03第二章系统可靠性模型01

2 第一节 产品定义和可靠性框图的建立
一、产品定义和分级--------------------------- （3） 二、系统可靠性框图的建立------------------ （5） 三、建立可靠性模型的程序------------------ （6） 四、建立可靠性模型的示例------------------ (10)
设计优劣、质量高低的重要指标。
4
产品的分级是相对的，例如汽轮厂生产的减速机，虽在电 力系统中仅是一个组合件，但也可看做是一个由轴、齿轮、 机座、机壳、螺栓、螺母、垫圈、零件、轴承等零部件组成 的系统。
但是应该指出的，我们该章研究的并不是上面的狭义系 统（产品等级中的一个固定等级），而是相应于单元概念的系 统，如由许多电子元器件组成的电子整机也可以看成一个系统 等。
第二步 是规定产品及其分系统的性能参数及 容许界限。
7 例如表2-1中第2、3和第4列举例说明了某产品性能参数清单及其容 许界限。
表2-1
性能参数及容许界限
（1）性能参数
（2)测量单位
（3）规定的要求及 容许的界限
（4）以性能超限为 标准的失效分类
1.功率输出
P0
2.信道容量 n
kW 信道数目
P0 500 500 20%
1
第二章 系统可靠性模型(1)
系统（复杂产品）是指完成特定功能的综合体，是由若干协调工作 单元的有机组合。
系统和单元的概念是相对的。例如由许多元器件组成的电子整机可 以看成一个系统，在大型复杂系统中也可以看成产品。
本章仅从系统、单元的相对意义上进行讨论，介绍各类型的系统可 靠性模型。
建立系统可靠性模型的目的：是为建立系统可靠性特征量与组成其 单元可靠性特征量的关系式。然后根据已知单元的可靠性特征量求系统 可靠性特征量。
第四步 是确定构成任务失效的条件；
失效是指产品不能在规定的条件下完成规定的任务。应该确定和 列出构成任务失效的条件。
例如完成任务的一个条件是发射机输出功率不能<200kw。如果导致 P0<200kw的硬件或软件失效，必然导致任务失效。表2-1第4列中举例说 明了失效判据的定义。
9
第五步 是确定寿命周期模型。
3
第一节 产品定义和可靠性框图的建立 一、产品定义和分级： 1. 产品定义 —
产品是指作单独研究和分别试验对象的任何元件、器件、设 备或系统，可以表示产品的总体、样品等。
2. 产品分级 — 生产出来的物品，分零件、部件、组合件、单机、机组、
装置、分系统、系统八个等级。 因为最终是系统在工作，因此人们认为系统可靠性是衡量
~220V
图1 工作室照明线路图
11 由于工作需要对该线路有下列两种要求：
（1）四个灯必须全亮； （2）四个灯至少亮一个。
设四个电灯的可靠度分别为
R1、R2、R3、R4 。
试建立这两种情况线路系统的可靠性模型 。
解：（一）四个灯必须全亮情况： (1) 产品：用于工作室照亮的电工线路。灯泡为220V灯泡，电压保证百分之 百正常供电，连接导线工作绝对可靠。
5.误差范围 dm
m
dm
0
100 0
大偏差:10 dm 20 极大偏差：dm 20
第三步 是确定产品的结构界限和功能接口；
8
① 结构界限：如最大尺寸、最大重量、安全规定，人的因素限制， 材料允许能力以及其他。
② 功能接口是指只要考虑的产品包括在另一产品，产品的相互关系 就必须协调一致（兼容性）。例如人—机关系，与控制中心、功率源、 数据要求的关系等。
构成任务失效的条件为：四灯全不亮 。
(2) 可靠性框图
R1
只要一个灯泡可靠，系
统就可靠，可靠性框图为并
R2
联系统，如图3所示。
R3
R4
图3
图1
~220V
构成任务失效的条件：
1个至4个灯泡不亮 (每天天黑不亮灯)。
图1
~220V
12 ( 2) 确定产品可靠性框图
由于要求四个灯必须全亮，所以四个灯泡 必须都可靠，即可靠性框图为串联系统图（见
图2 ）。
R1
R2
R3
R4
图2
图1
~220V
只要1个灯泡失效,产品（系统）就失效；或灯泡必须全可 靠产品才可靠。
（2）方框连线：方框的连线没有可靠性值（绝对可靠性值 当1处理）。
返回 2
6
三、建立可靠性模型的程序
建立可靠性 模型的程序
(1) 规定产品定义
(2) 确定产品可靠性框图 (3)确定计算产品可靠性的概率表达式
（可靠性数学模型）
1. 规定产品定义—规定产品定义有以下五个步骤：
第一步 是确定产品目的，用途或任务；
1. 寿命周期模型是指全面描述从产品接收到报废期间的所有事件和 环境。
2. 确定产品可靠性框图
3.确定计算产品可靠性的概率表达式 （可靠性数学模型）
下面举例说明建立可靠性模型的程序:①规定产品定义,②确 定产品可靠性框图,③确定计算产品可靠性的概率表达式（可靠 性数学模型）。
返回 2
10
四、建立可靠性模型的示例 例1.设有一个工作室的照明线路如下（见图1）：
可见,从事以上各种产品生产的单位都应懂得系统可靠性 的基本知识。
返回 2
5
研究系统可靠性首先应会建立可靠性框图。
二、系统可靠性框图的建立
1.建立原则： 用简明扼要的直观方法表示出产品每次使用能成功完成任务时所有元
件之间的相互依赖关系。
2.可靠性框图的组成
① 方框
② 连线
(1) 方框：每个方框只代表一个单元或功能的可靠性值， 且各单元或功能的可靠性相互独立。
n = 40+0
大偏差: 200 P0 400 极大偏差：P0 200
大偏差 : 24 n 48 极大偏差： n 24
பைடு நூலகம்
3.电压增益 A 4.侦察范围 H
dB
n mile
A 40 3
H
300
0 50
大偏差 : 30 A 37 极大偏差： A 30
大偏差 :150 H 250 极大偏差： H 150
13 (3) 确定计算产品可度度的概率表达式：
设产品的可靠事件为E，电灯可靠的事件分别为1、2、3、4 。
R1
R2
R3
R4
图2
根据可靠性框图可得
R P(E) P(1 2 3 4)
P(1) P(2) P(3)P(4)
R1R2 R3R4
14 （二）四个灯至少亮一个
(1) 产品(同前):用于工作室照亮的电工线路。灯泡为220V灯泡，电 压保证百分之百正常供电，连接导线工作绝对可靠。