值
27
可靠性分配
q sy 1 Rsy 1 0.747 0.253 q sq 1 Rsq 1 0.91 0.09 q Ay 1 RAy 1 0.9 0.1 q By 1 RBy 1 0.92 0.08 qCy 1 RCy 1 0.94 0.06 q Dy 1 RDy 1 0.96 0.04
(2)对于技术上不够成熟的产品,分配较低 的可靠性指标,缩短研制时间,降低研制费 用。 (3)对于处于恶劣环境条件下工作的产品, 产品的失效率会增加,应分配较低的可靠性指 标。 (4)由于产品的可靠性随工作时间的增加而 降低,对于需要长期工作的产品,分配较低的 可靠性指标。
16
可靠性分配
(5)对于重要度高的产品,一旦发生故障, 对整个系统影响很大,应分配较高的可靠性指 标。 3 无约束条件的可靠性分配法 (1)等分配法 (2)利用预计值的分配法 (3)AGREE分配法

第四章_可靠性预计和分配

第四章_可靠性预计和分配
m
RU0R1R2Rm Ri i1
2020/5/7
系统应取m=2,即 RU0 R1R2
当系统中的并联子系统的可靠性较差时,若只考 虑串联单元则所算得的系统可靠度的上限值会偏高, 因而应当考虑并联子系统对系统可靠度上限值的影 响。但对于由3个以上的单元组成的并联子系统,一 般可认为其可靠性很高,也就不考虑其影响。
1.取决因素:两方面 2.怎样预计单元的可靠度?
确定单元基本失效率 G 确定其应用失 效率 3.系统可靠性预计的方法主要有哪些? 数学模型法、边值法、元件计数法、相 似设备法、应力分析法等。
2020/5/7
4.1.1单元的可靠性预测
• 首先要确定单元的基本失效率 G
• 它们是在一定的环境条件(包括一定的试验条 件、使用条件)下得出的,设计时可从手册、 资料中查得。
可靠性水平进行评估。
2020/5/7
可靠性预测的目的
• (1)了解设计任务所提的可靠性指标是否能满 足,是否已满足;即检验设计是否能满足给 定的可靠性目标,预计产品的可靠度值。
• (2)便于比较不同设计方案的特点及可靠度, 以选择最佳设计方案。
• (3)查明系统中可靠性薄弱环节。根据技术和 经济上的可能性,协调设计参数及性能指标 ,以便在给定性能、费用和寿命要求下,找 到可靠性指标最佳的设计方案,以求得合理 地提高产品的可靠性。
R 1 R 2 R 8 R F 3 3R F 4 4 R F 8 8
2020/5/7
写成一般形式为 P1
n i1
R
i
n1 j 1
F j R j
P 2
n i1
1
R
i
( j , k ) n 2
F jFk R jRk

08第三章可靠性预计和分配01

08第三章可靠性预计和分配01

8
(2) 我国军品手册
《电子设备可靠性预计 手册》-GJB299 ;
(3) 美国军品用手册
MIL-HDBK-217。
产品的可靠性高低 可靠性高低并不取决于论证,而决 可靠性高低 决 定于其本身。 定于其本身 若想提高产品本身的固有可靠性,则 应在产品设计阶段对它进行可靠性的预测 和分配, 和分配 下面分别讨论预测和分配 预测和分配这两个问题。 预测和分配
1
第三章 可 靠 性 预 测 和分配
内 容 提 要 §3 -1系统可靠性指标的论证 一、常用可靠性指标 二、系统可靠性指标的论证方法 三、元器件的失效率 §3 - 2可靠性预测(预计) 一、可靠性预测的含义和作用 二、产品在投标阶段和设计阶段的可靠性预测 三、设计中的系统可靠性预测
2
上一章我们讲完了系统的可靠性模型, 已知组成系统各单元的可靠性求 主要解决了已知 已知 各单元的可靠性求 系统可靠性的方法。 系统可靠性的方法 单元的可靠性如何确定? 单元的可靠性如何确定? 即是我们这一章(第三章)所讲的可 靠性预计(预测)和分配。 预计(预测)和分配。 预计 在产品生产中不但要确定产品的目的和 用途、所要求的功能,工作条件和环境条件, 而且还要有可靠性指标 可靠性指标的要求。 可靠性指标
(1) 下限
25
R
(1 ) 下限
=
k1 + k 2

i =1
Ri (∑
n1
q R
j j
)
j =1
(6)
26
( 2) R下限 ——在系统串联单元可靠性确定的情 系统中非串联单元中任意2 况下,在实际系统中非串联单元中任意2个单元 系统中非串联单元中任意 失效系统仍可靠的概率,设非串联单元中第j个 失效系统仍可靠的概率 和第k单元失效,系统仍工作,此时有n2种组合, 则:

