可靠性工程每章基本概念及復(fù)習(xí)要點知識講解

1、復(fù)習(xí)要點： ? 可靠性 ? 廣義可靠性 ? 失效率 ? MTTF(平均壽命) ? MTBF(平均事故間隔) ? 維修性 ? 有效性 ? 修復(fù)度 ? 最小路集及求解 ? 最小割集及求解 ? 可靠壽命 ? 中位壽命 ? 特征壽命 ? 研究可靠性的意義 ? 可靠性定義中各要素的實際含義 ? 浴盆曲線 ? 可靠性中常見的分布 ? 簡述串聯(lián)系統(tǒng)特性 ? 簡述并聯(lián)系統(tǒng)特性 ? 簡述旁聯(lián)系統(tǒng)特性 ? 簡述 r/n 系統(tǒng)的優(yōu)勢 ? 并串聯(lián)系統(tǒng)與串并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性關(guān)系 ? 馬爾可夫過程 ? 可靠性設(shè)計的重要性 ? 建立可靠性模型的一般步驟 ? 降額設(shè)計的基本原理 ? 冗余 ( 余度 ) 設(shè)計的基本原理 ? 故障

2、樹分析優(yōu)缺點 廣義可靠性 ：包括可靠性、維修性、耐久性、安全性。 可靠性 : 產(chǎn)品在規(guī)定時期內(nèi)規(guī)定條件 規(guī)定的時間完成規(guī)定功能能力。 耐久性 ：產(chǎn)品在規(guī)定的使用和維修條件下，達(dá)到某種技術(shù)或 經(jīng)濟指標(biāo)極限時，完成規(guī)定功能能力。 安全性： 產(chǎn)品在一定的功能、時間、成本等制約條件 下，使人員和設(shè)備蒙受傷害和損失最小的能力 可靠度 R(t) ：產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)完成規(guī)定功能的概率 累積失效概率 F(t) ：也稱不可靠度，產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)失效的概率 失效概率密度 f(t) ：產(chǎn)品在包含 t 的單位時間內(nèi)發(fā)生失效的概率 失效率 (t): 工作到 t 時刻尚未失效的產(chǎn)品，在該時刻 t

3、后的單位時間內(nèi)發(fā)生失效的概率。 基本： 實驗室條件下。 應(yīng)用： 考慮到環(huán)境，利用，降額和其它因素的實際使用環(huán)境條件下。 任務(wù)： 元器件在執(zhí)行任務(wù)期間，即工作條件下的基本 不可修產(chǎn)品平均壽命 MTTF：指產(chǎn)品失效前的平均工作時間 可修 MTBF： 指相鄰兩次故障間的 平均工作時間，稱為平均無故障工作時間或平均故障間隔時間 維修性： 在規(guī)定的條件下使用 的可維修產(chǎn)品，在規(guī)定的時間內(nèi)，按規(guī)定的程序和法進(jìn)行維修時，保持或恢復(fù)到能完成規(guī)定 功能的能力 維修度M(t) ：是指在規(guī)定的條件下使用的產(chǎn)品發(fā)生故障后，在規(guī)定的時間 (0，t) 內(nèi)完成修復(fù) 的概率。 修復(fù)率 (t) ：修理時間已達(dá)到某一時刻但尚未修

4、復(fù)的產(chǎn)品在該時刻后的單位時間 內(nèi)完成修理的概率。 平均修復(fù)時間 MTTR：可修復(fù)的產(chǎn)品的平均修理時間，其估計值為修復(fù) 時間總和和修復(fù)次數(shù)之比。 有效性 ：可維修產(chǎn)品在規(guī)定的條件（工作條件和維修條件）下使用時具有維持規(guī)定功能的能 力。 有效度 （可用度） ：可維修的產(chǎn)品在規(guī)定的條件下使用時， 在某時刻具有或維持其功能的 概率。瞬時： 在某一特定瞬間，可能維修的產(chǎn)品保持正常工作使用狀態(tài)或功能的概率。 平均： 可維修產(chǎn)品在時間區(qū)間【 0，t 】內(nèi)的平均有效度指瞬時有效度 A（t ）在【0，t 】內(nèi)的平均值。 穩(wěn)態(tài)： 胃泰有效度或稱為時間有效度，又可叫工作時間比，它是時間T趨于正無窮時瞬時有 效度的極

