第4章汽车可靠性报告
第四章_可靠性设计
4.2
可靠性
第4章 可靠性设计
1、可靠性：产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力
“规定条件”包括使用时的环境条件和工作条件。产品 的可靠性和它所处的条件关系极为密切，同一产品在不同 条件下工作表现出不同的可靠性水平。（例如:汽车不同路 行驶） “规定的时间”这个时间是广义的，除时间外，还可以 是里程、次数等。产品的可靠性和时间的关系呈递减函数 关系。 “规定的功能”指的是产品规格书中给出的正常工作的 性能指标。
第4章 可靠性设计
4.1为什么研究可靠性 一、可靠性的提出
农业、工业、交通运输等行业的发展，对产品提出了质量
可靠要求。因此，逐渐在很多场合下，提出了耐久性、寿 命、稳定性、安全性、维修性等概念来进一步描述产品的 质量问题。 很显然，对于技术性能合格的产品来说，还有一个保持产 品技术性能而不至于失效的问题，这就是产品的可靠性问 题。可见，可靠性也是评价产品质量的一个重要指标。 可靠性问题的严重性是在第二次世界大战反映出来的，从 而引起有关国家的军事工业生产和科研部门的重视，并作 为重大科研问题研究。
第4章 可靠性设计
根据联结方程（机械零件的可靠度方程）：
Z
F S F2 S2
250 210 162 202
1.56
2、查表可得该零件的失效概率Q：Q＝0.06＝6％，R＝1-Q＝ 94％，由此可以看出，虽然零件强度大于其受到的应力，但是， 在实际情况下，仍然有6％的失效概率。这也是传统单值设计 方法不足之处。
第4章 可靠性设计
传统的安全系数设计法的局限性：
若应力和强度分布的标准差σS和σF保持不变，而以相同的
比例K改变两个分布的平均值μS和μF ，当K>1时， μS和μF 右移，此时安全系数n＝ μS/μF虽然没变，但是可靠性却提高
可靠性分析报告范文
可靠性分析报告范文一、引言可靠性是指系统在规定的条件下，按照规定的功能要求，在规定的时间内正常工作的能力。
作为一个重要的属性，可靠性在各行各业都有着重要的应用。
本报告旨在对一些系统的可靠性进行分析，并提出改进建议。
二、可靠性指标分析1.故障率：故障率是指在系统的使用寿命内，单位时间内发生故障的平均次数。
故障率的高低直接影响到系统的可靠性。
在对该系统进行可靠性分析时，我们发现在最近的一年内，该系统的故障率较高，平均每个月出现3次故障，严重影响了系统的正常运行。
2.平均修复时间：平均修复时间是指每次发生故障后，平均需要进行修复的时间。
通过对过去记录进行统计，我们发现平均修复时间较长，每次故障平均需要花费3小时进行修复。
这意味着当系统发生故障时，需要消耗大量的时间来修复，严重降低了系统的可用性。
3.可用性：可用性是指系统能够按照要求正常工作的时间占总时间的比例。
通过对系统近期的使用情况进行分析，我们发现系统的可用性较低，平均每月只有90%的时间能够按要求正常运行，其他时间都用于故障修复。
三、可靠性改进建议1.提高系统的稳定性：通过对系统的故障率分析，我们发现故障主要是由于硬件设备老化和软件版本升级不及时导致的。
因此，建议定期对系统进行硬件设备的维护和更换，并及时进行软件的升级，以提高系统的稳定性和可靠性。
2.缩短修复时间：为了降低故障修复时间，可以采取以下措施：建立完善的故障处理流程和标准化的故障处理文档，提高故障处理人员的技能和培训水平，减少故障排查和修复的时间。
此外，可以引入自动化的故障监测和修复工具，快速定位和解决故障，进一步缩短系统的修复时间。
3.提高系统容错能力：针对系统故障的影响，可以采取冗余备份措施，提高系统的容错能力。
通过在关键节点设置冗余设备，并进行实时数据备份，当系统的一些节点发生故障时，能够迅速切换到备份节点，避免系统的中断和数据的丢失，提高系统的可靠性。
四、结论通过对该系统的可靠性分析，我们发现系统的故障率高、平均修复时间长且可用性低。
新能源汽车动力系统的可靠性分析
新能源汽车动力系统的可靠性分析第一章：前言随着新能源汽车的快速发展，新能源汽车动力系统的可靠性愈加受到关注。
本文将会对新能源汽车动力系统的可靠性进行分析，并探讨新能源汽车动力系统的发展方向。
第二章：新能源汽车动力系统的介绍新能源汽车动力系统包含电池、电机、电控、综合控制器、功率器件等多个部分，通过电能的转换驱动车辆。
与传统燃油汽车相比，新能源汽车的核心在于电池和电机，功率器件和控制器的作用是将电池电量转换成驱动力，实现车辆行驶。
