汽車可靠性第三章

1、第十一講第十一講主講教師：楊志發(fā)學(xué)時：主講教師：楊志發(fā)學(xué)時：322汽車可靠度分配汽車可靠度分配3內(nèi)容提綱一、系統(tǒng)可靠性模型一、系統(tǒng)可靠性模型二、可靠性預(yù)測二、可靠性預(yù)測三、汽車可靠性分配的目的三、汽車可靠性分配的目的 四、簡單系統(tǒng)可靠度分配四、簡單系統(tǒng)可靠度分配五、復(fù)雜系統(tǒng)可靠度分配五、復(fù)雜系統(tǒng)可靠度分配45 一個機械系統(tǒng)常由許多子系統(tǒng)組成，而每個子系統(tǒng)一個機械系統(tǒng)常由許多子系統(tǒng)組成，而每個子系統(tǒng)又可能由若干單元（如零、部件）組成。在設(shè)計過程中，又可能由若干單元（如零、部件）組成。在設(shè)計過程中，系統(tǒng)設(shè)計得滿足功能要求，還使其能有效地執(zhí)行功能。系統(tǒng)設(shè)計得滿足功能要求，還使其能有效地執(zhí)行功能。因而

2、就須對系統(tǒng)進(jìn)行可靠性設(shè)計。因而就須對系統(tǒng)進(jìn)行可靠性設(shè)計。系統(tǒng)的可靠性設(shè)計有系統(tǒng)的可靠性設(shè)計有三個方面的含義其一是可靠性預(yù)測，其二是可靠性分配，三個方面的含義其一是可靠性預(yù)測，其二是可靠性分配，其三是可靠性實驗。其三是可靠性實驗。1 1） 概述概述6 為了計算系統(tǒng)的可靠度，不管是可靠性預(yù)測還是為了計算系統(tǒng)的可靠度，不管是可靠性預(yù)測還是可靠性分配，首先都需要有系統(tǒng)的可靠性模型?？煽啃苑峙洌紫榷夹枰邢到y(tǒng)的可靠性模型?？煽靠煽啃阅Ｐ托阅Ｐ椭傅氖窍到y(tǒng)可靠性邏輯框圖指的是系統(tǒng)可靠性邏輯框圖( (也稱可靠性方框圖也稱可靠性方框圖) )及其數(shù)學(xué)模型。原理圖表示系統(tǒng)中各部分之間的物理及其數(shù)學(xué)模型。原理圖表示

3、系統(tǒng)中各部分之間的物理關(guān)系。而可靠性邏輯圖則關(guān)系。而可靠性邏輯圖則表示系統(tǒng)中各部分之間的功表示系統(tǒng)中各部分之間的功能關(guān)系能關(guān)系，即用簡明扼要的直觀方法表現(xiàn)能使系統(tǒng)完成，即用簡明扼要的直觀方法表現(xiàn)能使系統(tǒng)完成任務(wù)的各種串任務(wù)的各種串并并旁聯(lián)方框的組合。旁聯(lián)方框的組合。 2 2） 定義定義7可靠性模型分類可靠性模型工作儲備非儲備非工作儲備旁聯(lián)串聯(lián)多數(shù)表決并聯(lián)混聯(lián)混合n中取r簡單 模型主要分為模型主要分為串聯(lián)系統(tǒng)、并聯(lián)系統(tǒng)、混聯(lián)系串聯(lián)系統(tǒng)、并聯(lián)系統(tǒng)、混聯(lián)系統(tǒng)，此外還有備用冗余系統(tǒng)、復(fù)雜系統(tǒng)。統(tǒng)，此外還有備用冗余系統(tǒng)、復(fù)雜系統(tǒng)。1 1） 概述概述8可靠性邏輯框圖按級展開abdce42135CLRXXD

4、D系統(tǒng)級分系統(tǒng)級設(shè)備級部件級組件級9 定義：定義：若系統(tǒng)是由若干個單元（零、部件）或若系統(tǒng)是由若干個單元（零、部件）或子系統(tǒng)組成的，而其中的任何一個子系統(tǒng)組成的，而其中的任何一個單元的可靠度都具單元的可靠度都具有相互獨立性有相互獨立性，即各個單元的失效（發(fā)生故障）是互，即各個單元的失效（發(fā)生故障）是互不相關(guān)的。那么，當(dāng)任一個單元失效時，都會導(dǎo)致整不相關(guān)的。那么，當(dāng)任一個單元失效時，都會導(dǎo)致整個系統(tǒng)失效，則稱這種系統(tǒng)為串聯(lián)系統(tǒng)或串聯(lián)模型。個系統(tǒng)失效，則稱這種系統(tǒng)為串聯(lián)系統(tǒng)或串聯(lián)模型。如圖所示。如圖所示。 數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型： 式中 Rs (t)系統(tǒng)的可靠度； Ri (t)第i個單元的可靠度。nii