5、限。 旁聯(lián)系統(tǒng)： 為提高系統(tǒng)可靠度，除了多安裝一些單元外，還可以儲備一些單元，以便當(dāng)工作 單元失效時，能立即通過轉(zhuǎn)換開關(guān)使儲備單元逐個去替換，直到所有單元都故障為止，系統(tǒng) 才失效，這種系統(tǒng)稱為旁聯(lián)系統(tǒng)。 最小路集 ：如在一條路集的弧序列中，任意除去其中的一條弧后，它就不再是一條路集 最小 割集： 如在一條割集的弧序列中，去掉任一條弧后，它就不再是割集 研究可靠性的意義： 1 可防止故障和事故的發(fā)生，尤其是避免災(zāi)難性的事故發(fā)生，從而保證 人民生命財產(chǎn)安全。 2 總費用降低 3 減少停機時間，提高可用率，一臺設(shè)備可以頂幾臺設(shè)備 的工作效率。這樣，在投資成本相近時，可發(fā)揮幾倍效益。 4 改善企業(yè)信譽

6、，增強競爭力， 擴大產(chǎn)品銷路，提高經(jīng)濟效益。 （5） 減少產(chǎn)品責(zé)任賠償案件的發(fā)生，以及其他處理產(chǎn)品事故費 用的支出，避免不必要的經(jīng)濟損失 可靠性定義中各要素： 產(chǎn)品（作為單獨研究和分別試驗的對象的系統(tǒng)、子系統(tǒng)、設(shè)備、元器 件、人員）；規(guī)定的條件（產(chǎn)品所處的使用環(huán)境與維護條件，包括機械條件、氣候條件、生物 條件、物理條件和使用維護條件） ；規(guī)定的時間（產(chǎn)品執(zhí)行任務(wù)的時間， t 可以是時間、起落 次數(shù)、里程等）； 規(guī)定的功能（產(chǎn)品設(shè)計文件上對產(chǎn)品規(guī)定的技術(shù)性能） ；能力（可以完成規(guī) 定的功能） 可靠性中常見的分布： 1 二項 : 一次實驗只出現(xiàn)兩種結(jié)果的場合，如命中與未命中，次品與合 格品 2泊松

7、：如某段時間內(nèi)紡紗機上線的斷頭數(shù)，電話總機接到的呼喚數(shù)，顧客數(shù)3 指數(shù): 如產(chǎn)品的壽命 4 正態(tài)：各種誤差，材料特性，磨損壽命，疲勞失效 5 截尾正態(tài)：數(shù)據(jù)不能取 負(fù)值時 6 對數(shù)：疲勞腐蝕失效； 7 威布爾：因某一局部失效或故障引起的全局機能停止運行 的原件設(shè)備系統(tǒng)等的壽命。 浴盆曲線： 1 早期失效期，遞減型，原因：由于設(shè)計，原料和制 造過程中的缺陷造成。 2 偶然失效期，失效率較低，且較穩(wěn)定，恒定型。原因 :由多種而又不 太嚴(yán)重的偶然因素引起，通常是產(chǎn)品設(shè)計余度不夠，造成產(chǎn)品隨機失效。 3耗損失效期 ,失效 率隨時間延長而急速增加，遞增型。原因：由帶全局性的原因造成的，說明元件的損傷已經(jīng)

8、 嚴(yán)重，壽命即將終止。 串聯(lián)系統(tǒng)特性 :（1） 系統(tǒng)可靠度低于該系統(tǒng)的每個單元的可靠度，且隨著串聯(lián)單元數(shù)量的增大 迅速降低（各單元可靠度乘積） （2） 系統(tǒng)失效率大于該系統(tǒng)的各單元失效率（各單元失效率 之和） （3） 串聯(lián)系統(tǒng)的各單元壽命服從指數(shù)分布時，該系統(tǒng)壽命也服從指數(shù)分布。 （4） 串聯(lián)的 單元數(shù)越多，系統(tǒng)的可靠度越低。 并聯(lián)系統(tǒng)特性 : （1） 系統(tǒng)的失效概率低于各單元的失效概率；（為各單元失效概率之積 ）（2） 系 統(tǒng)的可靠度高于各單元的可靠度 （3） 系統(tǒng)的平均壽命高于各單元的平均壽命。 （4） 系統(tǒng)的各單 元服從指數(shù)壽命分布，該系統(tǒng)不再服從指數(shù)壽命分布 旁聯(lián)系統(tǒng)特性 :1 與并聯(lián)