可靠性预计与分配(Day2-1)

可靠性预计与分配(Day2-1)

λp = ∑ Ni λbiπqii
i =1
n
• n单元所用元器件的种类数目
可靠度预计
元器件计数法范例(GJBZ299)
标 元器件类别 号 1 调整二级管 数量 N 4 质量 等级 质量 系数πq 0.5
-6 /10 /h
λb
N λbπq
-6 /10 /h
B1 B1 B1
2.24
4.48
2
合成电阻器
分类: • I类可行性预计(方案论证阶段) • II类初步预计(工程研制阶段早期) • III类详细预计(工程研制阶段中期和后期)
可靠性预计
可靠性预计一般程序:
(1)对被预计的系统做出明确的定义 ♦系统的功能和功能容许极限,亦即工作条 件、工作性能和容许偏差为已知。就容易 判断系统是否出现故障。 判断系统是否出现故障 (2)确定分系统 ♦将复杂系统分为几个较简单的分系统,明 确区分而且不能有重复。 确区分而且不能有重复
A B C D 合计
8 5 5 6
6 6 6 8
8 8 5 5
3456 1680 900 1440 7476
0.462279 0.224719 0.120385 0.192616 1
0.00092456 0.00044944 0.00024077 0.00038523 0 002 0.002
1081.597 2225 4153.333 2595.833 500
比较分析结果,新旧产品的差异仅在材料,因此,对X、Y 材料做了抗拉试验、弹性模量、比刚度、比强度、热膨胀 系数 导热系数 密度 伸长率等分析 得出Y材料可使D 系数、导热系数、密度、伸长率等分析,得出 的TBF提高10%。所以, 新 TBF(D) = 5000 x (1 + 10%) = 5500 h 改进后的整体产品的 TBF = 1/(1/1000 + 1/1250 + 1/2000 + 1/5500) = 403 h

第四章-可靠性预计与分配

第四章-可靠性预计与分配

第四章 可靠性预计与分配可靠性预计与分配是可靠性设计与分析中的重要任务之一。

可靠性预计是根据历史的产品可靠性数据(检验或检修产品),系统的构成和机构特点等估计系统的可靠度。

可靠度预计是根据组成系统的元件,器件的可靠度来估计的,是一个自上而下的一种系统综合过程(元器件 组件系统)。

可靠性分配是指在可靠度预计的基础上,将通过初步论证确定了的可靠度指标合理的分配给系统的各组成部分(系统组件元器件)。

可靠度预计与分配是一种反复迭代,逐步求解的过程。

可靠度预计的目的:(1) 评价是否能够达到要求的可靠性指标(2) (方案论证阶段)通过预计,比较不同的方案的可靠性水平,为方案选择提供基础。

(3) (在设计中),通过预计,发现影响系统可靠度的主要因素,指出薄弱环节,采取设计措施,提高系统的可靠度。

(4) 为可靠性分配奠定基础。

4.1可靠性预计方法可靠度预计分为单元可靠度预计和系统可靠性预计。

1) 单元可靠性预计方法(实际上这里的单元也具有相对的概念) 系统是有许多单元组成的,系统可靠性是各单元可靠度的概念的综合。

因此,单元可靠度是系统可靠度预计的基础。

=λλGFKKF——修正系数λG——单元的基本失效率,可以从有关手册中查到2) 系统可靠性预计 i.数学模型法对于能直接给出可靠性数学模型的串联,并联,混联,表决,旁联系统,可以采用第二章介绍的有关公式进行可靠性预计,通常称为数学模型法。

ii.边值法(上下限法)主要用于不能用前述数学模型求解的复杂系统。

a) 上限法的计算(1) 只考虑系统中的串联单元R RU 10=R 2(认为并联部分可靠性很高,可靠度为1)(2) 只考虑系统中两个并联单元失效而引起系统失效的概率(认为有三个以上单元的并联系统可靠度为1)=P 1R 1R 2(F F F F F F F F F F 8764546353++++)此时,系统可靠性上限法为(修正为)P R RU U 101-=(3) 考虑系统中3个并联单元失效而引起系统失效的概率,方法同②中所述。

