系统可靠性预计与指标分配
第四章 可靠性的预计与分配
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：
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。
可靠性预测和分配详解
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
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。
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或3,4,8或5,6,7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。
概率法（阿林斯分配法）
4.2.4 AGREE分配法（代数分配法） 4.2.5 花费最小的最优化分配方法
（努力最小算法）
4.2.1等分配法
对系统中的全部单元分配以相等的可 靠度的方法称为“等分配法”或“等同 分配法”。
4.2.1.1 串联系统可靠度分配
4.2.1.2 并联系统可靠度分配
4.2.1.3 串并联系统可靠度分配
则系统的可靠度下限值
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。
P1 R1R2 (F3 R4 R5 R6 R7 R8 R3 F4 R5 R6 R7 R8 R3 R4 R5 R6 R7 F8 )
4.2 可靠性分配
如果说可靠性预测是从单元（零件、组件、分 总成、总成）到系统、由个体（零件、单元） 到整体（系统）进行的话，那么可靠性分配则 是按相反方向，由系统到单元或由整体到个体 对可靠度进行落实的。因此，可靠性预测可说 是可靠性分配的基础。
第六章 系统可靠性设计-可靠性预测
据。
– 为可靠性分配奠定基础。
可靠性预计的主要价值在于作为设计手段，为设 计决策提供依据。
要求预计工作具有及时性，即在决策点之
前做出预计，提供有用的信息，否则这项工作
会失去意义。
为了达到预计的及时性，在设计的不同阶 段及系统的不同层次上可采用不同的预计方法 ，由粗到细，随着研制工作的深入而不断细化 。
级展开。
2. 典型系统可靠性模型
典型可靠性模型分类
典型可靠性模型 非储备模型 有储备模型
工作储备模型 并联模型 表决模型 桥联模型
非工作储备模型
串联模型
旁联模型
典型可靠性模型
串联模型 并联模型
混联模型
表决模型 非工作贮备模型（旁联模型） 桥联模型
1）串联系统模型
组成系统的所有单元中任一单元的故障都会导致 整个系统故障的称为串联系统。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。
以是子系统、机器、总成、部件或零件、元件等。
不可修复系统 可修复系统
系 统
两点假设：
为简化计算，认为单元的失效均为独立事件，与其
它单元无关。 为了对可修复系统进行可靠性预测或可靠性评估， 常常将可修复系统简化为不可修复系统来处理。
系统可靠性设计的目的：
1）就是使系统在满足规定的可靠性指标、完成预定
6.2 单元可靠性预测
说明
– 系统可靠性是各单元可靠性的概率综合
– 单元可靠性预计是系统可靠性预计的基础 – 直接预计系统各单元的故障率或可靠度
常用的单元可靠性预计方法：
– 相似产品法 – 评分预计法 – 应力分析法 – 故障率预计法 – 机械产品可靠性预计法
可靠性预计和分配
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
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。
系统可靠性分配
系统可靠性分配一、概述系统可靠性分配是系统可靠性设计的主要内容之一。
它是根据一定的原则和方法，将系统可靠性指标自上而下逐级分配到下属各级产品的过程，也是人力、物力、财力合理试用的过程。
可靠性指标分配的目的在于将可靠性指标层层落实，使各级设计者明确自己的目标以便采取响应的措施，将可靠性设计进去。
对可靠性指标进行合理分配必须吃透两头：一头是对全局深刻了解，另一头是充分了解各个局部的特点。
了解全局主要包括：用户对可靠性的目前要求及潜在要求，与可靠性相关的各种约束条件，例如性能要求、尺寸、重量、进度、成本、维修要求等。
了解局部主要包括：下属产品技术难度，所含新技术比例；目前能达到的可靠性水平；提高可靠性的必要性及可能性；局部在全局的地位，是否是薄弱环节等。
可靠性分配与可靠性预计之间可以起到相辅相成的作用。
建立在可靠性预计基础上的分配将会使这种分配更加合理。
因此，在可靠性分配前，硬首先做好可靠性预计工作。
