故障率的计算方法

故障率的计算方法

系统发生故障的频率和时间的关系可以用浴盆曲线来表达，如图1-1所示。。 1浴盆曲线原理

图 1-1浴盆曲线

从该曲线可以看出，系统故障率在系统早期投用和晚期老化后的故障率较高，而在使用中间段时随机故障率相对恒定。

2故障率计算公式

C=在考虑的时间范围Δt 内，发生故障的部件数

N=整个使用的部件数

Δt=考虑的时间范围

3平均无故障时间MTBF

MTBF=1/λ

4可靠性计算公式

A S =MTBF/(MTBF+MDT)

MDT=平均故障时间（或

MTTR=平均修复时间）

举例：

● MTBF=100h ，MDT=0.5h-→A=99.5%!

● MTBF=1year ，MDT=24h-→A=99.7%

λ ≈ c N .

∆ t

故障频率

λ

因此，考虑系统的可靠性需同时考虑MTBF和MDT。

5如何增加系统的可靠性

从可靠性公式中可以看出，增加系统的可靠性可以从提高MTBF和MDT降低两个方面进行。

5.1增加系统的稳定性

增加稳定性，可从如下环节考虑：

●设备生产商

●使用高质量部件

●使用具有更高标准的部件

●预烧

●抗过载保护

●质量控制

●冗余

●工厂设计人员

●网络结构

●冗余安装

●符合安装条件需要

●在合适的环境条件下使用

●工厂操作人员

●维护

●快速故障诊断

●自动故障诊断和定位（自测试）

●具有诊断功能

●诊断工具的稳定性

●训练有素的维护人员

●快速修复

●系统不停机情况下修复（在线修复）

●修复工程容易

●快速备件发送

●训练有素的专业人员

5.2整个系统的MTBF

对于串行系统而言，系统故障发生率是各部件故障发生率之和，如图1-2所示。举例：

MTBF1 MTBF2 MTBF3

图1-2串行系统的MTBF

可见部件越多MTBF 时间越小。

SIMATIC H 系统的平均无故障时间：

CPU: 15年

IO 模件： 50年

平均修复时间:大约4小时，对于工厂设计通常10年进行一次大修，更换部件。 注：

MTBF 的计算方法没有一个确定的标准，各个产品生产商的计算方法不同。

设备故障停机率=设备故障停机时间/（设备实际运行时间+设备故障停机时间）。 1 MTBF sys MTBF 1 MTBF 2 MTBF 3

1 1 1 + + = MTBF sys = 1

λ1 + λ2 + λ3