医学系统可靠性设计可靠性分配
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– 如果对分配没有任何约束条件，则上两式可以有无 数个解；有约束条件，也可能有多个解。因此，可 靠性分配的关键在于要确定一个方法，通过它能得 到合理的可靠性分配值的唯一解或wenku.baidu.com限数量解。
– 可靠性优化设计
可靠性分配的准则
• 分配准则
– 可靠性分配的要求值应是成熟期的规定值。 – 为了减少分配的反复次数，并考虑到分配中存
2
3
6
0.9283
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8 7
0.7322
S1
S2
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6
7
0.9283
8
0.9283
S3
0.928 3S4
0.9283
8
如果要求系统可靠度为0.8
再分配法
• 串联系统中，可靠性越低的单元越容易改进。 • 基本思想：把原来可靠性较低的单元的可靠
度全部提高到某个值，而对原来较高可靠度 的单元的可靠度则保持不变。
R S(R 1,R 2,R i,R n)R S * g S ( R 1 ,R 2 ,R i,R n ) g S *
– 对于简单串联系统而言，上式就转换为
R 1 ( t ) R 2 ( t ) R i( t ) R n ( t ) R S * ( t )
– 对于技术上不成熟的产品，分配较低的可靠性指标。 对于这种产品提出高可靠性要求会延长研制时间， 增加研制费用。
– 对于处于恶劣环境条件下工作的产品，应分配较低 的可靠性指标，因为恶劣的环境会增加产品的故障 率。
– 当把可靠度作为分配参数时，对于需要长期工作的 产品，分配较低的可靠性指标，因为产品的可靠性 随着工作时间的增加而降低。
可靠性分配目的、用途
• 可靠性分配目的与用途
– 可靠性分配的目的是使各级设计人员明确其可靠性设 计要求，根据要求估计所需的人力、时间和资源，并 研究实现这个要求的可能性及办法。
– 促使设计者全面考虑诸如重量、费用和性能等因素， 以期获得“技术上合理，经济上效益高，时间方面见 效快”；
– 如同性能指标一样，是设计人员在可靠性方面的一个 设计目标。
在忽略不计的其他因素项目，因此可靠性分配 时应该留出一定的余量。 – 可靠性分配应在研制阶段早期即开始进行。 – 根据不同研制阶段，选定分配方法进行分配。
可靠性分配的准则
• 分配准则
– 对于复杂度高的分系统、设备等，应分配较低的可 靠性指标，因为产品越复杂，其组成单元就越多， 要达到高可靠性就越困难并且更为费钱。
• 有约束分配法
– 拉格朗日乘数法 – 动态规划法 – 直接寻查法
等分配法
• 对系统中的全部单元配以相等的可靠度的方法。 – 串联系统可靠度分配 串联系统的可靠度取决于系统中的最弱单元，当 系统中的n个单元具有近似的复杂程度、重要性 以及制造成本时，可用等分配法分配系统各单元 的可靠度。
n
RS Ri Rn i1
系统可靠性 设计可靠性
分配
可靠性分配
• 可靠性分配概念
– 可靠性分配就是将工程设计规定的系统可靠度指标合理的分配 给组成该系统的各个单元，确定系统各组成单元的可靠性定量 要求，从而保证整个系统的可靠性指标。
• 可靠性分配目的与用途 • 可靠性分配与可靠性预计的关系 • 可靠性分配程序 • 可靠性分配的原理与准则 • 可靠性分配方法 • 可靠性分配的注意事项
可靠性预计和分配不是一次性的工作。为了求得 可靠度 分配的最佳结果，一般要经过预计、分配、再 预计、再分配 的多次反复，才能使结果逐步趋于合 理，并最终使系统的性 能、成本、研制周期等各方面 取得协调。
可靠性预测与可靠性分配区别：
可靠性分配方法
• 无约束分配法
– 等分配法 – 再分配法 – 相对失效率法与相对失效概率法 – AGREE分配法 – 考虑重要度和复杂度的分配方法
可靠性分配与可靠性预计的关系
可靠性分配结果是可靠性预计的依据和目标 可靠性预计结果是可靠性分配与指标调整的基础
调研