第三章：新能源汽车动力系统可靠性来源分析1. 电池系统：电池可靠性是影响新能源汽车动力系统性能的关键因素，电池管理系统的可靠性直接决定了电池安全和寿命。
常见影响因素包括气候、温度、充电速度、内阻等。
2. 电机系统：电机系统主要涉及到电机的可靠性、电机控制系统的可靠性，对于电机的磨损、过热、故障等问题都需要进行可靠性分析。
3. 电控系统：电控系统涉及到电子元器件、芯片、电子传感器等，对于电控系统的可靠性需要进行长时间的抗干扰测试。
4. 综合控制器：综合控制器是新能源汽车动力系统的智能核心，安全稳定性和可靠性是设计和应用中的重要目标。
综合控制器的工作状态在车辆行驶中直接影响着新能源汽车的安全性和效能。
第四章：可靠性测试方法为更好的保证新能源汽车动力系统的可靠性，需要开展可靠性测试。
可靠性测试通常分为以下几种：1. 实际路试测试：通过设定测试场景，对电池、电机等关键部件进行路试测试，考察新能源汽车在实际驾驶中的可靠性。
2. 模拟测试：通过建立模拟测试平台，对电池、电机等关键部件进行可靠性测试。
模拟测试可以节省测试成本，避免因实际测试条件不足导致的测试误差。
3. 器件可靠性测试：针对电电子器件、芯片等部件，进行可靠性测试，研究器件在不同工作条件下的可靠性。
4. 环境耐久测试：通过模拟不同环境、不同工况下的测试，考察零部件的耐久性和可靠性。
第五章：新能源汽车动力系统的发展方向1. 提升电池技术：目前新能源汽车电池寿命较短、价格较高，需要进一步提升电池技术，扩大电池容量。
第4章典型系统的可靠性分析
第四章典型系统的可靠性分析4.1 系统及系统可靠性框图4.1.1概述所谓系统是指为了完成某一特定功能，由若干个彼此有联系的而且又能相互协调工作的单元组成的综合体。
在可靠性研究中，按系统是否可以维修可以将系统分为不可修复系统和可修复系统。
不可修复系统是指系统一但失效，不进行任何维修或更换的系统，例如日光灯管、导弹以及卫星推进器等一次性使用的系统。
不可修复是指技术上不能修复、经济上不值得修复，或者一次性使用不必要再修复。
可修复系统是指通过修复而恢复功能的系统。
机械电子产品大多数都是可修复系统，但不可修复系统相对可修复系统来说简单得多，而且对不可修复系统的研究方法与结论也适用于可修复系统，同时是研究可修复系统的基础。
4.1.2系统可靠性框图系统是由若干个彼此有联系的而且又能相互协调工作的单元组成的综合体，因此各个单元之间必然存在一定的关系，为了分析系统的可靠性，就必须分析系统各单元之间的关系，首先要将所要分析的系统简化为合理的物理模型，然后在由物理模型进一步得到参数和设计变量的数学模型。
对于复杂产品，用方框表示的各组成部分的故障或它们的组合如何导致产品故障的逻辑图，称为可靠性框图。
可靠性框图可以用来评价产品或系统的设计布置以及确定子系统或元件的可靠性水平；可靠性框图和数学模型是可靠性预测和可靠性分配的基础。
下面通过实例来说明如何建立可靠性框图。
例4.1 如图4.1所示是一个流体系统工程图，表示控制管中的流体的两个阀门通过管道串联而成。
试确定系统类型。
图4.1两阀门串联流体系统示意图解要确定系统类型，要从分析系统的功能及其失效模式入手。
1.如果其功能是为了使液体通过，那么系统失效就是液体不能流过，也就是阀门不能打开。
若阀门1和阀门2这两个单元是相互独立的，只有这两个单元都打开，系统才能完成功能，因此，该系统的可靠性框图如图3.2a)所示。
2.如果该系统的功能是截流，那么系统失效就是不能截流，也就是阀门泄漏。
第4章 可靠性设计原理与可靠度计算
解：假设此拉杆可能的失效模式为拉断，根据材料力学的应力计算公式 s=P/r2 和概率论中随机变量函数的分布参数的算法（具体方法见后面章节），其横截面 的正应力
s( s， s ) 的均值和标准差可分别计算出来
s P r2
s
1
2 A
2 P
2 A
2 A
1 2 2 P
设计变量的属性及其运算方法不同－可靠性设计中涉及的变量大多是随机变量， 涉及大量的概率统计运算。 安全指标不同－可靠性设计用可靠度作安全指标。可靠性指标不仅与相关参量 的均值有关，也与其分散性有关。可靠性指标能更客观地表征安全程度。 安全理念不同－可靠性设计是在概率的框架下考虑问题。在概率的意义上，系 统中各零件（或结构上的各部位）的强弱是相对的，系统的可靠度是由所有零 件共同决定的。而在确定性框架下，系统的强度（安全系数）是由强度最小的 零件（串联系统）或强度最大的零件（并联系统）决定的。 提高安全程度的措施不同－可靠性设计方法不仅关注应力与强度这两个基本参 量的均值，同时也关注这两个随机变量的分散性。可以通过减少材料/结构性 能的分散性来降低发生失效的概率。而传统设计一般都是要通过增大承力面积 来降低工作应力，保证安全系数。对于结构系统来说，可靠性设计多采用冗余 结构保证系统安全。