5、stRtR1)()(2 2） 串聯(lián)系統(tǒng)串聯(lián)系統(tǒng)10 定義：定義：在由若干個單元組成的系統(tǒng)中，只要有在由若干個單元組成的系統(tǒng)中，只要有一個單元仍在發(fā)揮其功能，產(chǎn)品或系統(tǒng)就能維持其功一個單元仍在發(fā)揮其功能，產(chǎn)品或系統(tǒng)就能維持其功能；或者說，只有當(dāng)所有單元都失效時系統(tǒng)才失效就能；或者說，只有當(dāng)所有單元都失效時系統(tǒng)才失效就稱此系統(tǒng)為并聯(lián)系統(tǒng)或并聯(lián)模型。并聯(lián)系統(tǒng)又稱并聯(lián)稱此系統(tǒng)為并聯(lián)系統(tǒng)或并聯(lián)模型。并聯(lián)系統(tǒng)又稱并聯(lián)貯備系統(tǒng)。貯備系統(tǒng)。 數(shù)學(xué)模型：數(shù)學(xué)模型：式中 Fs(t)系統(tǒng)的不可靠度； Fi(t)第i個單元的不可靠度。 niistFtF1)()(3 3） 并聯(lián)系統(tǒng)并聯(lián)系統(tǒng)11 定義：定義：混聯(lián)系統(tǒng)是由

6、一些串聯(lián)的子系統(tǒng)和一些并混聯(lián)系統(tǒng)是由一些串聯(lián)的子系統(tǒng)和一些并聯(lián)的子系統(tǒng)組合而成的。它可分為：串、并聯(lián)系統(tǒng)（聯(lián)的子系統(tǒng)組合而成的。它可分為：串、并聯(lián)系統(tǒng)（先串聯(lián)后并聯(lián)的系統(tǒng)）和并、串聯(lián)系統(tǒng)（先并聯(lián)再串先串聯(lián)后并聯(lián)的系統(tǒng)）和并、串聯(lián)系統(tǒng)（先并聯(lián)再串聯(lián)的系統(tǒng)）。相應(yīng)的模型如圖所示。聯(lián)的系統(tǒng)）。相應(yīng)的模型如圖所示。并串聯(lián)串并聯(lián)4 4） 混聯(lián)系統(tǒng)混聯(lián)系統(tǒng) 假設(shè)當(dāng)各單元相同，可靠度為R(t) N為系統(tǒng)中子系統(tǒng)數(shù)，n為每個子系統(tǒng)的元素個數(shù)： 串并聯(lián)貯備的數(shù)學(xué)模型計算過程：先計算每個子系統(tǒng)可靠度：將子系統(tǒng)簡化為一個新的單元，其可靠度為Rz(t),從而原系統(tǒng)簡化為一個由N個新單元組成的并聯(lián)系統(tǒng)，如圖所示 假設(shè)當(dāng)

7、各單元相同，可靠度為R(t) N為系統(tǒng)中子系統(tǒng)數(shù)，n為每個子系統(tǒng)的元素個數(shù)： 串并聯(lián)貯備的數(shù)學(xué)模型計算過程：先計算每個子系統(tǒng)可靠度：將子系統(tǒng)簡化為一個新的單元，其可靠度為Rz(t),從而原系統(tǒng)簡化為一個由N個新單元組成的并聯(lián)系統(tǒng)，如圖所示NncbtRtR)(1 1)()()(tRtRnzNnNiicbtRtFtF)(1 )()(1第十二講第十二講主講教師：楊志發(fā)學(xué)時：主講教師：楊志發(fā)學(xué)時：32 假設(shè)當(dāng)各單元相同，可靠度為R(t) N為系統(tǒng)中子系統(tǒng)數(shù)，n為每個子系統(tǒng)的元素個數(shù)： 串并聯(lián)貯備的數(shù)學(xué)模型計算過程：先計算每個子系統(tǒng)可靠度：將子系統(tǒng)簡化為一個新的單元，其可靠度為Rz(t),從而原系統(tǒng)簡化