和确 设定 计可 准靠 则性
指
标
系统可靠性指标 分配到分系统 分配到设备
可靠性目标 比较
更改
系统可靠性预计 分系统可靠性预计
可靠性 维修性
安全性 评估
测试性 保障性
设备可靠性预计
可靠性分配的准则
• 分配准则
– 对于重要度高的产品，应分配较高的可靠性指 标，因为重要度高的产品的故障会影响人身安 全或任务的完成。
– 分配时还应结合维修性、保障性，如维修性差 的产品，分配较高的可靠性指标，以实现较好 的综合效能等。
可靠性预计自下而上；可靠性分配自上而下。可靠 性预 计是可靠性分配的基础。
如果已知串联系统（或串并联系统的等效串联系
统 则）系各统单的元 可的 靠可 度靠 预度测预值测为值：R 为ˆS R ˆn1,R ˆR iˆ2,(i, 1,,2R ,ˆ n ,，n)
i1
若设计规定的系统可靠度指标 RS RˆS ，表示
预测值不能满足要求，需要改进单元的可靠度指标
规定的 R S 值作再分配计算。
解决：提高低可靠性指标单元的可靠度，效果 要好且容易些，因此，可提高低可靠度并按等分配 法则进行再分配。
技术条件
设计
可靠性、维修性、安 全性和保障性分析
可靠性分配程序
• 可靠性分配程序
– 明确系统可靠性参数指标要求 – 分析系统特点 – 选取分配方法（同一系统可选多种方法） – 准备输入数据 – 进行可靠性分配 – 验算可靠性指标要求
可靠性分配的原理
• 可靠性分配的原理
– 系统可靠性分配是求解下面的基本不等式
Ri* n RS*
等分配法
– 并联系统可靠度分配
• 当系统的可靠度要求很高，而选用的单元又不能满 足要求时，可选用n个相同单元并联起来。
n
RS 1(1Ri) i1
1
Ri* 1(1Rs)n
特点：方法简单，但由于通常 各子系统的可靠度大不相同， 为提高各子系统的可靠度所花 费的成本也大不相同，故实 际应用上较少。
例：系统可靠度要求为Rs =0.9时，选用两个复杂 程度相似 的单元串联工作或并联工作，则在两种 情况下，每个单元分配到的可靠度是多少？
串、并联系统可靠度分配
利用等分配法对串并联系统进行可靠度分配，可先将串并联
系统简化为等效的串联系统和等效单元，再给同级等效单元
分配相同的可靠度。
0.7322
0.9013 1
– 可靠性优化设计
可靠性分配的准则
• 分配准则
– 可靠性分配的要求值应是成熟期的规定值。 – 为了减少分配的反复次数，并考虑到分配中存
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如果要求系统可靠度为0.8
再分配法
• 串联系统中，可靠性越低的单元越容易改进。 • 基本思想：把原来可靠性较低的单元的可靠
度全部提高到某个值，而对原来较高可靠度 的单元的可靠度则保持不变。
R S(R 1,R 2,R i,R n)R S * g S ( R 1 ,R 2 ,R i,R n ) g S *
– 对于简单串联系统而言，上式就转换为
R 1 ( t ) R 2 ( t ) R i( t ) R n ( t ) R S * ( t )
– 对于技术上不成熟的产品，分配较低的可靠性指标。 对于这种产品提出高可靠性要求会延长研制时间， 增加研制费用。
– 对于处于恶劣环境条件下工作的产品，应分配较低 的可靠性指标，因为恶劣的环境会增加产品的故障 率。
– 当把可靠度作为分配参数时，对于需要长期工作的 产品，分配较低的可靠性指标，因为产品的可靠性 随着工作时间的增加而降低。
可靠性分配目的、用途
• 可靠性分配目的与用途
– 可靠性分配的目的是使各级设计人员明确其可靠性设 计要求，根据要求估计所需的人力、时间和资源，并 研究实现这个要求的可能性及办法。
– 促使设计者全面考虑诸如重量、费用和性能等因素， 以期获得“技术上合理，经济上效益高，时间方面见 效快”；
– 如同性能指标一样，是设计人员在可靠性方面的一个 设计目标。
在忽略不计的其他因素项目，因此可靠性分配 时应该留出一定的余量。 – 可靠性分配应在研制阶段早期即开始进行。 – 根据不同研制阶段，选定分配方法进行分配。
可靠性分配的准则
• 分配准则