9、系統(tǒng)的區(qū)別：并聯(lián)系統(tǒng)中每個單元一開始就同時處于工作狀態(tài)，而旁 聯(lián)系統(tǒng)中僅用一個單元工作，其余單元處于待機工作狀態(tài)。 2 儲備單元均完全可靠的旁聯(lián)系 統(tǒng)：系統(tǒng)的可靠度為 1- 各單元 F 的卷積；系統(tǒng)的壽命為所有單元壽命之和 3 儲備單元不完全 可靠的旁聯(lián)系統(tǒng)： （服從參數(shù)為的指數(shù)分布）當(dāng) 0，即儲備單元在儲備期內(nèi)不失效時， 這就是兩單元在儲備期內(nèi)完全可靠的旁聯(lián)系統(tǒng)；當(dāng) 2 時，該系統(tǒng)為兩單元的并聯(lián)系統(tǒng)。 r/n 系統(tǒng)的優(yōu)勢；在工程實踐中， 對許多要求較高工作可靠度的系統(tǒng)來說， 平均壽命并不是十 分重要的可靠性指標(biāo)，用戶更感興趣的，或者說至關(guān)重要的可靠性指標(biāo)應(yīng)是達(dá)到一定要求的 可靠水平的可靠壽命

10、。 當(dāng)可靠水平大于一定的值時， r/n 系統(tǒng)的可靠壽命高于一個單元系統(tǒng)的 可靠壽命，且可靠水平越接近 l ，采用 r/n 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對提高可靠壽命的效果越顯著。 馬爾可夫過程： 在一個隨機過程中，如果在某一時刻，由一種狀態(tài)轉(zhuǎn)移到另一種狀態(tài)的轉(zhuǎn)移 概率只與現(xiàn)在處于什么狀態(tài)有關(guān)，而與在這時刻以前所處的狀態(tài)完全無關(guān)，即這種轉(zhuǎn)移概率 只與現(xiàn)在狀態(tài)有關(guān)，與有限次以前的狀態(tài)完全無關(guān) 可靠性設(shè)計的重要性： 1 規(guī)定固有可靠性。 系統(tǒng)設(shè)計階段沒認(rèn)真考慮其可靠性，以后無論怎樣注意制造、嚴(yán)格管理、精心使用，也難保 產(chǎn)品可靠性要求 2 現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，使同類產(chǎn)品間的競爭加劇。需企業(yè)不斷引進(jìn)新 技術(shù)，開發(fā)新產(chǎn)品

11、，且研制周期要短。在產(chǎn)品的全壽命周期中，只有在設(shè)計階段采取措施， 提高產(chǎn)品的可靠性，才會使企業(yè)在激烈的市場競爭中取勝，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。 3 在設(shè)計 階段采取措施，耗資最少，效果最佳。 4 此外，我國開展可靠性工作的經(jīng)驗證明，在產(chǎn)品整 個壽命周期內(nèi)，對可靠性起重要影響的是設(shè)計階段。 可靠性設(shè)計原則： 1 明確的可靠性指標(biāo)和可靠性評估方案 2 貫穿于功能設(shè)計的各個環(huán)節(jié)，在 滿足基本功能的同時，要全面考慮影響可靠性的各種因素 3 針對故障模式設(shè)計，最大限度的 消除或控制產(chǎn)品壽命周期內(nèi)可能出現(xiàn)的故障 4 設(shè)計時在繼承以往成功經(jīng)驗基礎(chǔ)上，采用先進(jìn) 的設(shè)計原理和技術(shù) 5 進(jìn)行產(chǎn)品可靠性設(shè)計時，應(yīng)對產(chǎn)品

12、的性能，可靠性，費用時間等各因素 進(jìn)行權(quán)衡以便最初最佳設(shè)計方案。 建立可靠性模型步驟： 1 確定產(chǎn)品的有關(guān)定義。確定任務(wù)功能，規(guī)定性能參數(shù)及容許限，建 立相應(yīng)的任務(wù)可靠性框圖和故障標(biāo)準(zhǔn)。 2 按照產(chǎn)品各部分的功能關(guān)系建立功能框圖 3 在功能 框圖的基礎(chǔ)上，經(jīng)過分析，確定各部分之間的可靠性邏輯關(guān)系，建立起可靠性結(jié)構(gòu)模型 4 根 據(jù)可靠性結(jié)構(gòu)模型建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型 指標(biāo)分配 : 據(jù)系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)書中規(guī)定可靠性指標(biāo)， 按一定分配原則和方法， 合理分配給各分系 統(tǒng)設(shè)備單元元器件，并將寫入相應(yīng)設(shè)計任務(wù)書或經(jīng)濟技術(shù)合同。 可靠性預(yù)計： 在產(chǎn)品可靠性結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)同類產(chǎn)品在研制過程及使用中所達(dá)到的 可