可靠度与设计安全性
由可靠度的定义可知，可靠度为安全系数大于1的概率。
可靠性设计中，将安全指标与可靠度相联系，可以充分 利用材料、结构、载荷等方面的特征信息，采用严谨的 理论方法，有根据地减少尺寸、重量，容易实现设计优 化，便于系统可靠性预测。
可靠性设计中的载荷概念
载荷分布是可靠性设计的重要参数之一，在某种意义上也可以说是最重要的参数。 载荷分布对于产品可靠度的意义，可以是一次性作用的载荷以不同值出现的概率，也可以是多次作 用的载荷的统计规律。也就是说，对于一次性使用的产品，例如一次性使用的导弹发射架、一次性 消防器材保险装置等，载荷分布表达的是这个一次性出现的载荷的概率特征；对于长期使用的产品， 例如汽车、桥梁等，载荷分布一般应该是载荷历程的统计规律。
教学大纲-汽车可靠性
《汽车可靠性》课程教学大纲1、课程名称：汽车可靠性Automotive Reliability2、学时：30 学分：23、课程类别：专业选修课4、先修课程：汽车构造，汽车诊断与维修5、适用专业：汽车服务工程专业本科生6、考核方式：考查7、建议教材、教学参考书：汽车可靠性。
肖生发主编。
人民交通出版社。
2008.08一、课程性质、目的和培养目标汽车可靠性是汽车服务工程专业的专业选修课。
汽车可靠性主要介绍汽车可靠性的基本概念，汽车系统可靠性分析，汽车可靠性设计，汽车可靠性试验和汽车失效分析，汽车可靠性管理等内容。
期望通过本门课程的学习，不仅可以使学生们熟悉和掌握汽车可靠性的基本知识，而且可以强化学生对汽车可靠性的实际应用能力，以便于在今后的工作中开展汽车可靠性方面的实践，也能有助于提高我国汽车行业汽车可靠性的研究水平。
二、教学内容和基本要求本课程主要采用课堂讲授的教学方式，成绩评定综合考虑，其中平日考勤占30%，期末成绩占70%。
在学完本课程之后，学生能够：（1）清晰明了汽车可靠性的概念以及相关的技术指标。
（2）能独立完成汽车可靠性的分析与设计。
（3）全面掌握汽车可靠性实验。
（4）了解汽车可靠性管理。
知识点和教学要求（1）汽车可靠性的概念，指标及常用方法.（2）实验的熟练理解.（3）汽车可靠性的设计与管理.能力培养要求（1）掌握汽车可靠性分析方法.（2）对汽车可靠性试验的全面了解.（3）对汽车能进行基本的汽车可靠性设计.三、教学课程学时分配撰写人：刘建房系（部）公章：系（部）教学主管签字：时间：。
第4章-系统可靠性模型与分析
在分析系统可靠性时，要透彻了解系统中每个单元的功能，各 单元之间在可靠性功能上的联系，以及这些单元功能、失效模 式对系统功能的影响，即就其功能研究系统可靠性。
系统功能逻辑框图：用方框表示单元功能，每一个方框表示一 个单元，方框之间用短线连接起来，表示单元功能与系统功能 的关系。
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。
（2）1000h任务时间时的系统可靠度；
（3）系统平均故障时间。 λ1=6.5个故障（106h） λ2=26.5个故障（106h）
解：对于常故障率，第i个的可靠度为
t
Ri e 0i (t )dt eit
则串联系统的可靠度为
n
i (t )dt
i1
st
R e e S
n
S i i 1
对于假设部件具有常故障率的串联系统，系统故障率可由给定 值代入得到
3、
4、 5、
班级团队项目
• 组成一个5个人组成的team，分别代表 – 市场 – 设计 – 试验 – 质量与可靠性 – 客户支持
• Team成员确定一个感兴趣的产品 • 确定产品的可靠性指标、条件、判别依据
多种可靠性建模方法
可靠性框图 网络可靠性模型 故障树模型 事件数模型 马尔可夫模型 Petri网模型 GO图模型
4.1 模型
• 原理图
– 反映了系统及其组成单元之间的物理上的连接与组合 关系
• 功能框图、功能流程图
– 反映了系统及其组成单元之间的功能关系
• 系统的原理图、功能框图和功能流程图是 建立系统可靠性模型的基础
i 1
i 1
当各单元服从指数分布时：nRs (t) Nhomakorabean
e e it
汽车可靠性设计提纲(20051110打印)解读