8、為一個由N個新單元組成的并聯(lián)系統(tǒng)，如圖所示 假設(shè)當(dāng)各單元相同，可靠度為R(t) N為系統(tǒng)中子系統(tǒng)數(shù)，n為每個子系統(tǒng)的元素個數(shù)：并串聯(lián)貯備的數(shù)學(xué)模型計算過程：先計算每個子系統(tǒng)可靠度：將子系統(tǒng)簡化為一個新的單元，其可靠度為Rz(t),從而原系統(tǒng)簡化為一個由N個新單元組成的串聯(lián)系統(tǒng)，如圖所示NnbctRtR)(1 1)(nzztRtFtR)(1 1)(1)(nniiztRtFtF)(1 )()(115Rs(t)t并串聯(lián)n=2,N=2串并聯(lián)n=2,N=2單個元件 串、并聯(lián)系統(tǒng)由串聯(lián)部分子系統(tǒng)及并聯(lián)部分子系統(tǒng)組成。計算時應(yīng)首先將系統(tǒng)中的純并聯(lián)部分或純串聯(lián)部分視為子系統(tǒng)進(jìn)行計算，將其簡化為新的單元，簡化后

9、原系統(tǒng)也得以簡化，可以按純串聯(lián)或純并聯(lián)系統(tǒng)加以計算。16 定義：定義：一般地說，在產(chǎn)品或系統(tǒng)的構(gòu)成中，把同功能一般地說，在產(chǎn)品或系統(tǒng)的構(gòu)成中，把同功能單元或部件重復(fù)配置以作備用。當(dāng)其中一個單元或部件單元或部件重復(fù)配置以作備用。當(dāng)其中一個單元或部件失效時，用備用的來替代（自動或手動切換）以繼續(xù)維失效時，用備用的來替代（自動或手動切換）以繼續(xù)維持其功能。這種系統(tǒng)稱為備用冗余系統(tǒng)或稱等待系統(tǒng)，持其功能。這種系統(tǒng)稱為備用冗余系統(tǒng)或稱等待系統(tǒng)，又稱旁聯(lián)系統(tǒng)，也有稱為并聯(lián)又稱旁聯(lián)系統(tǒng)，也有稱為并聯(lián)非貯備系統(tǒng)非貯備系統(tǒng)的。這種系統(tǒng)的。這種系統(tǒng)的一個明顯特點是有一些的一個明顯特點是有一些并聯(lián)單元并聯(lián)單元，但它

10、們在，但它們在同一時刻同一時刻并不是全部投入運行的并不是全部投入運行的。 定義：定義：非串、并聯(lián)系統(tǒng)和橋式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)都屬于復(fù)雜非串、并聯(lián)系統(tǒng)和橋式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)都屬于復(fù)雜系統(tǒng)。系統(tǒng)。5 5） 備用冗余系統(tǒng)備用冗余系統(tǒng)6 6） 復(fù)雜系統(tǒng)復(fù)雜系統(tǒng)17181）預(yù)測流程）預(yù)測流程 零件 分系統(tǒng) 系統(tǒng)，自下而上。2）分配流程）分配流程 系統(tǒng) 分系統(tǒng) 零件，自上而下。3）關(guān)系）關(guān)系 預(yù)測是分配的基礎(chǔ)，一般總是先進(jìn)行可靠性預(yù)測，后進(jìn)行可靠性分配。在分配過程中，若發(fā)現(xiàn)了薄弱環(huán)節(jié)，應(yīng)改進(jìn)設(shè)計或調(diào)換零件，隨后又重新預(yù)測，重新分配。兩者結(jié)合，構(gòu)成一個自下而上，又自上而下的反復(fù)過程，直到主要要求與客觀現(xiàn)實統(tǒng)一為止。19比較比