13、靠性水平，或預(yù)測產(chǎn)品在特定的應(yīng)用中符合規(guī)定功能的概率。 降額設(shè)計： 使元器件或設(shè)備工作時所承受的工作應(yīng)力（電應(yīng)力和溫度應(yīng)力） ，適當(dāng)?shù)陀谠骷?或設(shè)備規(guī)定的額定值，從而達(dá)到降低基本故障率、提高使用可靠性的目的。 冗余設(shè)計： 在 系統(tǒng)或設(shè)備完成任務(wù)起關(guān)鍵作用的地方，加一套以上相同功能的通道、單位或元件。當(dāng)該部 分出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)仍能正常工作，以減少系統(tǒng)或設(shè)備的故障率提高其可靠性。通過增加多 余資源以換取可靠性 故障樹分析優(yōu)缺點：優(yōu)點： 1）系析者通過建樹過程可全面了解系統(tǒng)組成及工作情況，并能專 門研討某些系統(tǒng)特殊的故障問題 2）一切外部環(huán)境影響及人為失誤等故障事件都可以考慮在 故障中 3）可以利

14、用演繹法幫助尋找故障原因所在 4）圖示模型可給設(shè)計、使用和維修管理人 員提供一種修改設(shè)計和故障診斷的有效工具 5） 故障樹便于人們對系統(tǒng)進(jìn)行定性和定量評價， 且有選擇評價目標(biāo)和方法的自由 。缺點： 1）工作量大，既不經(jīng)濟又費時間 2）容易疏忽或遺 漏某些有用信息，另一方面某些失效數(shù)據(jù)又不能充分利用 3）結(jié)果不易檢查 4）由于只考慮系 統(tǒng)和元部件的成功與故障兩種狀態(tài)，對于多態(tài)事件較難處理5）處理共因故障工作量大，對 從屬和相依故障難處理 6）一般條件下對待機儲備和可修系統(tǒng)難分析 每章概念 第一章 緒論 可靠性 是指產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。 “規(guī)定條件 ”：產(chǎn)品的使用條件

15、、維護條件、環(huán)境條件。 “規(guī)定時間 ”：產(chǎn)品必須達(dá)到的任務(wù)時間。 如應(yīng)力循環(huán)次數(shù)和車輛的行駛里程。 “規(guī)定功能 ”：產(chǎn)品必須具備的功能及其技術(shù)指標(biāo)。 可靠性定義分為 任務(wù)可靠性 和 基本可靠性 。兩者都強調(diào)無故障完成任務(wù)。任務(wù)可靠性強調(diào)完成規(guī)定的功能 是界定在 “任務(wù)剖面 ”的范圍內(nèi)?；究煽啃詮娬{(diào)的持續(xù)時間是界定在壽命剖面的范圍內(nèi)。一個壽命剖面包 含一個以上的任務(wù)剖面。度量任務(wù)可靠性時只考慮危及任務(wù)成功的致命故障，與該任務(wù)無關(guān)的故障可以不 考慮?；究煽啃詣t涉及整個壽命周期內(nèi)的所有故障。 任務(wù)剖面 ：產(chǎn)品完成規(guī)定任務(wù)的時間內(nèi)所經(jīng)歷的時間和環(huán)境的描述。 產(chǎn)品的工作狀態(tài)；維修方案；產(chǎn)品 工作的時

16、間與順序；產(chǎn)品所處的環(huán)境 （外加的與誘發(fā)的 ） 的時間與順序；任務(wù)成功或致命故障的定義。 壽命周期與壽命剖面 ：產(chǎn)品從制造到壽命終結(jié)或退出使用這段時間內(nèi)所經(jīng)歷的全部事件和環(huán)境的時序描 述。它包含一個或多個任務(wù)剖面。通常把產(chǎn)品的壽命剖面分為后勤和使用兩個階段。 可靠性的定義 固有可靠性 ：產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中確立的可靠性。生產(chǎn)廠在模擬實際工作標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下，對 產(chǎn)品進(jìn)行檢測并給以保證的可靠性。 使用可靠性 ：與產(chǎn)品的使用條件密切相關(guān)，受到使用環(huán) 境、操作水平、保養(yǎng)與維修、使用者的素質(zhì)等因素的影響。 維修性 ：產(chǎn)品在發(fā)生故障或失效后，能迅速修復(fù)以維持良好而完善的狀態(tài)的難易性。 廣義可靠性 ：產(chǎn)品在整個壽命