– 对于复杂度高的分系统、设备等，应分配较低的可 靠性指标，因为产品越复杂，其组成单元就越多， 要达到高可靠性就越困难并且更为费钱。
• 有约束分配法
– 拉格朗日乘数法 – 动态规划法 – 直接寻查法
等分配法
• 对系统中的全部单元配以相等的可靠度的方法。 – 串联系统可靠度分配 串联系统的可靠度取决于系统中的最弱单元，当 系统中的n个单元具有近似的复杂程度、重要性 以及制造成本时，可用等分配法分配系统各单元 的可靠度。
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RS Ri Rn i1
系统可靠性 设计可靠性
分配
可靠性分配
• 可靠性分配概念
– 可靠性分配就是将工程设计规定的系统可靠度指标合理的分配 给组成该系统的各个单元，确定系统各组成单元的可靠性定量 要求，从而保证整个系统的可靠性指标。
• 可靠性分配目的与用途 • 可靠性分配与可靠性预计的关系 • 可靠性分配程序 • 可靠性分配的原理与准则 • 可靠性分配方法 • 可靠性分配的注意事项
可靠性预计和分配不是一次性的工作。为了求得 可靠度 分配的最佳结果，一般要经过预计、分配、再 预计、再分配 的多次反复，才能使结果逐步趋于合 理，并最终使系统的性 能、成本、研制周期等各方面 取得协调。
可靠性预测与可靠性分配区别：
可靠性分配方法
• 无约束分配法
– 等分配法 – 再分配法 – 相对失效率法与相对失效概率法 – AGREE分配法 – 考虑重要度和复杂度的分配方法
可靠性分配与可靠性预计的关系
可靠性分配结果是可靠性预计的依据和目标 可靠性预计结果是可靠性分配与指标调整的基础
调研
和确 设定 计可 准靠 则性
指
标
系统可靠性指标 分配到分系统 分配到设备
可靠性目标 比较
更改
系统可靠性预计 分系统可靠性预计
可靠性 维修性
安全性 评估
测试性 保障性
设备可靠性预计
可靠性分配的准则
• 分配准则
– 对于重要度高的产品，应分配较高的可靠性指 标，因为重要度高的产品的故障会影响人身安 全或任务的完成。
– 分配时还应结合维修性、保障性，如维修性差 的产品，分配较高的可靠性指标，以实现较好 的综合效能等。
可靠性预计自下而上；可靠性分配自上而下。可靠 性预 计是可靠性分配的基础。
如果已知串联系统（或串并联系统的等效串联系
统 则）系各统单的元 可的 靠可 度靠 预度测预值测为值：R 为ˆS R ˆn1,R ˆR iˆ2,(i, 1,,2R ,ˆ n ,，n)
i1
若设计规定的系统可靠度指标 RS RˆS ，表示
预测值不能满足要求，需要改进单元的可靠度指标
规定的 R S 值作再分配计算。
解决：提高低可靠性指标单元的可靠度，效果 要好且容易些，因此，可提高低可靠度并按等分配 法则进行再分配。
技术条件
设计
可靠性、维修性、安 全性和保障性分析
可靠性分配程序
• 可靠性分配程序
– 明确系统可靠性参数指标要求 – 分析系统特点 – 选取分配方法（同一系统可选多种方法） – 准备输入数据 – 进行可靠性分配 – 验算可靠性指标要求
可靠性分配的原理
• 可靠性分配的原理
– 系统可靠性分配是求解下面的基本不等式
Ri* n RS*
等分配法
– 并联系统可靠度分配
• 当系统的可靠度要求很高，而选用的单元又不能满 足要求时，可选用n个相同单元并联起来。
n
RS 1(1Ri) i1
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Ri* 1(1Rs)n
特点：方法简单，但由于通常 各子系统的可靠度大不相同， 为提高各子系统的可靠度所花 费的成本也大不相同，故实 际应用上较少。
例：系统可靠度要求为Rs =0.9时，选用两个复杂 程度相似 的单元串联工作或并联工作，则在两种 情况下，每个单元分配到的可靠度是多少？
串、并联系统可靠度分配
利用等分配法对串并联系统进行可靠度分配，可先将串并联
系统简化为等效的串联系统和等效单元，再给同级等效单元
分配相同的可靠度。
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