11、較系統(tǒng)可靠性預(yù)計系統(tǒng)可靠性預(yù)計分系統(tǒng)可靠性預(yù)計分系統(tǒng)可靠性預(yù)計設(shè)備可靠性預(yù)計設(shè)備可靠性預(yù)計器件可靠性預(yù)計器件可靠性預(yù)計更改更改技術(shù)條件技術(shù)條件設(shè)計設(shè)計可靠性目標(biāo)可靠性目標(biāo)調(diào)研調(diào)研系統(tǒng)可靠性指標(biāo)系統(tǒng)可靠性指標(biāo)分配到分系統(tǒng)分配到分系統(tǒng)分配到設(shè)備分配到設(shè)備可靠性預(yù)測與分配的關(guān)系可靠性預(yù)測與分配的關(guān)系4）關(guān)系示意圖）關(guān)系示意圖201 1）預(yù)測的概念）預(yù)測的概念（1 1）定義）定義 依據(jù)事物的發(fā)展歷史，并考慮各種因素及其內(nèi)在規(guī)律來估計事物的狀態(tài)和趨勢。 （在產(chǎn)品設(shè)計階段到產(chǎn)品投入使用前，對其可靠性水平進(jìn)行評估的過程。）（2 2）流程）流程 從過去的和現(xiàn)在已知的情況出發(fā)，利用一定的方法和技術(shù)去探討或模擬未

12、知的、未出現(xiàn)的中間過程，并推斷出結(jié)果。（3 3）發(fā)展?fàn)顩r）發(fā)展?fàn)顩r： 在經(jīng)濟領(lǐng)域、決策方面得到充分應(yīng)用和發(fā)展，產(chǎn)生巨大經(jīng)濟效益； 在科學(xué)技術(shù)界發(fā)展遲緩（技術(shù)領(lǐng)域規(guī)律性強，容易得到確定性結(jié)果；對預(yù)測方法和技術(shù)不了解）。第十三講第十三講主講教師：楊志發(fā)學(xué)時：主講教師：楊志發(fā)學(xué)時：32222 2）預(yù)測的目的）預(yù)測的目的 （1 1）了解任務(wù)所提出的可靠性指標(biāo)是否合理；）了解任務(wù)所提出的可靠性指標(biāo)是否合理； （2 2） 對所設(shè)計的新車型的可靠性水平進(jìn)行評估，尋對所設(shè)計的新車型的可靠性水平進(jìn)行評估，尋找問題和原因，改進(jìn)和提高；找問題和原因，改進(jìn)和提高； （3 3）對不同方案進(jìn)行比較，確定可靠性指標(biāo)；）對不

13、同方案進(jìn)行比較，確定可靠性指標(biāo)； （4 4）優(yōu)化設(shè)計方案，選擇最佳的汽車系統(tǒng)；）優(yōu)化設(shè)計方案，選擇最佳的汽車系統(tǒng)； （5 5）探索進(jìn)一步提高汽車可靠性的途徑及其方法；）探索進(jìn)一步提高汽車可靠性的途徑及其方法； （6 6）為新車型的開發(fā)收集和積累經(jīng)驗、數(shù)據(jù)及資料。）為新車型的開發(fā)收集和積累經(jīng)驗、數(shù)據(jù)及資料。231） 預(yù)測原則預(yù)測原則慣性原則慣性原則。事物發(fā)展總是與過去的歷程相聯(lián)系，有其延續(xù)性，或稱為慣性。類推原則。類推原則。兩個事物的狀態(tài)和變化具有類似性，可用類推法進(jìn)行預(yù)測。也包括從局部推斷總體。相關(guān)原則相關(guān)原則。任何事物的發(fā)展都是和其它事物相聯(lián)系的，之間存在相關(guān)性，如因果關(guān)系。I.概率推斷原則

14、。概率推斷原則。在決定事物的各因素具有隨機性的情況下，最終結(jié)果也呈現(xiàn)隨機變化。運用概率分析可對非確定性對象給出某種確定的結(jié)論。當(dāng)預(yù)測結(jié)果以較大概率出現(xiàn)時，可認(rèn)為這個結(jié)果成立。242） 預(yù)測步驟預(yù)測步驟任何預(yù)測都有兩個過程：歸納和推論過程。確定預(yù)測目的、預(yù)測對象及預(yù)測類型（短期、中期、長期）。搜集整理資料（有關(guān)發(fā)展資料、歷史資料）。選擇預(yù)測技術(shù)。建立預(yù)測模型。數(shù)學(xué)模型（表達(dá)式、參數(shù)），概率模型（各種可能結(jié)果的概率分布）評價模型。對建立的預(yù)測模型進(jìn)行檢驗。I.利用模型進(jìn)行預(yù)測。與實測結(jié)果比較，修正預(yù)測模型。預(yù)測步驟方框圖預(yù)測步驟方框圖251） 回歸預(yù)測法回歸預(yù)測法 預(yù)測原則預(yù)測原則：通過分析事物間

