系统可靠性分析

人的工作可靠度预测
• • • • • • Ri——第i号作业最终成功完成的概率 Rbi——第i号作业的初始成功概率 Fbi——第i号作业的初始失败概率 Si——第i号作业失败能够被察觉的条件概率 预测值与实测值不太符合的原因： （1）故障率、应力条件、各种计算系数的估计与计算误 差； • （2）预测对象与所用数据源对象，在技术设计、制造、 使用环境、使用应力等方面的相似程度差异； • （3)可靠性模型选用不当； • （4）可靠性管理工作有效性对预测精度的影响。
人的工作可靠度预测
• 2.人的差错概率（HEP) • 人的工作可靠度与人的工作差错概率是互逆的。所以人的 工作可靠度可通过人的工作差错概率来计算。 • 人的差错概率可用下式计算：
HEP=e/E
• e为某项工作（作业对象）中发生的差错数；E为某项工作 （作业对象）中可能发生差错的机会数。
手动控制系统操作差错概率
作业
从只用标号表示的同型操作器中进行选择 的差错 从被按功能分类的操作器中进行选择的差 错
HEP
0.003（0.001~0.01）
0.001（0.0005~0.001）
操纵台上的操作器选择差错
按错误的方向旋转（常识性的旋转方向） 按错误的方向旋转（与常识性的旋转方向 相反） 在高应力状态，按错误方向旋转（与常识 性的旋转方向相反）
ˆ (t )
r r [ N r (t )] t n(t ) t
• t=0时N件产品投入使用，到时刻t时有r（t）件产品故障， n(t)件继续工作中，Δ r为在t时刻后Δ t时间内故障的产 品数 • 可靠度：
系统可靠度计算
串联系统失效率计算如下：λ i(t)是第i个单元的失效率
X n t ) P( X i t ) Ri (t )
i 1 i 1
n
n
系统可靠度计算
• 2.并联系统 由n个单元组成的并联系统表示当这n个单元都失效时，系 统才失效，换句话说，当系统的任一单元正常工作时，系 统正常工作。 并联系统不可靠度(累积失效概率)计算如下：
n n
+∞
∑ti
MTBF=
i=1
n
n
可靠度、维修度和有效度的常用度量指标
• 3.平均故障修复时间（MTTR) • 指可修复系统出现故障到恢复正常工作平均所需时间。
∑τi
MTTR=
i=1
n
n
可靠度函数与故障率
• 可靠度是时间的函数。设可靠度为R(t)，不可靠度为F(t)， 则有： • R(t）+F(t）=1 • 故障率概率密度函数： • 故障率公式：
系统可靠性分析
基本概念
•
1.可靠性和可靠度
• 可靠性：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。可靠性是一个定性的概念，与之对 应的定量指标是可靠度。 • 可靠度：系统、设备或元件等在预期的使用周期（规定时 间）内和规定的条件下，完成其规定功能的概率。
•
2.维修度
• 维修度是指系统发生故障后在维修容许时间内完成维修的 概率。
3.串--并联系统 串--并联系统是由一部 分单元先并联组成一些子系 统，再由这些子系统组成一 个串联系统，如右图。
人的工作可靠度预测
• 1.人的工作差错与人的工作可靠度 • 人在工作中，难免发生差错，如设计差错、指挥差错、计 算差错、操作差错、写作差错等，这些差错，归纳起来不 外乎以下5类： • （1)未履行职能 • （2）错误的履行职能 • （3）执行为赋予的份外职能 • （4）按错误程序执行职能 • （5）执行职能时间不对
F并联 (t ) P( X t ) P( X1 t X 2 t
并联系统可靠度计算如下：
n n
X n t ) P( X i t ) Fi (t )
i 1 i 1
R并联 (t ) 1 Fi (t ) 1 [1 Ri (t )]
i 1 i 1
人的工作可靠度预测
• 3.计算人的工作可靠度的差错概率法 • 运用差错概率法预测人的工作可靠度的程序为： • 明确系统故障的判断基准；进行作业分析，评价基本 动作间的相互关系；估计人的差错概率；④求系统故障 率，评价人的差错对系统故障的影响；⑤重复~④步工 作，改进人机系统的特征值，直到达到可容许的范围。 • 步骤： • （1）绘制人的差错概率树图 • (2)成功与失败的计算概率 Rbi Ri= 1－FbiSi
基本概念
• 3.有效度 • 有效度是指对于可修复系统在规定的使用条件和时间内能 够保持正常使用状态的概率。 • 有效度=可靠度×[1－可靠度]×维修度
可靠度、维修度和有效度的常用度量指标
• 1.平均无故障时间（MTTF） • 它是指系统开始工作到发生故障前连续正常工作的平均时 间，通常用来度量不可修复系统的可靠度。 • MTTF=E(t)=∫ tf（t）dt 0 • 2.平均故障间隔时间（MTBF） • 可修产品的平均寿命是指相邻两次故障间的平均工作时间， 称为平均无故障工作时间或平均故障间隔时间，记作 MTBF(Mean Time Between Failures)。
串联 (t )
(t )
i 1 i
n
串联系统任一单元失效时，就引起系统失效，其失效是和事 件，串联单元每一个可靠时系统才能可靠，是积事件。串联 系统可靠度是组成该系统的各独立单元可靠度的乘积。
可靠度函数与故障率
• 系统的平均寿命为其故障率的倒数。对可修复系统，故障 率的倒数实际上就是平均故障间隔时间。 • 系统的故障率实际就是在某一时刻系统单位时间发生故障 的概率，其量纲应为时间的倒数。一般元器件在其寿命周 期内要经过早期失效期、随机失效期和耗损失效期3个阶 段。其故障率如图所示：
使用寿命（工作期）
早期失 效期
随机失效期
损失失 效期
系统可靠度计算
• 1.串联系统 • 由n个单元组成的串联系统表示当这n个单元都正常工作时， 系统才正常工作，换句话说，当系统任一单元失效时，就 引起系统失效。
• 串联系统可靠度计算如下
R串联 (t ) P( X t ) P( X1 t X2 t
来自百度文库
0.0006（0.0001~0.001）
0.0006（0.0001~0.001）
0.05（0.005~0.1）
0.01（0.001~0.05）
人的工作可靠度预测
• 人的工作可靠度为： RM=1－HEP=1－e/E 实际工作中，计算e和E用的数据，可从下列几种途径取得： （1）手机紧急状态时的全部运转记录； （2）收集全部正常业务、保养、校正、定期检验、启动停 止时人的差错记录，引起差错的具体条件； （3）收集模拟的正常业务、非正常业务方面的人的差错的 潜在来源； （4）专家的经验判断。