系统的可靠性设计.
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零部件都能单独保证系统正常运行。实例：飞机发动机设计、
¾非工作贮备系统：系统中，并联组合的零部件中，一 个或几个处于工作状态，而其它则处于“待命状态”，当 某一零部件出现故障之后，处于“待命状态”的部分才投 入工作。这就是非工作贮备系统。 实例：神舟飞船上的控制系统（地面控制、手动）、 飞机上的起落架收放装置（液压、机械应急） 非工作贮备系统存在一个所谓的“开关”问题，即运 行的零部件出现故障时，将“待命”零部件投入工作的 “开关”是否可靠的问题，因此，这种系统又被分为“理 想开关”和“非理想开关”两种类型。
A B C
并联系统逻辑图 储备系统逻辑图 表决系统逻辑图
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2
3
并联系统又分为工作贮备系统和非工作贮备系统。 ¾工作贮备系统：分纯并联系统和r/n系统两种。 前者是使用多个零部件来完成同一任务的系统。在这样 的系统中，所有零部件一开始就同时工作，但其中任何一个 葛洲坝船闸设计 有些工作贮备系统，有多个（n）零部件并联，但要求 有两个以上（r）的零部件正常工作系统才能正常运行，这 样的系统称为r-out-of-n系统（r/n系统）或表决系统。实例： 美国航天飞机上的调姿计算机系统(有3个，当两个以上发出 调姿指令才执行）
Rs = 0.9510 = 0.599
如果是100个零部件，则
Rs = 0.95100 = 0.006
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串联系统的可靠度R与串联元件的数量n及各元 件的可靠度Ri有关。因为各个元件的可靠度Ri均小于 1，所以串联系统的可靠度比系统中最不可靠元件的 可靠度还低，并且随着元件可靠度的减小和元件数量 的增加，串联系统的可靠度迅速降低。 所以为确保系统的可靠度不至于太低，应尽量 减少串联元件的个数或采取其他措施。
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两个并联安装的电容器系统结构图与逻辑图的区别
如图（a)，是由两个电容并联而成的电路结构图 若元件故障定义为短路，显然其逻辑关系是电容器C1、 C2任何一个短路就导致系统停运。因此其逻辑图为图 （b）所示的串联关系。 若故障定义为开路，显然其逻辑关系是电容器C1、C2 同时开路才导致系统的停运。因此其逻辑图为(c)所 示的并联关系。
系统的可靠性设计
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主要内容
系统的可靠性预测 系统的可靠性分配 故障树分析
2
系统是指由相互间具有有机联系的若干要素组成， 能够完成规定功能的综合体。这里所说的要素是指 零件、部件和子系统等。
¾
系统可靠性设计主要内容： 1）可靠性预测：按已知零部件的可靠性数据计算系 统的可靠性指标； 2）可靠性分配：按规定的系统可靠性指标，对各组 成零部件进行可靠性分配。 系统的可靠度决定于两个因素：一是零件（部件） 本身的可靠程度；二是他们彼此组合起来的形式。 3
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由上述例子可以看出，同样一个物理关系图，根据 故障形式的不同可以得出两个不同的逻辑图；同样，不 同的物理关系图，根据故障形式的不同却可以得出一个 相同的逻辑图。换句话说，有些元件在系统结构图中是 并联的，而他们的功能关系却是任一元件失效都将引起 系统不能完成规定的功能，因此他们的逻辑关系是串联 的；同理，有些元件在系统结构图中是串联的，而他们 的功能关系却是所有元件失效系统才丧失功能，因此他 们的逻辑关系应该用并联表示。所以，系统的结构图与 逻辑图是两个不同的概念，使用时一定不能混淆。
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系统的逻辑图表示系统元件的功能关系，它以系 统的结构图为基础，根据元件事故对系统工作的 影响，用方框表示元件功能关系而构成。 系统的逻辑图指出了系统为完成规定的功能，哪 些元件必须成功地工作（成功地运行）。 系统逻辑图也称为可靠性框图。
6
系统逻辑图与系统结构图的区别
首先，在逻辑图与结构图中元件的表示符号不同。例如 在电路结构图中电灯、电容器、表示电阻、电感等都有 对应的专用符号；而在逻辑图中，无论什么元件，均用 方框表示。 其次，结构图表示系统中各组成元件间的结构装配关 系，即物理关系；而逻辑图表示各组成元件间的功能关 系。因此，系统逻辑图的形式与故障的定义有关，而系 统结构图则与此无关。
R(t ) = P(t1 > t ∩ t2 > t ∩ 即 R(t ) = R1 (t ) R2 (t ) ∩ tn > t ) = P(t1 > t ) ⋅ P(t2 > t )
n i =1
P(tn > t )
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Rn (t ) = ∏ Ri (t )