15、的因果關(guān)系進(jìn)行預(yù)測。 方法特點方法特點：數(shù)學(xué)模型的建立、模型的檢驗都較嚴(yán)格，預(yù)測可靠性較高，適用于中短期預(yù)測。 一元線性回歸一元線性回歸：兩個因素間存在線性關(guān)系，其數(shù)學(xué)模型為 根據(jù)最小二乘原理，其模型參數(shù)為代入數(shù)學(xué)模型可計算Y的回歸估計值，稱為點估計。影響因素較多情況下，還要進(jìn)行預(yù)測區(qū)間估計（真值偏離預(yù)測值的范圍）。需要事先給定置信水平a。yaxbaYbX11; iiYyXxnn2iiiiix yYybxXx26 預(yù)測區(qū)間估計預(yù)測區(qū)間估計（置信水平（置信水平a ） 樣本方差為 樣本標(biāo)準(zhǔn)差為其中：n樣本數(shù)目， n -2為自由度；x0預(yù)測點的值； 預(yù)測值。 對預(yù)測值 ，在置信水平為100(1- a

16、)%的預(yù)測區(qū)間為21()2iiSYYn2002()11()ixXSSnxXiY00/(2) 30aYtnSn00/ 2 30aYZSn0Y第十四講第十四講主講教師：楊志發(fā)學(xué)時：主講教師：楊志發(fā)學(xué)時：3228相關(guān)性檢驗相關(guān)性檢驗（求）（求）相關(guān)系數(shù)R為（-1R1） 在給定顯著水平a情況下，查相關(guān)檢驗表的R0。 若|R| R0，顯著相關(guān)，檢驗通過。 若|R| R0，不顯著相關(guān)，分析原因，重新處理。 多元回歸分析法多元回歸分析法：多變量情況，過程類似，工作量大。 多元回歸法要求數(shù)據(jù)必須充分（觀測數(shù)據(jù)大于回歸系數(shù)量的68倍），而巖石力學(xué)問題是數(shù)據(jù)有限的。折衷方法：假定幾個模型；回歸分析評價；選定合適模

17、型。22()1()iiiYYRYY292） 時間序列預(yù)測法時間序列預(yù)測法預(yù)測原則預(yù)測原則：通過分析事物變化與時間相關(guān)性進(jìn)行預(yù)測。時間序列時間序列：觀測或記錄到的一組按時間順序排列的數(shù)據(jù)。預(yù)測方法預(yù)測方法：假定預(yù)測對象的變化僅與時間有關(guān)，根據(jù)時間序列變化特征建立預(yù)測模型，確定模型參數(shù)，預(yù)測并評價結(jié)果。時間趨勢方程法時間趨勢方程法：把時間作為自變量。線性情況下，根據(jù)上述一元回歸方法確定模型參數(shù)。yabt303） 灰色預(yù)測理論和方法（鄧聚龍）灰色預(yù)測理論和方法（鄧聚龍）預(yù)測原則預(yù)測原則：其本質(zhì)和時間序列法相同?；疑到y(tǒng)灰色系統(tǒng)：在決定事物的諸因素中有已知的、又有未知的或不確定的，它們所處的系統(tǒng)則稱為

18、灰色系統(tǒng)?；疑到y(tǒng)理論灰色系統(tǒng)理論：把系統(tǒng)中的一切信息量看作灰色量，采用特有的方法建立描述灰色量的數(shù)學(xué)模型。預(yù)測方法預(yù)測方法：I. 建模。建模。通常采用線性模型，根據(jù)變量多少組成不同模型。最簡單也最常用的是單變量（時間）模型，計為GM(1,1)。數(shù)據(jù)平穩(wěn)化：最簡單的就是累加處理，必要時要進(jìn)行多次累加。31對GM(1,1) ，依據(jù)單變量累加生產(chǎn)序列建立模型a、b為模型參數(shù)，方程的解就是灰色預(yù)測公式II. 模型參數(shù)。模型參數(shù)。若時間序列為等步長，可按最小二乘法確定待定參數(shù)。III. 模型檢驗。模型檢驗。用后驗差比法進(jìn)行檢驗。先將預(yù)測值進(jìn)行累減還原計算殘差，用殘差建立后驗差比值C和小概率誤差P來評價

