可靠性工程论文

东北农业大学课程论文（作业）封面（2013 至2014 学年度第二学期）

课程名称：可靠性工程基础

学生姓名：冯泰龙

学号：A07110678

班级：农机化1103班

任课教师: 王金峰

提交日期：2014 年5月22日

成绩：__________________

教师签字：__________________

开课---结课：第一周---第十周

评阅日期：年月日

机电系统可靠性分配方法

冯泰龙农机化1103班 A07110678

摘要：本文简单介绍了系统可靠性分配的四项原则和几种可靠性分配的主要方法：等分配法、再分配法、比例分配法，并从串联、并联、混联角度进行数学分析对它们各自的优缺点和适用范围进行了系统的介绍和评论。在此基础上，介绍了模糊可靠性的分配方法，并对模糊可靠性的分配方法的合理性和有效性进行了论证。从纯数学观点看，模糊集合论是经典集合论的拓广，立足点本质上仍是二元集合论，但从处理思想与方法来看，模糊方法适用于处理外延难以明确界定的不准定性问题。

关键词:可靠性工程;电子信息装备; 质量问题; 质量管理; 分析

引言：网络可靠性研究是网络可靠度组合学研究的一部分，特殊类型网络可靠度算法的研究在80年代有了长足的进展,可靠性是指产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的概率。

系统可靠性分配是系统可靠性设计的重要任务之一，而且前者是后者的基础。可靠性分配是把系统规定的可靠性指标按照一定的程序分给分系统、部件及元件，以使复杂问题的处理得以简化并便于检验。它是由一个整体到局部、由大到小、由上到下的过程，是一个分解的过程。系统可靠性预计与分配应贯穿整个设计过程，而且系统设计初期的可靠性预计与分配对系统可靠性有着十分重要的影响。

从数学的本质上说，系统可靠性分配是基于可靠性数学模型的一种数学规划，以便合理地分，配可靠性指标，使分配结构更符合实际的需要。

可靠性分配是在处理一类反问题：先有目标，后有方案。由于满足目标要求的方案往往不唯一，因此可靠性分配通常是在解决一类带约束的优化问题。基于可靠性分配的特点，提出的一些新的可靠性分配方法通常允许做多步优化。

正文：

1 可靠性分配原则

系统可靠性分配有其应遵循的原则，其目的是使各级设计人员明确其可靠性设计要求，并且在此基础上研究实现这个要求的可能性及其处理办法。可靠性分配应遵循以下原则：

（1）技术水平对技术成熟的单元，能够保证实现较高的可靠性，或预期投入使用时可靠性可有把握地增长较高的水平，则可分配给高的可靠度；

（2）复杂程度对较简单的单元，组成该单元的零部件数量少，组装容易保证质量或故障后易于修复，则分配给较高的可靠度；

（3）重要程度对重要的元件，该单元失效将产生严重的后果，或该单元失效常会导致整个系统的失效，则分配给较高的可靠度；

（4）任务情况对整个任务时间内均需连续工作或工作环境恶劣、难以保证很高可靠性的单元，则分配给较低的可靠度。

2 可靠性分配方法

可靠性分配有许多方法，随掌握可靠性资料的多少、设计的阶段以及目标和限制条件的不同而不同。下面首先介绍几种常见的方法：等分配法、再分配法、比例分配法、模糊分配法等。

2.1 等分配法

本方法的适应范围虽仅适应于设计初期，但理论简单。故假设各单元的条件相同。

2.1.1 串联系统。

对于由n个单元组成的串联系统，按等分配原则，每个单元分给相等的可靠度。即：

Ri=(Rs)1n⁄ i=1,2,…n (1)

式中Rs为系统要求的可靠度Ri为第i个单元分得的可靠度。

2.1.2 并联系统

将（1）式中的R换成F,即得并联的等分配方法：

fi=(Fs)1n⁄=(1−Rs)1n⁄i=1,2,…n(2)

式中Fs为系统要求的非可靠度； Fi为i个单元分得的非可靠度。

2.1.3 混联系统

对于混联系统，先在子系统上按等分配原则对同级子系统进行分配，然后采用逐级细化的方法重复上述等分配过程。

2.2 再分配法

若通过预测可靠串联系统（可包括混联系统的等效单元）各单元的可靠度预测值为R1,.,Rn,则系统可靠度预测值为：

R ̂s =∏Ri ̂ n i=1 i=1,2,…n (3)

若规定的系统可靠性指标Rs ≤R

̂，表示预测值已满足规定的要求，各个单元即可分配给Ri

̂；反之，若Rs ＞R ̂，表示预测值未满足规定的要求，需修改若规定的系统可靠性指标单元的可靠度指标，即按规定的Rs 指标进行再当可令分配。由于提高低可靠度单元的可靠性效果显著且技术上易于实现，因此，只将低可靠度的单元按等分配法进行再分配。为此，先将各预测值由小到大的次序编号，则有令

R ̂1≤R ̂2≤⋯R ̂m ≤⋯R ̂n R

̂1=R ̂2=⋯=R ̂m 当

R ̂m =[R ̂s ∏

Ri n i=m+1]1m 时

可令

{R1=R2=⋯=Rm Rm −1=R ̂m −1,⋯,Rn =R ̂n 对于并联系统，可得出类似的公式。

2.3 比例分配法

本方法用于新设计系统与原有系统基本相同。已知原有系统规定了新的可靠

度要求；或根据掌握的可靠性资料，已能预测得新设计系统各单元的R

̂i ,但尚未满足新设计系统可靠度的要求。这时，可对串联系统取新系统分配给各单元的可

靠度预测值R

̂i 成正比；对并联系统，取新系统分配给各单元的非可靠度Fi 与相应单元的非可靠度预测值F

̂i 成正比。 串联系统比例分配法公式为：

Ri =[Rs ∏Ri n i−1]1n R ̂i (4) 并联系统比例分配法公式为：

Fi =[Fs ∏F ̂s n i−1]1n

F ̂i (5) 对于串联系统，目前广泛采用的可靠度分配，方案不是（4）式而是下面将给出