【例1】 设某系统由四个零件组成，可靠度分别为 0.9、0.8、0.7、0.6，系统的可靠度为 Rs = 0.9 × 0.8 × 0.7 × 0.6 = 0.3024 【例2】 设某系统由10个零件串连组成，每个零件的 可靠度均为0.95，系统的可靠度为
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2.系统的种类 机械零件、部件（子系统）组合的基本形式有 两种：串连和并联。 1）串连系统 所谓串连系统，是指系统中只要有一个元件失 效该系统就失效。如链条、齿轮减速器。
串联系统的逻辑图
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2）并联系统 并联系统也称并联冗余系统。它是“为完成某一 工作目的所设置的设备，除了满足运行需要之外还 有一定冗余的系统”。
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串连 系统 系 统 并联 系统
工作 贮备
纯并联 系统 r-outof-n系统 理想 开关
非工作 贮备
非理想 开关
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3.系统的可靠度计算 1)串联系统的可靠度计算 下图是一个串连系统的逻辑图串联系统：
该系统有n个零部件串连，要求系统的失效时间大于 t，则每个零部件的失效时间必须大于t。每个零部件 的失效时间依次为t1、t2、……、tn，由于各零部件 的失效时间是相互独立的随即变量，则
¾Baidu Nhomakorabea
一、系统的可靠性预测
作用及意义 (1)协调设计参数及指标,提高产品的可靠性; (2)对比设计方案,以选择最佳系统; (3)预示薄弱环节,采取改进措施.
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1.系统逻辑图 一个系统，小则由一个子系统组成，大则由成百 上千个子系统组成。当我们研究一个系统时，特别是 一个大的复杂系统时，首先必须了解组成该系统的各 单元或子系统的功能，研究他们的相互关系以及对所 研究系统的影响。为了清晰的研究他们，在可靠性工 程中往往用逻辑图来描述子系统（零件）之间的功能 关系，进而对系统及其组成零部件进行定量的设计与 计算。
零部件都能单独保证系统正常运行。实例：飞机发动机设计、
¾非工作贮备系统：系统中，并联组合的零部件中，一 个或几个处于工作状态，而其它则处于“待命状态”，当 某一零部件出现故障之后，处于“待命状态”的部分才投 入工作。这就是非工作贮备系统。 实例：神舟飞船上的控制系统（地面控制、手动）、 飞机上的起落架收放装置（液压、机械应急） 非工作贮备系统存在一个所谓的“开关”问题，即运 行的零部件出现故障时，将“待命”零部件投入工作的 “开关”是否可靠的问题，因此，这种系统又被分为“理 想开关”和“非理想开关”两种类型。
A B C
并联系统逻辑图 储备系统逻辑图 表决系统逻辑图
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并联系统又分为工作贮备系统和非工作贮备系统。 ¾工作贮备系统：分纯并联系统和r/n系统两种。 前者是使用多个零部件来完成同一任务的系统。在这样 的系统中，所有零部件一开始就同时工作，但其中任何一个 葛洲坝船闸设计 有些工作贮备系统，有多个（n）零部件并联，但要求 有两个以上（r）的零部件正常工作系统才能正常运行，这 样的系统称为r-out-of-n系统（r/n系统）或表决系统。实例： 美国航天飞机上的调姿计算机系统(有3个，当两个以上发出 调姿指令才执行）
Rs = 0.9510 = 0.599
如果是100个零部件，则
Rs = 0.95100 = 0.006
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串联系统的可靠度R与串联元件的数量n及各元 件的可靠度Ri有关。因为各个元件的可靠度Ri均小于 1，所以串联系统的可靠度比系统中最不可靠元件的 可靠度还低，并且随着元件可靠度的减小和元件数量 的增加，串联系统的可靠度迅速降低。 所以为确保系统的可靠度不至于太低，应尽量 减少串联元件的个数或采取其他措施。
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两个并联安装的电容器系统结构图与逻辑图的区别
如图（a)，是由两个电容并联而成的电路结构图 若元件故障定义为短路，显然其逻辑关系是电容器C1、 C2任何一个短路就导致系统停运。因此其逻辑图为图 （b）所示的串联关系。 若故障定义为开路，显然其逻辑关系是电容器C1、C2 同时开路才导致系统的停运。因此其逻辑图为(c)所 示的并联关系。
系统的可靠性设计
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主要内容
系统的可靠性预测 系统的可靠性分配 故障树分析