19、模型。(1)(1)duaubdt101()atiibbuueaa預(yù)測精度等級劃分預(yù)測精度等級劃分324） 馬兒科夫預(yù)測法馬兒科夫預(yù)測法預(yù)測原則預(yù)測原則：概率預(yù)測原則。概率預(yù)測原則。預(yù)測原理預(yù)測原理：用一組隨時間變化的量來描述一個系統(tǒng)的變用一組隨時間變化的量來描述一個系統(tǒng)的變化過程?；^程。預(yù)測方法預(yù)測方法：系統(tǒng)所處的狀態(tài)和變化用概率描述，求出轉(zhuǎn)系統(tǒng)所處的狀態(tài)和變化用概率描述，求出轉(zhuǎn)移概率以及多種狀態(tài)時的轉(zhuǎn)移概率矩陣，進(jìn)而預(yù)測系統(tǒng)移概率以及多種狀態(tài)時的轉(zhuǎn)移概率矩陣，進(jìn)而預(yù)測系統(tǒng)某一時刻的狀態(tài)。某一時刻的狀態(tài)。5） 蒙特卡洛模擬蒙特卡洛模擬預(yù)測原則預(yù)測原則：概率預(yù)測原則。概率預(yù)測原則。預(yù)測原理預(yù)測

20、原理：以數(shù)理統(tǒng)計理論為指導(dǎo)，用按一定概率分布以數(shù)理統(tǒng)計理論為指導(dǎo)，用按一定概率分布產(chǎn)生隨機數(shù)的方法來模擬可能出現(xiàn)的隨機現(xiàn)象。產(chǎn)生隨機數(shù)的方法來模擬可能出現(xiàn)的隨機現(xiàn)象。33預(yù)測方法預(yù)測方法：I. 確定初始概率分布，建立模型。確定初始概率分布，建立模型。II. 進(jìn)行隨機抽樣（數(shù)字模擬）。對研究對象的概進(jìn)行隨機抽樣（數(shù)字模擬）。對研究對象的概率分布給出隨機數(shù)產(chǎn)生方法。率分布給出隨機數(shù)產(chǎn)生方法。如概率密度函數(shù)為如概率密度函數(shù)為則則x是區(qū)間是區(qū)間(a,b)上概率為上概率為1/(b-a)的均勻隨機數(shù)。若的均勻隨機數(shù)。若概率密度正態(tài)分布，可定出在區(qū)間概率密度正態(tài)分布，可定出在區(qū)間0,1的隨機數(shù)。的隨機數(shù)。I

21、II. 根據(jù)事先約定的隨機數(shù)模擬結(jié)果和預(yù)測要求，根據(jù)事先約定的隨機數(shù)模擬結(jié)果和預(yù)測要求，統(tǒng)計各事件發(fā)生頻數(shù)，計算各統(tǒng)計量。統(tǒng)計各事件發(fā)生頻數(shù)，計算各統(tǒng)計量。1 ()( )0axbf xba34 ZK ZKH H行星齒輪減速器，其主要功能是傳遞運行星齒輪減速器，其主要功能是傳遞運動，具有輸入扭矩小的特點，其中的任一元件的動，具有輸入扭矩小的特點，其中的任一元件的失效均為獨立事件，不會導(dǎo)致其他元件的失效。失效均為獨立事件，不會導(dǎo)致其他元件的失效。 該系統(tǒng)是由三個行星輪構(gòu)成一并聯(lián)系統(tǒng)。若不該系統(tǒng)是由三個行星輪構(gòu)成一并聯(lián)系統(tǒng)。若不考慮軸、軸承、鍵等元件的可靠度，行星傳動系統(tǒng)考慮軸、軸承、鍵等元件的可靠

22、度，行星傳動系統(tǒng)的可靠度框圖如右上圖所示。則三個行星輪的可靠度框圖如右上圖所示。則三個行星輪2 2所構(gòu)成所構(gòu)成的并聯(lián)分系統(tǒng)的可靠度為的并聯(lián)分系統(tǒng)的可靠度為 R R222 222 =1-(1- =1-(1- R R2 2) )3 3 由此得到的等效串聯(lián)系統(tǒng)可靠度框圖，如右下圖所示。由此得到的等效串聯(lián)系統(tǒng)可靠度框圖，如右下圖所示。則行星傳動系統(tǒng)的可靠度為則行星傳動系統(tǒng)的可靠度為 R RS S= =R R1 1R R222222R R3 3= = R R1 1 1-(1- 1-(1- R R2 2) )3 3 R R3 3 值得指出的是，實際工程系統(tǒng)往往比較復(fù)雜，不能如上述簡化的值得指出的是，實際工