汽车可靠性设计讲课提纲（部分）重庆大学机汽车系 舒红第二章 汽车可靠性评价指标2.1可靠性指标 一、可靠度的定义汽车或零部件在规定的条件，规定的时间内无故障地完成规定功能的概率。
可靠度是在一定置信度下的条件概率（0~1），置信度指的是所求得的R 在多大程度上是可信的。
二、可靠度函数R （t ）设规定时间为t ，产品寿命为T （随机变量）。
R(t)=P(T ≥t) 0≤t<∞(2-1)设有N 件产品，从开始工作到时刻t 发生的故障的件数N f (t)。
平均可靠度估计值置信度50% (2-2)置信度100% 一般当N 足够大三、不可靠度（失效概率）F(t)F(t)表示产品在规定的时间t 内不能完成规定功能的概率，即发生故障的时刻T 小于t 时的概率。
它与R(t)是互补的，即产品失效和不失效是互逆事件。
)(1)()(t R t T t F -=<P = （2-3）1)()(=+t R t F四、失效概率密度函数f(t) 1、失效频率直方图1）取N 件产品作寿命试验（也可以是实际使用的失效统计数据），测量其失效时间；2）将失效时间分为K 个区段：[t o ,t 1]，[t 1,t 2]…[t k-1,t k ]),2,1(1k i t t t i i =-=∆-，共有k 组3）第i 个区段],[1t t i -内，产品失效频数为i N ∆， 失效频率工作到t i 时刻的累积失效频率在处理实际问题时，F i 就是F(t i )的估计值。
4）作出直方图当以单位时间的失效频率tN N i∆⋅∆作为纵坐标时，作出的图称为失效频率密度分布直方图。
每一小方块面积代表这区间的失效频率。
所有矩形的面积之和为1∑∑===∆→=∆⋅∆⋅∆ki iki i N N t t N N 1111 2、失效概率密度函数f(t)N t N N t R f )()(ˆ-=Nt N N t R f )()(-≈)(ˆ)(t R tim t R N ∞→=Nt N t F f )()(≈NN W ii ∆=∑∑===∆=ij jij ji W NNF 11tN t N t N imt f f ∆⋅∆→∆∞→=)(0)( （2-4）设工作到t 时刻的失效数为)(t N f 工作到)(t t N t t f ∆+∆+tN t N t t N t N imt N t N t N im t f f f f ∆⋅-∆+→∆∞→=∆⋅∆→∆∞→=)()(0)(0)( dtdFt t F t t F t N im=∆-∆+→∆∞→=)()(0（2-5）f(t)反映了失效概率随时间变化的平均变化率。
可靠性工程与风险评估第4章-可靠性设计
Hale Waihona Puke 或 y ln r ln s y C r2 C s2
从式(3—7)、(3—10)推导过程中可知，可靠度为：
R t P y 0 1
式中 (· )——标准正态分布函数。 是失效概率 的度量，对于某固定的概率 值越大， 越小，亦即结构具 密度函数而言， 有更大的可靠度。表4—5是正态分布时，可靠度系数 (安全指标)与失效概率的关系。
1、概率密度函数法 设一维随机变量x，有：
如果随机变量x的概率密度函数为 f x x 则随机变量的概牢密度函数可以写成：
yg x
已知， （4-1）
dx f y y fx x dy 1 其中 x 若 x 有两个值，用 g g x1
则：
和 x 2
表示，
dx dx 1 2 （4-2） f y f x f x y x 1 x 2 dy dy
第四章 可靠性设计
可靠性设计是建立在概率统计理论基础上的，故又 称为概本设计。它是一种更能反映实际工作情况的设 计 方法，近年来逐渐为人们所重视。装置或零部件可靠性 设计，与现在通用的一般设计方法相比较，具有如下特 点： 1、在可靠性设计中，认为作用在装置或零部件上 的载荷(工作应力)和材料的强度(抗力)部不是确定值， 而是随机变量，具有明显的离散性质。因此，设计计算 时，必须用分布函数来描述，用概率统计的方法求解。 2、这种设计方法可以定量地表示装置或零部件在 操作运行中的失效概率或可靠度。
二、设计验算点
本段拟叙述另外一种设计方法，它也是基于一次 二阶短理论，但不是在中心点处展开，而是引入设计验 算点的概念。 首先，讨论两个正态变量线性极限状态方程的情 况。极限方程式：
汽车道路可靠性试验规范(2019[1].03.20)
![汽车道路可靠性试验规范(2019[1].03.20)](https://img.taocdn.com/s3/m/9b1a221c5901020206409c12.png)
