某设备在不同研制阶段几种可靠性分配方法

某设备在不同研制阶段的几种可靠性分配方法【摘要】本文以某设备为例，在不同研制阶段，根据产品定义的清晰程度以及有关类似产品的可靠性数据信息，分别介绍了几种常用的可靠性分配方法，为产品的可靠性设计及改进性设计提供了依据。

【关键词】可靠性研制阶段分配方法

1 某设备的组成及可靠性指标要求

某设备由发动机、接收机、自动装置、控制设备、电源五部分组成。可靠性指标要求为：平均无故障间隔时间mtbf为180小时，任务可靠度为0.9（置信度0.8），单次工作时间为12小时。

2 等分配法

这是在设计初期，即方案论证阶段，当产品没有继承性，而产品定义并不十分清晰时所采用的最简单的分配方法。

等分配法的原理：对于简单的串联系统，认为其各组成单元的可靠性水平相同。在本例中，认为机载设备分配给各分系统的可靠度指标均为。

显然，这种分配方法是不合理的，首先它没有考虑到原有各分系统的可靠度，也没有考虑到各分系统的工作时间、重要性与复杂程度。因此，可能会出现有的分系统分配的可靠度过高，根本不能达到，有的分系统分配的可靠度过低，甚至低于分系统原有的可靠度。

3 评分分配法

评分分配法是在方案设计阶段的初期，可靠性数据非常缺乏的情况下，通过有经验的设计人员或专家对影响可靠性的几种因素评分，并对评分值进行综合分析以获得各单元产品之间的可靠性相对比值，在根据相对比值给每个分系统或设备分配可靠性指标的分配方法。

此法适合有经验的设计者使用。应用这种方法时，时间一般应以系统工作时间为基准。这种方法主要用于分配系统的基本可靠性，也可以用于分配串联系统的任务可靠性，一般假设产品服从指数分布。该方法适合方案论证阶段和初步设计阶段。

评分分配法通常考虑的因素有：复杂度、技术水平、工作时间和环境条件，各因素的评分值范围为1～10分，分值越高说明可靠性越差。

在本例中，各分系统的评分值及mtbf分配值见表1：

各分系统评分数ωi=复杂度、技术发展水平等各项评分相乘。该分系统评分系数ci=各分系统评分数÷各分系统评分数之和。各分系统挂飞可靠性mtbfi=系统可靠性mtbf/该分系统评分系数ci。

4 比例法

比例分配法是假定组成全系统的各分系统具有相同的关键性。首先根据以往的相关数据和设计经验，预测出各分系统的可靠度，根据预计出的可靠度求出预计失效概率，最后依据指标规定的系统失效概率与分系统的预测失效概率的比例来分配分系统的可靠度。

即先求出系统的比例因子

再计算各系统的可靠度ri（i=1，2，3，…，n），根据各分系统的可靠性指标计算全系统的可靠度rs，并与系统的可靠性指标相比较。如果，说明可靠性的指标分配方案合理；否则，要重新进行可靠性指标分配，直到满足为止。

比例法须知条件：系统由k个独立的的分系统（或单元）组成，每个分系统（或单元）有预先研制阶段或类似系统的故障统计资料。此法适合系统研制初期（方案设计阶段）使用，主要用于分配系统的任务可靠性，。

在本例中，根据历史信息或估计各分系统可靠度预计值见表2：

5 考虑重要度和复杂度的分配法

随着项目研制的进展，产品定义越来越清晰，进行可靠性分配时，必须综合考虑各分系统的重要度和复杂度。

在本例中，动力装置分系统由两台发动机并联组成，一台发动机故障而动力装置还未故障时，系统也未故障。这就涉及了产品的重要度。

在串联系统中，各分系统的重要度往往是相同的，某个分系统中构成部件数所占的百分比越大就越复杂，就越容易出故障，这就涉及了产品的复杂度。

综合考虑分系统的重要度和复杂度，系统可靠性的分配公式为：考虑重要度和复杂度分析本例如表3：

6 结语

人们在工程实践中已逐渐认识到，产品的可靠性是设计出来的、

生产出来的、管理出来的。在设计阶段，首先要明确的就是可靠性指标，为了保证这一指标的实现，必须把系统的指标分配给各个分系统，然后再把各个分系统的指标分配给下一级单元，一直分到零件级。

要进行可靠性分配，首先要明确设计目标、约束条件、系统下属各级产品定义的清晰程度以及有关类似产品的可靠性数据信息。随着研制的进展，产品定义越来越清晰，可靠性分配方法也应有所不同。采用合适的可靠性分配方法将系统的可靠性指标合理地分配到规定的产品层次，才能为产品的可靠性设计及改进性设计提供重要依据。

参考文献：

[1]王自力.航空可靠性工程技术与应用.北京：国防工业出版社，2008.

[2]michaelg.phcht，可靠性工程基础.北京：电子工业出版社，2011.

[3]吴永平.工程机械可靠性.北京：人民交通出版社，2002.