可靠性分配应尽早进行才有意义，一般适用于方案论证阶段及设计阶段早期。
需要说明的是，在进行可靠性指标分配时，由于许多情况还不明朗，可供使用的信息有限，很难做到一次分配到位。
因而需要进行调整或再分配，即是说，可靠性分配是一个渐进、反复的过程。
二、可靠性分配的准则要是可靠性分配做到合理，必须一方面满足系统的可靠性指标要求和约束条件要求；另一方面要具有可行性。
为此，需遵循以下准则：⑴危害度愈高，可靠性分配值愈高；⑵无约束条件时，可靠性的分配值允许较高；⑶复杂程度高，可靠性的分配值应适当降低；⑷技术难度大，可靠性的分配值应适当降低；⑸不成熟产品，可靠性的分配值应适当降低；⑹恶劣环境条件工作的产品，可靠性的分配值应适当降低；⑺工作时间长的产品，可靠性的分配值应适当降低。
以上准则是从不同的角度，逐一陈述的，即只考虑了但因素。
实际分配中，系统所属产品往往是多因素的，在运用以上准则时要注意综合权衡。
三、可靠性分配方法的分类按可靠性的模型分，可分为基本可靠性分配和任务可靠性分配。
轨道交通车门系统可靠性分配准则和预计方法
1可靠性分配的概述可靠性分配是量化与指定产品级别相关的系统可靠性要求。
通过对和谐的量化要求的全部和部分可靠性的分配。
这是一个从上到下的完整分解过程。
可靠性分配的类型是代表综合优化问题的技术决策过程。
通过分配，负责实施产品设计师的适当水平。
并根据此量化分配的可靠性估计所需的人力、时间和资源，以求技术上可行，经济上合理有效。
系统可靠性分配是由客户提出的，在设计任务书中提供了可靠性指标，从上到下，从下到上，从全球到局部逐步分解，分配到不同的系统，子系统和设备。
换句话说，产品级别的可靠性和相应的设计文件或合同中写下的产品质量要求的下一级是一个演绎过程。
总之，产品的可靠性发展阶段始于确定系统的可靠性，然后将其分配给组成系统的元素，这被称为可靠性分配。
其目的是在一定的约束条件下，将各单元的可靠性指标确定下来，进而保证系统满足规定的的可靠指标要求。
可靠性分配的基本准则：①为了减少重复分配的次数，并考虑在作业中可以忽略的其他因素，应该留出15%-20%的余量用于可靠性分配。
②某些非电子元器件的失效率很低时，可能不直接参与可靠性的分配，可能在其他要素项目中考虑合并。
③在分配可靠性指标时，应充分考虑任务可靠性指标分配值和基本可靠性指标分配值之间的协调性，且需满足系统的基本可靠性和任务可靠性指标。
④应从研究的早期阶段就进行可靠性分配，同时结合发展阶段的不同特点合理进行分配。
⑤对于复杂的子系统，设备等，由于产品越复杂，所包含的元件越多，应该指定较低的可靠性指标。
实现高可靠性越困难也越昂贵。
⑥技术上不成熟的产品，配置指标可靠性低。
这种产品的高可靠性要求增加了开发时间并增加了开发成本。
⑦对于在恶劣环境条件下工作的产品，由于恶劣的环境会增加产品的故障率，所以应该指定较低的可靠性指标。
⑧随着产品工作时间的增加，其可靠性会逐渐减少，所以，需长期工作的产品可靠性较低。
⑨由于重要性较高的产品故障会影响人身安全或任务完成，因此应分配较高的可靠性指标。
双发电机无人机电气系统可靠性预计与分配
双发电机无人机电气系统可靠性预计与分配摘要：考虑到飞行器的设计标准，并结合飞行器电子系统中的各个组件及其功能，我们构建了一个飞行器电子系统的可靠性数学模型；通过采用可靠度的权重分配策略，我们将电力系统中的各个组件的可靠性指标均匀地分布在这些组件上，为电力系统的初步设计奠定了可靠度的基石；并以某一型号无人机为例进行仿真验证。
电力系统的稳定性是基于电力系统中每个组件的真实可靠性来进行预估的。
针对某大型无人机机载电子系统，提出一种新的可靠性分配与预测计算方法。
该计算方法不仅成功地实现了系统设计的预定目标，而且其算法设置和预测结果也是合乎逻辑和实际可操作的。
关键词：可靠度预测；电力系统；UAV；双发供电；可靠度建模；权重分布前言可靠性被定义为在特定的时间和环境条件下，能够达到预定工作目标的一项关键性能指标。
可靠性预测和配置技术可以提高系统的工作效率，降低故障发生概率，减少维修费用，缩短研发周期。
在飞行器的研发阶段，对其可靠性进行预测和配置是至关重要的环节。
这不仅可以预估飞行器的使用寿命，还有助于评估其整体性能，识别影响其可靠性的核心因素，并据此为飞行器的优化设计提供指导。
随着科学技术的不断发展，飞行器系统越来越复杂，传统的方法已经不能满足工程应用的需求，因此有必要研究新的可靠度分析方法。
为了实现更精确和合理的可靠度预测，我们不仅需要参考同类型产品的现有统计数据，还需构建一个可靠度分析模型。
通过科学的评估和计算，我们可以对系统的各个组件（或装置）进行可靠度的预测和配置，从而确保达到预定的可靠度指标。
1可靠度设计原则1.1减缩在进行可靠性设计的过程中，一个必须严格遵循的核心原则是：1努力用尽可能少的部件和组件来满足产品的功能性要求；尽可能地减少使用成本，提高经济效益。