17、周期內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。包括狹義可靠性和維修性。 可靠性數(shù)學(xué) 是可靠性研究的最重要的基礎(chǔ)理論之一，主要研究解決各種可靠性問題的數(shù)學(xué)模型和數(shù)學(xué)方 法，屬于應(yīng)用數(shù)學(xué)的范疇。應(yīng)用于可靠性的數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)分析、系統(tǒng)設(shè)計及壽命試驗等方面。 可靠性物理 即失效分析，是研究失效現(xiàn)象及其機制和檢測方法的學(xué)科，使可靠性工程從數(shù)理統(tǒng)計方法發(fā)展 到以理化分析為基礎(chǔ)的失效分析方法。 從微觀角度研究零部件（元器件）的失效發(fā)展過程和失效機理， 從本質(zhì)上、從機理方面探究產(chǎn)品的不可靠因素，為研制、生產(chǎn)高可靠性產(chǎn)品提供科學(xué)的依據(jù)。 可靠性工程 是對產(chǎn)品（零部件、元器件、設(shè)備或系統(tǒng)）的失效及其發(fā)生概率進(jìn)行統(tǒng)計、分析的一門邊緣性

18、 學(xué)科，主要內(nèi)容是運用系統(tǒng)工程的觀點和方法論從設(shè)計、生產(chǎn)和使用等角度來研究產(chǎn)品的可靠性，包括對 產(chǎn)品進(jìn)行可靠性設(shè)計、可靠性預(yù)計、可靠性試驗、可靠性評估、可靠性檢驗、可靠性控制、可靠性維修及 失效分析。 實施可靠性工程應(yīng)重視可靠性數(shù)據(jù)的收集與分析 3. 可靠性設(shè)計 應(yīng)用可靠性理論、技術(shù)和設(shè)計參數(shù)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，在給定的可靠性指標(biāo)下，對零件、部件、設(shè)備或系 統(tǒng)進(jìn)行的設(shè)計，稱為可靠性設(shè)計。 通過預(yù)計、分配、分析、改進(jìn)等一系列可靠性工程活動，把可靠性定量要求設(shè)計到產(chǎn)品的技術(shù) 文件和圖樣中去，從而形成產(chǎn)品的固有可靠性。 系統(tǒng)可靠性設(shè)計 零件可靠性設(shè)計 系統(tǒng)可靠性設(shè)計的目的 ，就是要使系統(tǒng)在滿足規(guī)定可靠性指標(biāo)

19、，完成預(yù)定功能的前提下，使系統(tǒng)的技術(shù)性 能、重最、成本、時間等各方面取得協(xié)調(diào)，求得最佳設(shè)計；或是在性能、重量、成本、時間和其它要求的 約束下，設(shè)計能得到實際高可靠度的系統(tǒng)。 系統(tǒng)可靠性設(shè)計常用的方法 系統(tǒng)可靠性框圖 ;故障模式影響與危害度分析 FMECA;故障樹分析 FTA;馬爾科夫 過程 研究可靠性的重要意義 保證和提高產(chǎn)品的可靠性水平 ;提高經(jīng)濟效益 ;提高市場競爭能力 第二章 可靠性數(shù)學(xué)基礎(chǔ) 定義：產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的概率稱為 可靠度 。 可靠度的觀測值 是指直 到規(guī)定的時間終了為止，能完成規(guī)定功能的產(chǎn)品數(shù)與該區(qū)間開始時刻投入工作產(chǎn)品數(shù)之比。 定義：產(chǎn)品在規(guī)定

20、的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，喪失規(guī)定功能概率稱為累積故障概率 （又稱 不可靠度 ） 剩余壽命： 若產(chǎn)品用到 t時刻仍然完好，稱為產(chǎn)品的年齡。具有年齡t的產(chǎn)品從 t時刻開始繼續(xù)使用下去直 到失效為止所經(jīng)歷的時間，稱為具有年齡t 的產(chǎn)品的剩余壽命。 定義：工作到某時刻尚未故障的產(chǎn)品，在該時刻后單位時間內(nèi)發(fā)生故障的概率，稱之為產(chǎn)品的 故障率 。 故障率浴盆曲線 早期故障期；偶然故障期；耗損故障期 可靠壽命 ：給定的可靠度所對應(yīng)的產(chǎn)品工作時間。 中位壽命 ：產(chǎn)品的可靠度等于 0.5 時的可靠壽命。 平均壽命 ：產(chǎn)品壽命的平均值。 對于不可修產(chǎn)品，平均壽命就是平均故障前時間；對于可修復(fù)產(chǎn)品，平均壽命就是平均