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系统是指由相互间具有有机联系的若干要素组成， 能够完成规定功能的综合体。这里所说的要素是指 零件、部件和子系统等。
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系统可靠性设计主要内容： 1）可靠性预测：按已知零部件的可靠性数据计算系 统的可靠性指标； 2）可靠性分配：按规定的系统可靠性指标，对各组 成零部件进行可靠性分配。 系统的可靠度决定于两个因素：一是零件（部件） 本身的可靠程度；二是他们彼此组合起来的形式。 3
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由上述例子可以看出，同样一个物理关系图，根据 故障形式的不同可以得出两个不同的逻辑图；同样，不 同的物理关系图，根据故障形式的不同却可以得出一个 相同的逻辑图。换句话说，有些元件在系统结构图中是 并联的，而他们的功能关系却是任一元件失效都将引起 系统不能完成规定的功能，因此他们的逻辑关系是串联 的；同理，有些元件在系统结构图中是串联的，而他们 的功能关系却是所有元件失效系统才丧失功能，因此他 们的逻辑关系应该用并联表示。所以，系统的结构图与 逻辑图是两个不同的概念，使用时一定不能混淆。
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系统的逻辑图表示系统元件的功能关系，它以系 统的结构图为基础，根据元件事故对系统工作的 影响，用方框表示元件功能关系而构成。 系统的逻辑图指出了系统为完成规定的功能，哪 些元件必须成功地工作（成功地运行）。 系统逻辑图也称为可靠性框图。
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系统逻辑图与系统结构图的区别
首先，在逻辑图与结构图中元件的表示符号不同。例如 在电路结构图中电灯、电容器、表示电阻、电感等都有 对应的专用符号；而在逻辑图中，无论什么元件，均用 方框表示。 其次，结构图表示系统中各组成元件间的结构装配关 系，即物理关系；而逻辑图表示各组成元件间的功能关 系。因此，系统逻辑图的形式与故障的定义有关，而系 统结构图则与此无关。
R(t ) = P(t1 > t ∩ t2 > t ∩ 即 R(t ) = R1 (t ) R2 (t ) ∩ tn > t ) = P(t1 > t ) ⋅ P(t2 > t )
n i =1
P(tn > t )
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Rn (t ) = ∏ Ri (t )
【例1】 设某系统由四个零件组成，可靠度分别为 0.9、0.8、0.7、0.6，系统的可靠度为 Rs = 0.9 × 0.8 × 0.7 × 0.6 = 0.3024 【例2】 设某系统由10个零件串连组成，每个零件的 可靠度均为0.95，系统的可靠度为
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2.系统的种类 机械零件、部件（子系统）组合的基本形式有 两种：串连和并联。 1）串连系统 所谓串连系统，是指系统中只要有一个元件失 效该系统就失效。如链条、齿轮减速器。
串联系统的逻辑图
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2）并联系统 并联系统也称并联冗余系统。它是“为完成某一 工作目的所设置的设备，除了满足运行需要之外还 有一定冗余的系统”。
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串连 系统 系 统 并联 系统
工作 贮备
纯并联 系统 r-outof-n系统 理想 开关
非工作 贮备
非理想 开关
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3.系统的可靠度计算 1)串联系统的可靠度计算 下图是一个串连系统的逻辑图串联系统：
该系统有n个零部件串连，要求系统的失效时间大于 t，则每个零部件的失效时间必须大于t。每个零部件 的失效时间依次为t1、t2、……、tn，由于各零部件 的失效时间是相互独立的随即变量，则
¾Baidu Nhomakorabea
一、系统的可靠性预测
作用及意义 (1)协调设计参数及指标,提高产品的可靠性; (2)对比设计方案,以选择最佳系统; (3)预示薄弱环节,采取改进措施.
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1.系统逻辑图 一个系统，小则由一个子系统组成，大则由成百 上千个子系统组成。当我们研究一个系统时，特别是 一个大的复杂系统时，首先必须了解组成该系统的各 单元或子系统的功能，研究他们的相互关系以及对所 研究系统的影响。为了清晰的研究他们，在可靠性工 程中往往用逻辑图来描述子系统（零件）之间的功能 关系，进而对系统及其组成零部件进行定量的设计与 计算。