可靠性 不可修复系统和可修复系统可靠性分析比较

不可修复系统和可修复系统可靠性分析比较

系统是指为了完成某一特定功能，由若干个彼此有联系而且又能相互协调工作的单元所组成的综合体。

顾名思义，可修复系统是指通过维修而恢复功能的系统。而不可修复系统是指系统或组成单元一旦发生故障，不再修复，处于报废状态的系统。不再修复的原因多种多样：在技术上不能修复、在经济方面不值得修复或者对于一次性设备系统没必要修复。

可修复系统和不可修复系统，前者是发生故障后，经过维修可以恢复到正常状态的系统。对于这种系统，主要是维修的速度和由发生故障恢复到正常状态所需要的时间。后者是发生故障后不能修复或者难以修复的系统。对于这样的系统，就需要在初始阶段进行可靠性设计，使之不发生故障或者难以发生故障。对于可修复系统要求它可靠地、不停机地连续工作，偶尔发生故障也要求停机时间尽可能缩短。而对于汽车、拖拉机、机床等非连续工作的产品，则只要求经常处在可用状态。飞机等按照时刻表运行的产品则要求有较严格的时间性。电力、煤气、通讯等设备由于公用性较强，因此要求这样的系统安全性要好，维修速度要高。因而我们在讨论可修复系统时应该研究可靠性、可维修性以及有效性等三个方面的内容。

对于不可维修系统来说，我们总是希望系统具有较高的可靠性，或者说系统不易发生故障。对于可维修系统来说，不仅如此，而且还希望产品本身一旦发生故障时，在规定的维修条件下，如何便于发现故障、排除故障，这称为维修性设计问题。

由于故障发生的原因、部位、程度不同，系统所处环境不同，以及维修工具及修理人员水平不同，因而修复时间是一个随机变量。因此，研究可修复系统的可靠性，不仅包含系统的狭义可靠性，而且还应包括维修因素在内的广义可靠性。

研究可修复系统的主要数学工具是随机过程，最常用的数学方法是马尔科夫过程方法。马尔科夫过程是：如果状态间的转移是随机性的，这个过程被称为随机过程，而对于那种其转移概率与过去有限次前的状态完全无关的过程，则叫做马尔科夫过程。显然马尔科夫过程是研究“无后效性”结构随机过程的一个很有用的数学模型。

此外，可修复系统和不可修复系统在一些概念的定义上也是有所不同的。如： 可靠度的观测值

a．对于不可修复的产品，是指直到规定的时间区间终了为止，能完成规定功能的产品数与在该时间区间开始时刻投入工作的产品数之比。

b．对于可修复产品是指一个或多个产品的无故障工作时间达到或超过规定时间的次数与观察时间内无故障工作的总次数之比。

平均寿命（平均无故障工作时间）的观测值

a．对于不可修复的产品，当所有试验样品都观察到寿命终了的实际值时，是指它们的算术中均值；当不是所有试验样品都观测到寿命终了的截尾试验时是指受试样品的累积试验时间与失效数之比。

b．对可修复的产品，是指一个或多个产品在它的使用寿命期内的某个观察期间累积工作时间与故障次数之比。

累积失效概率的观测值

对于不可修复和可修复的产品都等于一减可靠度的观测值。

平均失效率的观测值

a．对于不可修复的产品是指在一个规定时期内失效数与累积工作时间之比。

b．对于可修复的产品是指它的使用寿命期内的某个观察期间一个或多个产品的故障发生次数与累积工作时间之比。

这两种系统的区别必须区分，以便在可靠性预测、可靠性分配中更加具有针对性、更加准确。（可靠性预测指按照已知零部件或各单元的数据，计算系统的可靠性指标。对系统的几种结构模型的计算、比较以得到满意的系统设计方案和可靠性指标。可靠性分配指按照已经给定的系统可靠性指标，对组成系统的单元进行分配，并在多种设计方案中比较、选优。）

参考文献

[1] 程五一等. 系统可靠性理论. 北京: 中国建筑工业出版社,2010

[2] 陈继平等. 现代设计方法. 武汉:华中科技大学出版社,2008