汽车道路可靠性试验规范(2019[1].03.20)Q/LFQ力帆实业（集团）股份有限公司企业标准Q/LFQ G0010—2019汽车道路可靠性试验（试行）2019 - 03 - 23发布 2019 - 03 - 23实施前言本文件是以符合国家及行业标准为前提, 针对本公司在新产品研发过程中对整车、总成、零部件开发认可试验而制定的。
本规范由范围、规范性引用文件、术语、内容等部分组成。
本文件按照GB/T 1.1-2019给出的规则起草。
本文件由重庆力帆（实业）集团股份有限公司汽车研究院提出。
本文件由重庆力帆（实业）集团股份有限公司汽车研究院负责起草。
本文件由重庆力帆（实业）集团股份有限公司汽车研究院负责归口。
本文件起草人：尤启明本文件批准人：关锋金本文件所代替标准的历次发布情况为：首次发布汽车道路可靠性试验1 范围本文件规定了质量考核及认可工作中道路整车性能、可靠性、零部件搭载行驶试验条件、试验程序、行使规范、试验记录、试验行驶里程和路面分配及可靠性评价。
本文件适用于公司所研发的汽车整车、总成零部件的质量考核及认可工作。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB 1495-2002 汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法 GB/T 4970-2019 汽车平顺性试验方法GB/T 6323.1-1994 汽车操纵稳定性试验方法蛇行试验GB/T 6323.2-1994 汽车操纵稳定性试验方法转向瞬态响应试验 GB/T 6323.3-1994汽车操纵稳定性试验方法转向瞬态响应试验 GB/T 6323.4-1994 汽车操纵稳定性试验方法转向回正性能试验 GB/T 6323.5-1994 汽车操纵稳定性试验方法转向轻便性试验 GB/T 6323.6-1994 汽车操纵稳定性试验方法稳态回转试验 GB 7258-2019 机动车运行安全技术条件 GB/T 12534-1990 汽车道路试验通则 GB/T 12536-1990 汽车滑行试验方法 GB/T 12539-1990 汽车爬陡坡试验方法 GB/T 12543-2019 汽车加速性能试验方法 GB/T 12544-1990 汽车最高车速试验方法GB/T 12545.1-2019 汽车燃料消耗试验方法第1部分：乘用车燃料消耗试验方法GB/T 12547-2019 汽车最低稳定车速试验方法GB/T 12548-1990 汽车速度表、里程表检验校正方法 GB/T 12673-1990 汽车主要尺寸测量方法GB/T 12674-1990 汽车质量（重量）参数测定方法 GB 12676-1999 汽车制动系统结构、性能和试验方法 GB/T 12677-1990 汽车技术状况行驶检查方法 GB/T 12678-1990 汽车可靠性行驶试验方法GB 18352.3-2019 轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国III 、IV 阶段） GB/T 18697-2002 声学汽车车内噪声测量方法GB 1495-2002汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法 QC/T 34-1992 汽车故障模式分类QC/T 900-1997 汽车整车产品质量检验评定方法3 整车磨合规范 3.1 总则除试验大纲特殊要求以外，均按此规范进行磨合。
第四章系统可靠性分析
t n
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）
– 当并联过多时可靠性增加减慢
1.0 0.8 0.6 n=5 n=4 n=3 n=2 n=1 t
Rs(t)
0.4
0.2
并联单元数与系统可靠度的关系
并联系统小结
并联系统的失效概率低于各单元的失效概率 并联系统的平均寿命高于各单元的平均寿命 并联系统的可靠度大于单元可靠度的最大值 并联系统的各单元服从指数分布，该系统不再服 从指数分布 随着单元数的增加，系统的可靠度增大，系统的 平均寿命也随之增加，但随着数目的增加，新增 加单元对系统可靠性及寿命提高的贡献变得越来 越小
• 即使单元故障率都是常数，但并联系统的故障率不再是 常数，而是随着时间的增加而增大，且趋向于λ
当系统各单元的寿命分布为指数分布时，对于 n个相同 单元的并联系统，有