21、故障間隔時間。 可用性 是系統(tǒng)可靠性與維修性的綜合表征。 定義 ：可修復(fù)產(chǎn)品，在規(guī)定的條件下使用，在規(guī)定維修條件下 修復(fù)，在規(guī)定的時間具有或維持其規(guī)定功能處于正常狀態(tài)的概率。 瞬時有效度 使用有效度 極限有效度 瞬時有效度 是產(chǎn)品在某一時刻所具有或維持其規(guī)定功能的概率。 平均有效度 是在某規(guī)定時間內(nèi)有效度的平均值。 極限有效度 是當(dāng)時間趨于無限大時，瞬時有效度的極限 值。 ? 隨機試驗具有以下特點：重復(fù)性 隨機性 明確性 第 3章 典型系統(tǒng)可靠性模型 系統(tǒng) 由相互作用和相互依賴的若干單元結(jié)合成的具有特定功能的有機整體。系統(tǒng)包含 “單元”，其層次高于 “單元 ” 系統(tǒng)按其可否修復(fù)分為 不可修復(fù)系

22、統(tǒng) 和 可修復(fù)系統(tǒng) 兩類 定義 組成系統(tǒng)的所有單元中任一單元的故障都會導(dǎo)致整個系統(tǒng)故障的稱為 串聯(lián)系統(tǒng) 。串聯(lián)系統(tǒng)是最常用 和最簡單的模型之一。 組成系統(tǒng)的所有單元都發(fā)生故障時，系統(tǒng)才發(fā)生故障。 并聯(lián)系統(tǒng) 是最簡單的 冗 余系統(tǒng) （有貯備模型）。 系統(tǒng)由 n個單元組成，若系統(tǒng)中有 r 個或 r 個以上單元正常，則系統(tǒng)正常，這樣 的系統(tǒng)稱作 n中取 r 表決系統(tǒng) 。 組成系統(tǒng)的各單元只有一個單元工作，當(dāng)工作單元故障時，通過轉(zhuǎn)換裝 置接到另一個單元繼續(xù)工作，直到所有單元都故障時系統(tǒng)才故障，稱為 旁聯(lián)系統(tǒng) ，又稱 非工作貯備系統(tǒng) 。 非工作貯備的優(yōu)點是能大大提高系統(tǒng)的可靠度。缺點是： （1）由于增加

23、了故障監(jiān)測與轉(zhuǎn)換裝置而提高了系統(tǒng)的復(fù)雜度； （2）要求故障監(jiān)測與轉(zhuǎn)換裝置的可靠度非常高，否則貯備帶來的好處會被嚴(yán)重削弱。 貯備系統(tǒng)按貯備單元在貯備期間的失效情況可分為三類 ? 冷貯備（無載貯備）貯備單元在貯備期間失效率為零； ? 熱貯備（滿載貯備）貯備單元在貯備期間失效率與工作單元失效率一樣； ? 溫貯備（輕載貯備）貯備單元在貯備期間失效率大于零而小于工作單元失效率。 維修度：對可能維修的產(chǎn)品在發(fā)生故障或失效后，在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)完成修復(fù)的概率。 修復(fù)率：維修時間已達(dá)到某一時刻但尚未修復(fù)的產(chǎn)品在該時刻后的單位時間內(nèi)完成修復(fù)的概率。 可用性：當(dāng)需要時，可維修產(chǎn)品保持正常使用狀態(tài)或功能的

24、能力。其度量指標(biāo)是可用度。 第 4章 可靠性分配與預(yù)計 可靠性分配 系統(tǒng)可靠性分配 就是將使用方提出的，在系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)書（或合同 ）中規(guī)定的可靠性指標(biāo)。， 從上而下，由大到小，從整體到局部，逐步分解，分配到各分系統(tǒng)，設(shè)備和元器件。 可靠性預(yù)計 系統(tǒng)的可靠性預(yù)計 是在系統(tǒng)的設(shè)計階段根據(jù)組成系統(tǒng)的元器件等在規(guī)定條件下的可靠性指 標(biāo)、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)的功能以及工作方式等來推測系統(tǒng)的可靠性。是一個由局部到整體、由小到大，由 下到上的一種綜合過程。 可靠性分配的目的 是使各級設(shè)計人員明確其可靠性設(shè)計要求，根據(jù)要求估計所需的人力、時間和資源，并 研究實現(xiàn)這個要求的可能性及辦法。 可靠性預(yù)計的目的 ：將預(yù)計