第5章可靠性预计与分配分析

第5章可靠性预计与分配分析

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。

第五章 可靠性分配与预计

第五章 可靠性分配与预计

可靠性分配注意事项
可靠性分配应反复多次进行 在方案论证和初步设计工作中,分配是较粗略的,经粗 略分配后,应与经验数据进行比较、权衡。 与不依赖于最初分配的可靠性预测结果相比较,确定分 配的合理性,并根据需要重新进行分配。 随着设计工作的不断深入,可靠性模型逐步细化,可靠 性分配亦须随之反复进行。 为了尽量减少可靠性分配的重复次数,在规定的可靠性 指标的基础上,可考虑留出一定的余量。 这种做法为在设计过程中增加新的功能单元留下余地, 因而可以避免为适应附加的设计而必需进行的反复分配。
系统可靠性预计概念与分类
系统可靠性预计概念 系统可靠性预计是以组成系统的各单元产品 的预计值为基础,根据系统可靠性模型,对 系统可靠性进行预计。 系统可靠性预计必须注意时间基准的问题。 系统可靠性预计分类 基本可靠性预计 任务可靠性预计 任务期间不可修系统的任务可靠性预计 任务期间可修系统的任务可靠性预计
各研制阶段可靠性分配方法的选择
选择依据 要进行分配,首先必须明确设计目标、限制条件、 系统下属各级定义的清晰程度及有关类似产品可 靠性数据等信息。随着研制阶段的进展,产品定 义起来越清晰,则可靠性分配也有所不同。 方案论证阶段 等分配法 初步设计阶段 评分分配法、比例组合法 详细设计阶段 评分分配法、考虑重要度和复杂度分配法等
可靠性分配与预计
刘中田 Office: SY1009 Email: liuzht@
主要内容
可靠性分配
可靠性分配目的 可靠性分配与可靠性预计的关系 可靠性分配程序 可靠性分配的原理与准则 可靠性分配方法
可靠性预计
可靠性预计的目的、用途与分类 单元可靠性预计 系统可靠性预计
可靠性分配

09第三章可靠性预计和分配02

09第三章可靠性预计和分配02

QAQBQC QAQBQD QAQCQD QBQCQD
QAQBQCQD
∵ QA 、QB 、 QC 、 QD 很小,则两个或两 个以上其值的乘积可忽略不计,可有:
10
1 Qs 1 QA QB QC QD

Qs QA QB QC QD
因是预测值,加上脚标注明得 :
3.1510
5
(3) 求 Ri分配 ( 1000 )
RA分配 ( 1000 ) e
A分配 1000
e
2.0810 5 1000
0.9794
RB分配 ( 1000 ) e
B分配 1000
e
4.2410 1000
5
24
0.9585 C分配 1000 1.2810 5 1000 RC分配 ( 1000 ) e e 0.9873 D分配 1000 3.1510 5 1000 RD分配 ( 1000 ) e e
Qs预测 QA预 QB预 QC预 QD预
Qs要求 等式两边同时乘以 Qs预
Qs求 Qs求 Qs求 Qs求 Qs要求 QA预 QB预 QC预 QD预 Qs预 Qs预 Qs预 Qs预
11
Qs求 Qs求 Qs求 Qs求 Qs要求 QA预 QB预 QC预 QD预 Qs预 Qs预 Qs预 Qs预
A分配
2.08105
B分配
S求 5 B预 8.3410 0.509 S预
5
4.2410
C分配
S求 C预 2.02105 0.509 S预
1.28105
23
D分配
S求 5 D预 6.1910 0.509 S预
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4.1.1单元的可靠性预测


首先要确定单元的基本失效率 G
它们是在一定的环境条件(包括一定的试验条 件、使用条件)下得出的,设计时可从手册、 资料中查得。

根据其使用条件确定其应用失效率,即 单元在现场使用中的失效率。它可以直接
使用现场实测的失效率数据,也可以根据不同 的使用环境选取相应的修正系数KF值,并按下 式计算求出该环境下的失效率
m m m
(2)下限值的计算

系统的可靠度下限初始值为 RL 0 Ri
i 1
首先是把系统中的所有单元,不管是串 联的还是并联的、贮备的,都看成是串 联的。 n
在系统的并联子系统中如果仅有1个单元失效,系统仍能 正常工作。有的并联子系统,甚至允许有2个、3个或更多 的单元失效而不影响整个系统的正常工作。
4.1 可靠性预计
4.2可靠性分配
1. 串联系统的可靠性分配
A等分配法
B利用预计值的分配法
C阿林斯分配法
D代数分配法 2.并联系统可靠性分配
一、什么是可靠性预计
是在产品设计阶段到产品投入使用前,对其 可靠性水平进行评估。
可靠性预测的目的