Rs (t ) 1 (1 e ) 1 1 1 Rs (t )dt 0 2 n
1t
e
2t
e
2 t
( 1 2 )t
1 2 t
s (t )
1e
1t
2e 1 2 e e 1t e 2t e 1 2 t
1
0
Rs (t )dt
1
1
2
1 1 2
并联模型
旁联系统
组成系统的各单元只有一个单元工作，当工作单 元故障时，通过转换装置接到另一个单元继续工 作，直到所有单元都故障时系统才故障，称为非 工作贮备系统，又称旁联系统
旁联系统与并联系统的区别
• 并联系统中每个单元一开始就同时处于工作状 态，旁联系统中仅用一个单元工作，其余单元 处于待机工作状态 • 并联系统在工作中可能失效，而旁联系统储备 单元可能在储备期内失效 • 旁联系统还取决于故障监测和转换装置的可靠 性
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。
车辆可靠性-第4章故障与故障树分析
门的逻辑关系表达式为(即集合的交）:
A B1 B2 ....... Bn
式中A为输出事件
当事件Bi相互独立时，有
P(B1 B2 ) P(B1)P(B2 )
G5
X3
G6
遇到或门，在分析表的下一步中
＋
＋
＋
将事件分解到不同的割集（增添割集
数）。
X4
X5 X6
X7
X6
X8
步1 2
3
4
5
6
骤
X1 X1 X1
X1
X1
G1 G2 G4 G5 X4 G5 X4 X6
割 X2 G3 G3 X5 G5 X4 X7
集
X2 X2
X3 X5 G5
G6
X3
X2
G6
X2
X1 X4 X6 X4 X7 X5 X6 X5 X7
4.2汽车故障 (失效)的危害
故障对用户的危害:
①影响载客或运输任务的完成。②造成人身伤亡事故。③损毁车辆。 ④维修费用损失。⑤使用户产生厌烦、埋怨和不愉快心理。
故障对社会的危害:
①造成社会不良影响，对公务用车还会造成政治影响。②对客运或货 运企业，因故障而停驶，不仅影响服务信誉，而且造成经济损失。③造成人 身伤亡事故。④造成交通堵塞。⑤造成交通、公路、城市设施的损坏。⑥维 修费用损失。⑦材料和能源的浪费。⑧社会公害加剧。
割集 {X1}, {X2, X3｝， {x1,X2，X3｝
最小割集：{X1}, {X2,X3}
顶事件 T ＋ 或门
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联连接，如图b）所示。 b) 振荡电路可靠性框图
5
a) 振荡电路功能图
车辆可靠性设计
第四章 汽车可靠性分析
串联系统逻辑框图
串联系统：就是该系统中各分系统的失效是相
互独立的，而且如果其中任何一个分系统发生
故障，都会导致整个系统失效，如同链条的任
何一个环节断裂，整个链条就会失效一样。
１ 2 … i … n-1 n
i ( t ) dt 0 RS (t ) Ri (t ) e
i 1 i 1 n n
t
串联系统的失效 率 S (t ) 是各单元 失效率 i (t ) 之和
e
i ( t )dt 0 i 1
t n
e 0
t
s ( t ) dt
s (t ) i (t )
i 1
n
设各单元失效率为常数，系统平均寿命：
tm Rs (t )dt e
0 0
it
i 1
n
dt
1
i 1
n
i
1
s
10
车辆可靠性设计
第四章 汽车可靠性分析
例1（教材4-1）：由4个零件串联组成的系统中，
零件的可靠度分别为0.9、0.8、0.7、0.6，求该系统
Ri Pti t (i 1,2,, n)
假定 t1, t2 ,, tn 随机变量相互独立，若初始 t 0 时刻时，所有部件都是新的，且同时工作。显 然串联系统的寿命为:
T mint1, t2 ,, tn
8
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第四章 汽车可靠性分析
串联系统可靠度：
RS (t ) P(T t ) P min(t1 , t2 , , tn ) t P t1 t , t2 t ,, tn t R1 (t ) R2 (t ) Rn (t ) Ri (t )
第四章 汽车可靠性分析
按比例分配步骤 估计子系统失效率 计算系统失效率及子系统失效率加权因子
s i
分配各子系统失效率
(i 1 n)
i i / s
i* i s*
计算各子系统分配到的可靠度
R e
* i
i* t