2为了提高系统的普适性和多功能性，我们应尽可能地采纳标准化、模块化和系列化的策略；3针对原材料、部件、部件以及部件的种类、规格和数量，进行了最小化和精确控制。
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。
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
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)
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
第三章可靠性预计和分配(2)
4
可靠性
RS = ？ 能等于95％？
R1 R2 R3 R4
其可靠性框图为：
5
∵
∴
R1 R2 R3 R4 R 0.95
则系统可靠性为 ：
Rs R 0.95 0.8145
4 4
以上例中所有零件可靠度均为 0.95 ，可系 统可靠度不是0.95，而是 0.8145 。 在工程中显然关心的是系统的可靠度而不是 组成单元的可靠度，因此工程关心的是如何根据 系统的可靠性求所有组成单元的可靠性，即如何 将系统的可靠性分配到每一个组成单元上？如同 精度分配一样。
C预
12
（1）判断是否需要重新分配 解：
RS预 RA预 RB预 RC预 RD预 0.96 0.92 0.98 0.94 0.8
由于 Rs预 Rs求 = 0.9
故需重新分配。
13
（2）求 Ri分配
∵
Qs预 1 Rs预 1 0.8 0.2
Qs求 1 Rs求 1 0.9 0.1
QA预 1 RA预 1 0.96 0.04
QB预 1 RB预 1 0.92 0.08
QC预 1 RC预 1 0.98 0.02
QD预 1 RD预 1 0.94 0.06
14
∴
Qs求 0.1 QA分配 QA预 0.04 0.02 Qs预 0.2 Qs求 0.1 QB分配 QB预 0.08 0.04 Qs预 0.2
1
第三章 可靠性预计与分配 §3-2 可靠性分配
一、可靠性分配的含义和原则
二、串联和串并联系统的可靠性分配
三、可靠性分配的其他方法
2
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。
系统可靠性预计分析报告
系统可靠性预计分析报告在当今高度依赖技术的社会中，各种系统在我们的生活和工作中扮演着至关重要的角色。
从简单的家用电器到复杂的工业控制系统，从通信网络到交通运输设施，系统的可靠性直接影响着我们的生活质量、工作效率以及安全保障。
因此，对系统进行可靠性预计分析显得尤为重要。
一、系统可靠性预计的重要性系统可靠性预计是在系统设计阶段，通过对系统的组成部分、工作环境、使用条件等因素的分析，预测系统在规定的时间内和规定的条件下完成规定功能的能力。
其重要性主要体现在以下几个方面：1、为系统设计提供依据通过可靠性预计，可以在设计阶段发现系统可能存在的可靠性问题，从而采取相应的改进措施，优化系统设计，提高系统的可靠性。
2、评估系统性能可靠性预计可以帮助评估系统在不同工作条件下的性能表现，为系统的选型、配置和使用提供参考。
3、控制成本在设计阶段进行可靠性预计，可以避免在后期出现可靠性问题时进行大规模的整改和维修，从而有效地控制成本。
4、提高用户满意度可靠的系统能够满足用户的需求，减少故障和停机时间，提高用户的满意度和忠诚度。
二、系统可靠性预计的方法目前，常用的系统可靠性预计方法主要有以下几种：1、元器件计数法这种方法适用于初步设计阶段，通过对系统中各类元器件的数量和质量等级进行统计，结合相应的可靠性数据手册，计算系统的基本可靠性指标。
2、应力分析法应力分析法相对较为复杂，需要考虑元器件的工作应力（如温度、湿度、电压等）对可靠性的影响。
通过建立数学模型，分析应力与可靠性之间的关系，从而更准确地预计系统的可靠性。
3、故障模式影响及危害性分析（FMECA）FMECA 是一种自下而上的分析方法，通过对系统中各个元器件和组件的故障模式、故障影响以及危害程度进行分析，评估系统的可靠性，并提出改进措施。
4、可靠性框图法可靠性框图法通过绘制系统的功能框图，将系统分解为若干个相互独立的子系统或组件，然后根据它们之间的逻辑关系计算系统的可靠性指标。
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可靠性设计
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可靠性定量要求
概念