23、程系統(tǒng)往往比較復(fù)雜，不能如上述簡化的方法得到所需的數(shù)學(xué)公式來進(jìn)行可靠度計算，只能用分析其成功和失方法得到所需的數(shù)學(xué)公式來進(jìn)行可靠度計算，只能用分析其成功和失敗的各種狀態(tài)的布爾真值表來計算系統(tǒng)可靠度，這里就不詳述了。敗的各種狀態(tài)的布爾真值表來計算系統(tǒng)可靠度，這里就不詳述了。例：例：35三、汽車可靠性分配的目的三、汽車可靠性分配的目的361）定義）定義 把系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)合理的分配到組成此系統(tǒng)把系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)合理的分配到組成此系統(tǒng) 的每個的每個單元。單元。 就是將使用方提出的，在系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)書就是將使用方提出的，在系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)書(或合同或合同)中中規(guī)定的可靠性指標(biāo)，從上而下，由大到小，以整體到局

24、部，規(guī)定的可靠性指標(biāo)，從上而下，由大到小，以整體到局部，逐步分解，分配到各分系統(tǒng)、設(shè)備和元器件中的過程。逐步分解，分配到各分系統(tǒng)、設(shè)備和元器件中的過程。 作系統(tǒng)設(shè)計或改進(jìn)時，要求達(dá)到一定的可靠性指標(biāo)。作系統(tǒng)設(shè)計或改進(jìn)時，要求達(dá)到一定的可靠性指標(biāo)。系統(tǒng)的可靠度與各組成單元有關(guān)，所以當(dāng)系統(tǒng)的可靠度指系統(tǒng)的可靠度與各組成單元有關(guān)，所以當(dāng)系統(tǒng)的可靠度指標(biāo)確定后，必須采取有效方法將系統(tǒng)規(guī)定的可靠性指標(biāo)合標(biāo)確定后，必須采取有效方法將系統(tǒng)規(guī)定的可靠性指標(biāo)合理的分配給各個單元，這種問題就是可靠度分配。理的分配給各個單元，這種問題就是可靠度分配。372）注意事項）注意事項 明確系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)明確系統(tǒng)的可靠性指

25、標(biāo) 明確系統(tǒng)和單元之間的可靠性功能關(guān)系明確系統(tǒng)和單元之間的可靠性功能關(guān)系 掌握系統(tǒng)中各單元在系統(tǒng)中的重要性，這可以幫助掌握系統(tǒng)中各單元在系統(tǒng)中的重要性，這可以幫助我們把握單元失效時對系統(tǒng)工作的影響程度我們把握單元失效時對系統(tǒng)工作的影響程度 各單元的工藝狀況和產(chǎn)品改進(jìn)潛力各單元的工藝狀況和產(chǎn)品改進(jìn)潛力 單元成本單元成本 維護和修理對功能的影響維護和修理對功能的影響第十五講第十五講主講教師：楊志發(fā)學(xué)時：主講教師：楊志發(fā)學(xué)時：32391） 進(jìn)行可靠性分配的目的進(jìn)行可靠性分配的目的 落實系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)落實系統(tǒng)的可靠性指標(biāo) 明確對系統(tǒng)或單元的合理的可靠性要求明確對系統(tǒng)或單元的合理的可靠性要求 暴露系統(tǒng)

26、的薄弱環(huán)節(jié)，為改進(jìn)設(shè)計提供數(shù)據(jù)暴露系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，為改進(jìn)設(shè)計提供數(shù)據(jù) 系統(tǒng)系統(tǒng)是一個能完成規(guī)定功能的綜合體，總是由若干獨立是一個能完成規(guī)定功能的綜合體，總是由若干獨立的單元組成，每個獨立單元都要完成各自的規(guī)定功能，并在的單元組成，每個獨立單元都要完成各自的規(guī)定功能，并在系統(tǒng)中與其它單元發(fā)生聯(lián)系。若系統(tǒng)是指機器，則組成該機系統(tǒng)中與其它單元發(fā)生聯(lián)系。若系統(tǒng)是指機器，則組成該機器的各個零部件就是單元。器的各個零部件就是單元。單元單元的特征是具有獨立的功能參的特征是具有獨立的功能參數(shù)。數(shù)。汽車是一種能完成運輸功能的復(fù)雜機械系統(tǒng)，同時也是汽車是一種能完成運輸功能的復(fù)雜機械系統(tǒng)，同時也是由上萬個零部件單元