25、結(jié)果與要求的可靠性指標(biāo)相比較，審查設(shè)計任務(wù)書中提出的可靠性指標(biāo)是否能 達(dá)到。在方案論證階段，通過可靠性預(yù)計，根據(jù)預(yù)計結(jié)果的相對性進(jìn)行方案比較，選擇最優(yōu)方案。在設(shè)計 階段，通過預(yù)計，發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的薄弱環(huán)節(jié)，加以改進(jìn)。為可靠性增長試驗、驗證試驗及費用核算等方面的 研究提供依據(jù)。通過預(yù)計給可靠性分配奠定基礎(chǔ)。 可靠性分配與可靠性預(yù)計的關(guān)系： 可靠性分配結(jié)果是可靠性預(yù)計的依據(jù)和目標(biāo)；可靠性預(yù)計相對結(jié)果是可 靠性分配與指標(biāo)調(diào)整的基礎(chǔ)。相互制約，相輔相成，使系統(tǒng)的設(shè)計滿足要求。 可靠性分配與可靠性預(yù)計的作用 : 提高產(chǎn)品的固有可靠性 ; 降低產(chǎn)品全壽命周期的費用 ;為可靠性增長計 劃提供科學(xué)依據(jù) . 在新產(chǎn)

26、品從開發(fā)研制一直到定型生產(chǎn)之前，一艇要經(jīng)設(shè)計 試制 試驗修改 設(shè)計 小批生產(chǎn) 檢驗 改進(jìn)定型生產(chǎn) 這一過程，在這一過程中，產(chǎn)品可靠性水平在不斷提高， 稱為可靠性增長。 可靠性分配的程序 :明確系統(tǒng)可靠性參數(shù)指標(biāo)要求 ;分析系統(tǒng)特點 ;選取分配方法 （同一系統(tǒng)可選多種方法） 準(zhǔn)備輸入數(shù)據(jù) ;進(jìn)行可靠性分配 ; 驗算可靠性指標(biāo)要求 ; 可靠性分配的無約束分配方法： 等分配法 ; 評分分配法 ；再分配法 ；比例分配法 ；AGRE方E 法 等分配法 又稱為平均分配法。當(dāng)系統(tǒng)中個單元具有近似的復(fù)雜程度、重要性以及制造成本時，可用等分配 法分配系統(tǒng)各單元的可靠度。 評分分配法 含義：在可靠性數(shù)據(jù)非常缺乏的

27、情況下，通過有經(jīng)驗的設(shè)計人員或?qū)＜覍τ绊懣煽啃缘膸追N因 素評分，對評分進(jìn)行綜合分析而獲得各單元產(chǎn)品之間的可靠性相對比值，根據(jù)評分情況給每個分系統(tǒng)或設(shè) 備分配可靠性指標(biāo)。 評分因素與原則 ：( 1)復(fù)雜度 最復(fù)雜的評 10分，最簡單的評 1分。( 2)技術(shù)發(fā) 展水平 : 水平最低的評 10分，水平最高的評 1分。 (3) 工作時間 : 單元工作時間最長的評 10分，最短的評 1 分。 (4) 環(huán)境條件 : 單元工作過程中會經(jīng)受極其惡劣而嚴(yán)酷的環(huán)境條件的評10分，環(huán)境條件最好的評 1分。 可靠性指標(biāo)分配的模糊數(shù)學(xué)模型 :(1) 建立評價因素集 ;(2) 建立評價因素權(quán)重集 ;(3) 建立因素評價集

28、(等 級)及相應(yīng)分值集 ;(4) 構(gòu)建模糊綜合評判矩陣 ;(5) 計算各單元綜合評價分值 ;(6) 可靠性指標(biāo)分配 3. 再分配法 如果系統(tǒng)可靠性預(yù)計結(jié)果小于規(guī)定的系統(tǒng)可靠度，則須重新進(jìn)行可靠度分配。 4. 比例分配法 使系統(tǒng)中各單元的容許失效率與該單元預(yù)計失效率成正比。 5. AGREE法考慮了組成系統(tǒng)各單元的復(fù)雜度、重要度、工作時間以及它們與系統(tǒng)之間的失效關(guān)系，又 稱為按照單元的復(fù)雜度及重要度的分配法。 適用于 各單元工作期間的失效率為常數(shù)的串聯(lián)系統(tǒng)。 可靠性預(yù)計目的、用途 : 評估系統(tǒng)可靠性，審查是否能達(dá)到要求的可靠性指標(biāo)。在方案論證階段，通過可 靠性預(yù)計，比較不同方案的可靠性水平，為最