确定产品的可靠性参数、指标以及验证时机 和验证方法，以便在设计、生产、试验验证、 使用过程中用量化方法评价或验证装备的可 靠性水平。 可靠性参数要反映战备完好性，任务成功性， 维修人力费用及保障资源费用等四个方面的 要求。
MTBF
MFHBF
MCSP
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可靠性设计
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可靠性定量要求
分类
基本可靠性要求
基本可靠性反映了产品对维修人力费用和后勤保 障资源的需求。 确定基本可靠性指标时应统计产品的所有寿命单 位和所有的故障。
任务可靠性要求
任务可靠性是产品在规定的任务剖面中完成规定 功能的能力。 确定任务可靠性指标时仅考虑在任务期间那些影 响任务完成的故障(即致命性故障)。
可靠性设计
4
可靠性要求
可靠性要求
产品使用方向承制方(或生产方)从可靠性角 度提出的研制目标,是进行可靠性设计、分析、 制造、试验和验收的依据。
研制人员只有在透彻地了解这些要求后，才 能将可靠性正确地设计、生产到产品中去， 并按要求有计划地实施有关的组织、监督、 控制及验证工作。
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用可靠性设计准则逐条审查设计的符合性， 完成设计准则符合性报告，供设计评审时使 用。
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可靠性设计
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可靠性设计准则
作用
可靠性设计准则是进行可靠性定性设计的重 要依据。 贯彻可靠性设计准则可以提高产品的固有可 靠性。 可靠性设计准则是把可靠性设计和性能设计 有机结合的有效方法。 可靠性设计准则是一个单位产品设计经验的 总结与升华。
研制阶段 目标值
研制阶段 门限值
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设计 定型
生产 定型
批生产
可靠性设计
大量部署 和使用
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可靠性参数值时序图
论证阶段
方案阶段
工程研制阶段
生产阶段
使用阶段
目标值
目标值 (协调)
预计值
目标值
门限值
门限值 (协调)
规定值 最低可接受值
研制结束 门限值
研制结束 最低可接受值
设计值 增长计划
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可靠性设计
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可靠性定性分析要求
定性分析要求的主要项目
功能危险分析(FHA)
综合的、系统的演绎方法
故障模式和影响分析(FMEA)
系统的，自下而上的归纳分析法
故障树分析(FTA)
系统的，自上而下的演绎分析法
区域安全性分析(ZSA)
按照装备的区域进行的分析、检查法
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使用阶段
验证值
设计定型
验证值
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可靠性设计
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可靠性参数值时序说明
论证阶段
由使用方根据装备的使用需求和可能，经过 论证提出装备的“目标值”，并据此确定 “门限值” 。
方案阶段
由使用方与承制方协调，确定最终的“目标 值”和“门限值”，并确定研制结束时的门 限值——“研制结束门限值”。
合同规定的可靠性定性、定量要求； 合同规定引用的有关规范、标准、手册等提出的可靠性 设计准则； 同类型产品的可靠性设计经验以及可供参考的通用可靠 性设计准则。
详细设计准则
将产品的可靠性设计准则以“XX可靠性设计准则” 条款形式输出。
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可靠性设计
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可靠性定性分析要求
定性分析要求
定性分析要求一般是在产品研制过程中要求 采取的可靠性分析工作，以保证与提高产品 可靠性。 这些可靠性分析工作需要在产品研制的各个 阶段根据产品的实际情况和分析方法的特点， 具体组织实施。
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可靠性设计
