系统可靠性模型综述_温小云
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并 #串联模型 一个系统由 ! 个子系统 并 联 而 成 " 每 个 子 系
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电子产品可靠性与环境试验
第!期
温小云等 % 系统可靠性模型综述
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!图 " 并联元件数与系统失效率之间的关系
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图 > 并 & 串联模型
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同样地 " 假设每个单元都具有相同的寿命分布 函数 " 则系统可靠度为 %
图 @ 并联元件数与系统平均寿命之间的关系
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串联模型
串联系统的 ! 个单元必须全部工作! 系统才
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并联模型
当构成系统的所有单元都发生故障时! 系统
会正常! 任一个元件的故障都会导致系统故障" 串联模型是最常用的系统可靠性模型! 其可靠性 框图如图 $ 所示 "
才发生故障! 这种系统就叫做并联系统’ 它是最 简单的冗余系统’ 在一个并联系统中! 只要有任 何一个单元工作! 系统就处在工作状态’ 因此! 并联系统可以提高系统可靠性’ 其可靠性框图如 图 ! 所示 ’ 并联系统的数学模型及系统可靠度 #
收稿日期 $ %//"-’/-%+ 修回日期 $ %//#-/"-%’
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障 ! 而没有中间状态 &
%( 各元件的工作与否是相互独立的 ! 即任一
元件是否正常工作都不会影响其它元件 , 建立系统的可靠性框图是计算系统可靠性的 第一步, 它是用图形来描述系统内各元件之间的 逻辑任务关系 , 建立各种数学模型是计算系统可靠性的第二 步, 下面将讨论几种可靠性模型的系统可靠性计 算,
当 !’">""(1? 时 ! 这些系统可靠性指标与元件 数的关系如图 /## 所示 ’ 加一个并联单元 ( !’! % 可以大大提高系统可靠性 ! 降低系统的失效率 ! 提 高系统的平均寿命 ’ 但是 ! 当 ! 已经比较大时 ! 再 增加并联元件数目 ! 影响就不是很大了 ’
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图 ? 串 & 并联混合系统
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旁联模型
并联模型利用工作储备来提高系统的可靠性 !
但却未必能有效地提高系统的工作寿命 ! 原因在于 这种模型中系统的寿命等于 ! 个并联单元中最好的 单元的寿命 " 为此 ! 引入下面的旁联模型 #$%&’()
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图 ’ 串 & 并联模型
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串&并 联 模 型 可 视 为 是 从 串 联 模 型 变 化 而 来 的 " 考 虑一个有 ! 个 单元的串 联系统 $ 如果 将每 一 个 单 元 都 加 上 几 个 工 作 储 备 单 元 & 012345
个单元在工作 ! 而其它单元则处于非工作状态 " 当 工作单元故障时 ! 通过一个故障监测和转换装置而 使得另一个单元工作" 直到所有的单元都发生故 障 ! 系统才发生故障 " 其可靠性逻辑框图如图 2 所 示"
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故障监测和 转换装置
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图 / 并联元件数与可靠性的关系
图 0 并联元件数与系统失效率的关系
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摘
要 $ 可靠性模型是指为预计或估算产品的可靠性所建立的可靠性框图和数学模型 % 介绍了几种系统可靠
性模型及其相应的可靠性计算方法 %
关键词 $ 可靠性模型 & 可靠性框图 & 数学模型 中图分类号 $ & %’()% 文献标识码 $ * 文章编号 $ ’+,%-#"+. ’%//# ( /(-//#,-/+
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串#并 联 ! 并#串 联 及 串 并 联 混 合 模型
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虑一个子系 统由 " 个单元 串联而成 " 再 将 ! 个 这 样的子系统并联在一起 即构成并&串 联系统 $ 显 然 " 并 & 串联系统的可靠性将高于任一子系统的可 靠性 " 原因是使用了工作储备 $ 对于一个并 & 串联 系统也存在系统可靠性优化设计的问题$ 如给定 系统设计成 本 " 如何选 择 ! 才能使得 系统可靠性 为最大 (
作者简介 $ 温小云 "!"#$% (! 女 ! 河南漯河人 ! 解放军信 息 工 程 大 学 信 息 工 程 学 院 硕 士 研 究 生 ! 研 究 方 向 为 开 关 电 源 的 可 靠性设计与分析 ,
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电子产品可靠性与环境试验
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引言
在系统的设计过程中! 除了要求所选择的元
以不断重复! 直到达到预定水平为止, 为了阐述 方便 ! 作如下假设 $
器件应能确保完成规定的功能外! 还要权衡元件 的质量和成本 % 例如 $ 有的设计者会选用数量少 ) 质量好的元件而装配成高质量的系统& 有的设计 者可能会选用数量较多) 质量较差的元件! 以达 到同样水平的系统可靠性* 一个系统中的元件或 子系统可能是串联 + 并联或串 - 并联 ! 甚至是以更 复杂的方式连接, 给定任一系统的连接方式以及 所选元件的可靠性指标! 设计者必须计算系统可 靠性指标 , 如果系统可靠性指标达不到预定水平 ! 则必须修改设计 , 这个设计. -. 计 算 修 改 过 程 可
电 子 产 品 可 靠 性 与 环 境 试 验
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综述与展望
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系统可靠性模型综述
温小云 ! 师宇杰 ! 牛忠霞
" 解放军信息工程大学信息工程学院 ! 河南 郑州
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有些系统中的各个单元之间的关系既有串联 也有并联 $ 该类系统的一种可靠性逻辑框图如图 ? 所示 $ 单元 % 和 = 是串联关系 " 构成子系统 % * 单 元 @ 和 ’ 串联构成子系统 = * 子系统 % 和单元 ! 构 成子系统 !* 单元 " 和子系统 = 构成子系统 " * 而 子系统 ! 和子系统 " 串联构成整个串并联混合系 统$ 利用串联模型及并联模型系统可靠性计算公 式 " 得到串 &并联混合系统的可靠性函数 $
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串联模型
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旁联模型
并联模型利用工作储备来提高系统的可靠性 !
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故障监测和 转换装置
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