(1)了解设计任务所提的可靠性指标是否能满 足,是否已满足;即检验设计是否能满足给 定的可靠性目标,预计产品的可靠度值。 (2)便于比较不同设计方案的特点及可靠度, 以选择最佳设计方案。 (3)查明系统中可靠性薄弱环节。根据技术和 经济上的可能性,协调设计参数及性能指标, 以便在给定性能、费用和寿命要求下,找到 可靠性指标最佳的设计方案,以求得合理地 提高产品的可靠性。
(4) 发现影响产品可靠性的主要因素,找 出薄弱环节,以采取必要的措施,降低 产品的失效率,提高其可靠度。 (5)确认和验证可靠性增长。 (6)作为可靠性分配的基础。 (7)评价系统的固有可靠性。

(8)预测产品的维修性及有效度。
4.1 可靠性预计
1.取决因素:两方面 2.怎样预计单元的可靠度? 确定单元基本失效率 G 确定其应用失 效率 3.系统可靠性预计的方法主要有哪些? 数学模型法、边值法、元件计数法、相 似设备法、应力分析法等。
3.元件计数法

这种方法仅适用于方案论证和早期设计阶段,只需要 知道整个系统采用元器件种类和数量,就能很快地进 行可靠性预计,以便粗略地判断某设计方案的可行性。 若设系统所用元、器件的种类数为N,第i种元、器件 数量为ni,则系统的失效率为
如果在3与4,3与7,4与7,5与6,5与8,6与8的单元对中有一对(两个) 单元失效,或3,4,7和5,6,8单元组中有一组(3个)单元失效,系统 仍能正常工作。
RL1 RL 0 P1 则系统的可靠度下限值 R R P L2 L0 2
P1—考虑系统的并联子系统中有1个单元失效,系统仍能正常工作的概率; P2—考虑系统的任一并联子系统中有2个单元失效,系统仍能正常工作的概 率。
K F G
由于单元多为元件或零、部件,而在机械产品中的零、 部件都是经过磨合阶段才正常工作的,因此其失效率基 本保持一定,处于偶然失效期,其可靠度函数服从指数 分布,即
R(t ) e
t
exp(K F Gt )
4.1.2系统的可靠性预测
1. 数学模型法:对于能够直接给出可靠性模 型。 2.边值法(上下限法) : 基本思想 应用举例 优点
(1)上限值的计算

当系统中的并联子系统可靠性很高时, 可以认为这些并联部件或冗余部分的可 靠度都近似于1,而系统失效主要是由串 联单元引起的,因此在计算系统可靠度 的上限值时,只考虑系统中的串联单元。
RU 0 R1 R2 Rm Ri
i 1 m
系统应取m=2,即 RU 0 R1R2 当系统中的并联子系统的可靠性较差时,若只考 虑串联单元则所算得的系统可靠度的上限值会偏高, 因而应当考虑并联子系统对系统可靠度上限值的影 响。但对于由3个以上的单元组成的并联子系统,一 般可认为其可靠性很高,也就不考虑其影响。
n


பைடு நூலகம்
F j Fk R j Rk
n—系统中的单元总数; n1—系统中的并联单元数目; Rj,Fj—单元j,j=1,2,…,nl,的可靠度,不可靠度; RjRk,FjFk—并联子系统中的单元对的可靠度,不可靠度,这种 单元对的两个单元同时失效时,系统仍能正常工作; n2—上述单元对数。
(3)按上、下限值综合预计系统的可靠度

上、下限值RU,RL的算术平均值
Rs 1
1 RU 1 RL
采用边值法计算系统可靠度时,一定要注意使计 算上、下限的基点一致,即如果计算上限值时只 考虑了一个并联单元失效,则计算下限值时也必 须只考虑一个单元失效;如果上限值同时考虑了 一对并联单元失效,那么下限值也必须如此
P 1 R1 R2 ( F3 R4 R5 R6 R7 R8 R3 F4 R5 R6 R7 R8 R3 R4 R5 R6 R7 F8 ) F3 F4 F8 R1 R2 R8 R R R 4 8 3
写成一般形式为
n1 F j P 1 Ri i 1 j 1 R j n 1 P 2 Ri i 1 ( j ,k )n2

当系统中的单元3与5,3与6,4与5,4与6,7与8中任 一对并联单元失效,均将导致系统失效 R1R2 (F3F5+F3F6+F4F5+F4F6+F7F8) RU= R1R2 - R1R2 (F3F5+F3F6+F4F5+F4F6+F7F8)
写成一般形式为
RU Ri Ri ( F j Fk ) Ri 1 ( F j Fk ) ( j ,k )s i 1 i 1 i 1 ( j ,k )s m—系统中的串联单元数; FjFk—并联的两个单元同时失 效而导致系统失效时,该两单元的失效概率之积,s—一 对并联单元同时失效而导致系统失效的单元对数,
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