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可靠性设计准则
主要内容
概述
说明产品名称、型号、功能和配套关系；产品合 同规定的可靠性定性、定量要求等。
目的
说明编制可靠性设计准则的目的。
适用范围
应说明编制的可靠性设计准则适用于何产品或何 系列产品 。
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可靠性设计
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可靠性设计准则
主要内容
依据
应说明编制可靠性设计准则的主要依据。
确定关键件和重要件 环境防护设计 热设计 软件可靠性设计 包装、装卸、运输、储存等设计
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可靠性设计
8Leabharlann 可靠性设计准则含义
在研制过程中尽可能充分挖掘研制单位已有 的工程经验，把设计人员多年积累的设计经 验与教训加以总结提高，形成可靠性设计标 准和指令性文件。
指导工程设计人员如何把产品的可靠性设计 到产品中去。
可靠性定性要求分类
定性设计要求 定性分析要求
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可靠性设计
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可靠性定性设计要求
定性设计要求概念
定性设计要求一般是在产品研制过程中要求采取的 可靠性设计措施，以保证与提高产品可靠性。 这些要求都是概要性的设计措施，在具体实施时， 需要根据产品的实际情况而细化。
主要的定性设计要求项目
制定和贯彻可靠性设计准则 简化设计 余度设计 降额设计 制定和实施元器件大纲
将其转化为合同参数对应的“规定值”、
“最低可接受值”及“研制结束最低可接受
值”。
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可靠性参数值时序说明
工程研制阶段
进行可靠性分配确定装备各层次产品的设计目标—— “设计值”(即与装备成熟期的“目标值”对应的“规 定值”，而非研制结束时的最低可接受值)，经过可 靠性设计分析及可靠性增长，实现设计目标。
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可靠性设计
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可靠性指标
含义
可靠性指标是可靠性参数要求的量值。如 M TBF=1000h即为可靠性指标。 与使用、合同参数相对应，可靠性指标分为 可靠性使用指标和可靠性合同指标。
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可靠性设计
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可靠性参数指标的特性
目标值→规定值；门限值→最低可接受值
成熟期目标值 成熟期门限值
可靠性设计
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可靠性要求
可靠性要求分类
定性要求
用一种非量化的形式来设计、评价和保证产品的 可靠性。
定量要求
规定产品的可靠性参数、指标和相应的验证方法。 用定量方法进行设计分析，进行可靠性验证，从 而保证产品的可靠性。
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可靠性设计
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可靠性定性要求
可靠性定性要求概念
用一种非量化的形式来设计、评价和保证产 品的可靠性，对数值无确切要求。 在定量化设计分析缺乏大量数据支持的情况 下，提出定性设计分析要求并加以实现更为 重要。
可靠性设计——
III.系统可靠性预计 与指标的分配
高嵩
本章内容
1. 系统可靠性要求制定 2. 系统可靠性要求分配 3. 系统的可靠性预计
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可靠性设计
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1.可靠性要求制定
内容提要
可靠性要求的概念 可靠性定性要求 可靠性定量要求 可靠性定量要求制定 可靠性定性要求制定
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