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第四章 汽车可靠性分析
间的函数。
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(1 2 )
失效率是常数时，并联系统的失效率不是常数，而是时
车辆可靠性设计
第四章 汽车可靠性分析
设各单元失效率为常数，系统平均寿命：
n 2时 tm Rs (t )dt (2e
0 0 t
e
2 t
3 )dt 2
有n个单元组成时: 1 1 1 1 1 tm (1 ) i=1 i 2 3 n 1
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第四章 汽车可靠性分析
第四章 汽车可靠性分析
系统可靠性基本概念 简单系统可靠度计算 系统可靠度分配 重点：
串联系统、并联系统可靠度计算；
系统可靠度分配方法：等分配法、按比例 分配法、AGREE分配法
1
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第四章 汽车可靠性分析
4.1 系统可靠性基本概念
一、系统与单元
系统——由若干个部件相互有机地组合成一 个可完成某一功能的综合体。 单元——组成系统的部件。
进行可靠性分配的目的：
1、落实系统的可靠性指标 2、明确对各系统或单元的合理的可靠性要求 3、暴露系统的薄弱环节，为改进设计提供数据
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车辆可靠性设计
第四章 汽车可靠性分析
可靠度分配的作用和适用范围：
(1)合理地确定系统中每个单元的可靠度指标，以便在 单元设计、制造、试验、验收时切实地加以保证。反过来又 将促进设计、制造，试验、验收方法和技术的改进和提高。 (2)通过可靠度分配，帮助设计者了解零件、单元(子系 统)、系统(整体)间的可靠度相互关系，做到心中有数，减 少盲目性，明确设计的基本问题。 (3)通过可靠度分配，使设计者更加全面地权衡系统的 性能、功能、重量，费用及有效性等与时间的关系，以期获 得更为合理的系统设计，捉高产品的设计质量。 (4)通过可靠度分配，使系统所获得的可靠度值比分配 前更加切合实际，可节省制造的时间及费用。
3
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第四章 汽车可靠性分析
三、可靠性逻辑框图
在可靠性工程中，往往用系统的结构图和逻辑图来描述 系统与各单元之间的关系。
系统结构图用来表达系统中各单元之间的物理关系；
系统可靠性逻辑图用来表达系统单元间的功能关系， 指出系统为完成规定功能，那些单元必须正常工作， 那些单元仅作替补件等。 逻辑图中包括一系列方框，每个方框代表系统的一个单元
已知RS=0.999，求各个单元的可靠度。
1
2
3
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第四章 汽车可靠性分析
二 、按比例分配法
分配原理：考虑到原有系统基本上反映一定时期内 产品能实现的可靠性，按现实水平，把新的可靠性 指标按其原有能力成比例进行调整。
适用条件：新、老系统结构相似，而且有统计数据
的情况。
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车辆可靠性设计
i 1 n
系统中各单元可靠度相等时：
RS Rn
具有串联系统逻辑图的串联系统，其可靠度RS与功能关 系呈串联的单元数量n及单元的可靠度Ri有关。
随着单元数量的增加和单元可靠度减少，串联系统的可
靠度将降低。 系统的可靠度总是小于任一单元的可靠度。
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第四章 汽车可靠性分析
串联系统失效率：
t
e
2 t
(1 2 )
RS ' (t ) 1e 1t 2 e 2t (1 2 )e ( 1 2 )t s RS (t ) e 1t e 2t e ( 1 2 )t RS ' (t ) 2 e t 2 e2 t s RS (t ) 2e t e 2t
4
7
6
8
串－并联系统框图
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第四章 汽车可靠性分析
(1) 先求出串联分系统３与４和分系统５与６
的可靠度，分别记为Ｒ34和Ｒ56。