29、優(yōu)方案的選擇及方案優(yōu)化提供依據(jù)。在設(shè)計中，通過可靠性 預(yù)計，發(fā)現(xiàn)影響系統(tǒng)可靠性的主要因素，找出薄弱環(huán)節(jié)，采取設(shè)計措施，提高系統(tǒng)可靠性。為可靠性分配 奠定基礎(chǔ)。 分類 根據(jù)戰(zhàn)術(shù)技術(shù)中可靠性的定量要求 : 基本可靠性預(yù)計 由于產(chǎn)品不可靠導(dǎo)致對維修和保障的要求。 任務(wù)可靠性預(yù)計 估計產(chǎn)品在完成任務(wù)的過程中完成其規(guī)定功能的概率。 從產(chǎn)品構(gòu)成角度分析：單元可靠性預(yù)計(元件、部件或設(shè)備等 ) 系統(tǒng)可靠性預(yù)計 可靠性預(yù)計基本方法及用途： 系統(tǒng)可靠性預(yù)計：數(shù)學(xué)模型法；邊值法；故障樹分析法 設(shè)備可靠性預(yù)計：數(shù)學(xué)模型法；相似分析法；元器件計數(shù)法；應(yīng)力分析法 元器件可靠性預(yù)計：應(yīng)力分析 法 數(shù)學(xué)模型法 ：根據(jù)組成系

30、統(tǒng)的各單元間的可靠性數(shù)學(xué)模型，按概率運算法則，預(yù)計系統(tǒng)的可靠度的方法， 是一種經(jīng)典的方法 . 相似設(shè)備法： 將新設(shè)計的產(chǎn)品和已知可靠性數(shù)據(jù)的相似設(shè)備進(jìn)行比較，從而簡單估計出新產(chǎn)品可能達(dá)到的 可靠性水平。 相似產(chǎn)品法考慮的相似因素一般包括：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、性能的相似性；設(shè)計的相似性；材料和 制造工藝的相似性；使用剖面 ( 保障、使用和環(huán)境條件 ) 的相似性 相似復(fù)雜性法： 將新設(shè)計產(chǎn)品的與相似產(chǎn)品相比較，考慮新產(chǎn)品的相對復(fù)雜性，建立新、老產(chǎn)品可靠性之 間的函數(shù)關(guān)系。 功能預(yù)計法： 建立設(shè)備的功能特性和觀測的工作可靠性之間的統(tǒng)計相關(guān)關(guān)系；根據(jù)系統(tǒng)的功能，統(tǒng)計大量 相似系統(tǒng)的功能參數(shù)和相關(guān)可靠性數(shù)據(jù)，運用

31、回歸分析的方法，得出一些經(jīng)驗公式及系數(shù)；根據(jù)初步確定 的系統(tǒng)功能及結(jié)構(gòu)參數(shù)預(yù)計系統(tǒng)的可靠性。 元器件計數(shù)法： 按不同種類元器件的數(shù)量來預(yù)計單元和系統(tǒng)可靠度的方法。采用這個方法進(jìn)行預(yù)計，首先 確定設(shè)計方案中各種元器件的類型。 應(yīng)力分析法： 用于產(chǎn)品詳細(xì)設(shè)計階段的電子元器件失效率預(yù)計。預(yù)計電子元器件工作失效率時對基本失效 率進(jìn)行修正。 邊值法： 基本思想 ： 對于一些很復(fù)雜的系統(tǒng)，采用數(shù)學(xué)模型很難得到可靠性的函數(shù)表達(dá)式。不采用直接推 導(dǎo)的辦法而是忽略一些次要因素，用近似的數(shù)值來逼近系統(tǒng)可靠度真值，從而使繁瑣的過程變得簡單。 邊值法又稱為上下限法 ，將一個復(fù)雜的系統(tǒng)先簡化成某些單元組成的串聯(lián)系統(tǒng)，求該串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度預(yù) 測值的上限及下限 。然后逐步考慮系統(tǒng)的其他部分，逐次求出越來越精確的可靠度上限值和下限值，當(dāng) 達(dá)到一定的精度要求后，再將上限值和下限值合成一個可靠度單一預(yù)測值。 機械產(chǎn)品可靠性預(yù)計方法： 相似分析法 ； 統(tǒng)計分析法故障物理法 相似分析法 根據(jù)相似產(chǎn)品或相似環(huán)境