可靠性预计和分配演示文稿

p 元器件失效率
b 基本失效率
E 环境系数 Q 质量系数
A 应用系数 S2 电压应力系数 R 额定功率或额定电流系数
C 结构系数
MIL-HDBK-217、GJB-299-87
§3.3 系统可靠性预计概述
一、上下限的基本思想
R 1
R U1
R U2
R L0
R L1
RL2
0 t
二、上下限法的计算方法
可靠性预计的一般程序
1、明确产品的目的、用途、任务、性能参数及失效条件 2、明确产品的组成成分和各个基本元件 3、绘制可靠性框图 4、确定产品所处环境 5、确定产品的应力 6、确定产品的失效分布 7、确定产品失效率 8、建立产品可靠性模型 9、预计产品可靠性 10、编写预计报告
可靠性预计和应用的方法分类
二、经验公式法
根据以往试验结果总结出的经验公式。 注意实验室与实际的差别
三、元器件记数可靠性预计法
依据产品的原理图和初步确定的元器件，根据元器件的数量 、质量和使用环境进行预计
n
设备
Ni (g Q )
i 1
设备 设备总失效率
g 第i种元件的通用失效率
Q 第i种元件的通用质量系数
实际
Ni 第i种元件数量
可靠性预计和分配演示文稿
3-1
优选可靠性预计和分配
3-2
§3.1 可靠性预计概述
一、问题的提出
产品的寿命：大量试验后得到 缺点：不经济、为期太晚 产品制造前应控制其可靠度， 在设计阶段进行可靠性预计—分配—增长 二、可靠性预计的分类
GB7827-87《可靠性预计程序》规定 基本预计：估计由于产品不可靠将导致对维修与后勤保 障的要求 任务估计：执行任务过程中完成规定功能的概率
n 设备所用元器件的种类数
n
设备 (1 ) Ni ( gQ ) i 1
四、元器件应力分析可靠性预计法
以元器件的基本失效率为基础，根据使用环境、质量等级 、工作方式和工作应力的不同，进行修正，得到元器件的失效 率，然后得到系统失效率。
例如：分离半导体元件的失效率预计模型
p b ( EQ A S2 RC )
I类、可行性预计——方案论证阶段， 相似产品法、有源组件法
；II类、初步预计——详细设计早期， 元器件记数法；
III类、详细预计——详细设计中、后期， 元器件应力分析法；
早期预计 后期预计
影响预计精度的因素
可靠性模型的准确性， 与实际是否相符
模型参数的正确性
§3.2 元器件失效率的预计
一、收集数据法 利用国内外现有的标准和数据 GJB299-87、MIL-HDBK-217等 有各种模型和数据，缺点：手册总是滞后于技术的发展
用上下法求系统可靠度并与数学模型法进行比较（系统工作 时间为1h）
计算各单元的可靠度
RA eAt e0.025 0.9753, FA 1 RA 0.0247 RB 0.9656 FB 0.0344 RC 0.0.938 FC 0.062 RD 0.0.9512 FD 0.0488 RE 0.0.9021 FE 0.0979 RF 0.0.9560 FF 0.00431 RG 0.96287 FG 0.0373 RH 0.0.9315 FH 0.0685
3、上下限综合计算 系统可靠度的预测值
RS 1 (1 Rum)(1 Rul ) 条件为： 1 Rum Rum Rul
C
E
G
A
B
D
F
H
如图所示的可靠性系统已知各单元的失效率为：
A 0.025, B 0.035, C 0.064, D 0.050, e 0.103, f 0.044, G 0.038, H 0.071
求上限值
2 i
RU1 e i1 e(0.0250.035) 0.9418
求下限值
m
RL1
i
e i1 (1
n j 1
Fj ) Rj
m
i
e i1 (1
FC
FD
FE
FF
FG
FH
)
RC RD RE RF RG RH
e0.43(1 0.38329) 0.8998
判m数
A 1 Ru1 1 0.9418 0.0582 B Ru1 Ru1 0.9418 0.8998 0.042
AB
求系统可靠度
RS 1 (1 Rum)(1 Rul ) 1 (1 0.9418)(1 0.8998) 0.9236
用数学模型法求系统可靠度
RS RARB (1 (1 RC RD )(1 RF RE ))(1 (1 RG )(1 RH )) 0.9753 0.9656[1 (1 0.938 0.9512)(1 0.9021 0.956] [1 (1 0.9627)(1 0.9315)] 0.9417 0.9852 0.9944 0.9254
§3.4 可靠性分配
目的：将系统的可靠度合理地分配给各单元
分配的依据：系统的可靠性模型 每个子系统的复杂程度和难度 每个子系统的任务时间和重要程度 资金、进度、体积、质量等的限制
分配的原则：分配给部件的可靠度，随部件可靠度的提高而提 高越重要的部件，分配的可靠度越高 越复杂的部件，分配的可靠度越低
1、上限的计算
考虑所有的并联单元的可靠度为1，则系统可靠性上限的一
级近似为：
m i
RU1 e i1
i 系统中第i串联单元的失效率 m 系统中串联单元的个数
考虑系统中并联部分有两个单元同时失效，系统失效，则二
级近似为：
m
i
n
RU 2 e i1 (1 Fj FK )
j,k 1
Fj Fk 单元的累积失效概率
n 二单元同时失效引起系统失效的对数
2、下限的计算
考虑所有的单元均为串联，则系统可靠性下限的零级近似
为：
m
m
i
RL0 Ri e i1
i 1
i 系统中第i单元的失效率
考虑系统并联部分中任一单元失效不影响系统的工作，则系统
一级近似为：
RL1
m i
e i1 (1
n j 1
Fj ) Rj
Fj R j 并联部第i单元的可靠度和累积失效概率
n 一个单元失效不使系统失效的并联单元数
考虑系统并联部分中任二单元失效不影响系系统的工作，则系二
级近似为：
m
RL2
i
e i1 (1
n j1
Fj Rj
p Fl R l.k 1 l
Fk ) Rk
Fl Rl Fk Rk 并联部分l,k单元的可靠度和累积失效概率
p
不影响系统失效的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ联单元l，k的对数