Ｒ34=R3×Ｒ4
R56=R5 ×R6
S34 7
1
2 S56 等效系统
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第四章 汽车可靠性分析
(２) 求出分系统Ｓ34与S56以及分系统７与８的 并联可靠度，分别记为Ｒ3456和Ｒ78。
假定 t1, t2 ,, tn 随机变量相互独立，显
然并联系统的寿命为: 并联系统失效概率：
T max t1, t2 ,, tn
FS (t ) P(T t ) P max(t1 , t2 , , tn ) t P t1 t , t2 t ,, tn t F1 (t ) F2 (t ) Fn (t ) Fi (t )
随着单元数量的增加和单元可靠度增加，并联系统的可
靠度将增加。 系统的可靠度总是大于任一单元的可靠度。
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第四章 汽车可靠性分析
并联系统失效率（寿命服从指数分布）：
n 2时 RS (t ) 1 (1 e 1t )(1 e 2t ) e 1t e 2t e ( 1 2 )t RS (t ) 2e
串联系统逻辑图
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第四章 汽车可靠性分析
并联系统逻辑框图
并联系统：就是该系 统中只要有一个分 系统工作，系统就
1 2 … i …
能工作。或是只有
当所有分系统都失
n-1 n
并联系统逻辑图
7
效，系统才失效。
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第四章 汽车可靠性分析
4.2 简单系统的可靠度计算
一、串联系统的可靠度计算 设第 i 个部件的寿命为 ti ，可靠度为
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第四章 汽车可靠性分析
两点假设： (1)组成系统的各零件、部件及分系统的故障是 相互独立的； (2)组成各系统的零件、部件及分系统的失效率 又都是常数，也就是它们的寿命均服从指数分布。 可靠度分配方法：
等分配法 、按比例分配法、 AGREE分配法
再分配法
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第四章 汽车可靠性分析
的可靠度。
例2：某系统服从指数分布,由3个子系统串联组成。
若各子系统的平均故障间隔时间分别为200h、80h、
300h，求系统的平均故障间隔时间是多少？
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第四章 汽车可靠性分析
二、并联系统的可靠度计算 设第 i 个部件的寿命为 ti ，可靠度为
Ri Pti t (i 1,2,, n)
系统和单元是相对的两个概念，视研究对象 不同而不同。
2
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第四章 汽车可靠性分析
二、系统可靠性分析方法
可靠性预测——按照已知零部件或各单元的 可靠性数据，计算系统的可靠性指标。 可靠性分配——按照已给定的系统可靠性指 标，对组成系统的单元进行可靠性分配。 系统可靠性分析的目的： 1）就是使系统在满足规定的可靠性指标、完 成预定功能的前提下，使该系统的技术性能、重 量指标、制造成本及使用寿命等取得协调并达到 最优化的结果； 2）在性能、重量、成本、寿命和其它要求的 约束下，设计出高可靠性系统。
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第四章 汽车可靠性分析
可靠度分配的原则：
(1)技术水平。对技术成熟的单元，能够保证实现较高 的可靠性，或预期投入使用时可靠性可有把握地增长到较高 水平，则可分配给较高的可靠度。 (2)复杂程度。对较简单的单元，组成该单元的零部件 数量少，组装容易保证质量或故障后易于修复，则可分配给 较高的可靠度。 (3)重要程度。对重要的单元，该单元失效将产生严重 的后果，或该单元失效常会导致全系统失效，则应分配给较 高的可靠度。 (4)任务情况。对单元的工作周期及其工作环境等给予 考虑，如对整个任务时间内均需连续工作及工作条件严酷， 难以保证很高可靠性的单元，则应分配给较低的可靠度。 (5)考虑费用、重量、尺寸等条件的约束。