27、組成的機器。由上萬個零部件單元組成的機器。40 在汽車的使用過程中，由于各種能量的作用，各零部在汽車的使用過程中，由于各種能量的作用，各零部件的功能參數(shù)將逐漸劣化或喪失，以至引起汽車系統(tǒng)發(fā)生件的功能參數(shù)將逐漸劣化或喪失，以至引起汽車系統(tǒng)發(fā)生故障或失效。故障或失效。汽車作為機械系統(tǒng)汽車作為機械系統(tǒng)，其特點是組成單元之間，其特點是組成單元之間在結(jié)構(gòu)上緊密聯(lián)系，因而往往在結(jié)構(gòu)上緊密聯(lián)系，因而往往具有功能相關(guān)及失效相關(guān)具有功能相關(guān)及失效相關(guān)的的特征。例如組成摩擦副的零件的磨損是相互影響的，即其特征。例如組成摩擦副的零件的磨損是相互影響的，即其失效具有相關(guān)性。對于由零件組成的部件，如變速器、傳失效具有相

28、關(guān)性。對于由零件組成的部件，如變速器、傳動軸等，為簡化計算，則常常近似地假設(shè)各單元的失效為動軸等，為簡化計算，則常常近似地假設(shè)各單元的失效為互不相關(guān)的獨立事件?？傊?，互不相關(guān)的獨立事件?？傊?，汽車系統(tǒng)中的各個單元是相汽車系統(tǒng)中的各個單元是相關(guān)事件或獨立事件，需對研究對象作具體分析。關(guān)事件或獨立事件，需對研究對象作具體分析。 為了保證汽車系統(tǒng)具有所需的可靠性水平，在設(shè)計階為了保證汽車系統(tǒng)具有所需的可靠性水平，在設(shè)計階段必須對系統(tǒng)進(jìn)行可靠度計算或預(yù)測。段必須對系統(tǒng)進(jìn)行可靠度計算或預(yù)測。一般應(yīng)根據(jù)各單元一般應(yīng)根據(jù)各單元在汽車系統(tǒng)中的功能關(guān)系，繪制出功能方框圖或可靠度方在汽車系統(tǒng)中的功能關(guān)系，繪制出功

29、能方框圖或可靠度方框圖，作為汽車系統(tǒng)的可靠度模型，并框圖，作為汽車系統(tǒng)的可靠度模型，并依照模型進(jìn)行可靠依照模型進(jìn)行可靠度計算或分配。度計算或分配。412） 系統(tǒng)可靠度的分配系統(tǒng)可靠度的分配分配的目的分配的目的 是在規(guī)定的條件下，合理或最優(yōu)確定系統(tǒng)中各單元是在規(guī)定的條件下，合理或最優(yōu)確定系統(tǒng)中各單元的可靠度，以滿足系統(tǒng)的可靠度要求。使各級設(shè)計人員的可靠度，以滿足系統(tǒng)的可靠度要求。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。間和資源，并研究實現(xiàn)這個要求的可能性及辦法。 合理地確定系統(tǒng)中每個

30、單元的可靠度指標(biāo)，以便在合理地確定系統(tǒng)中每個單元的可靠度指標(biāo)，以便在單元設(shè)計、制造、試驗、驗收時切實地加以保證。反單元設(shè)計、制造、試驗、驗收時切實地加以保證。反過來又將促進(jìn)設(shè)計、制造，試驗、驗收方法和技術(shù)的過來又將促進(jìn)設(shè)計、制造，試驗、驗收方法和技術(shù)的改進(jìn)和提高。改進(jìn)和提高。 通過可靠度分配，幫助設(shè)計者了解零件、單元通過可靠度分配，幫助設(shè)計者了解零件、單元(子子系統(tǒng)系統(tǒng))、系統(tǒng)、系統(tǒng)(整體整體)間的可靠度相互關(guān)系，做到心中有間的可靠度相互關(guān)系，做到心中有數(shù)，減少盲目性，明確設(shè)計的基本問題。數(shù)，減少盲目性，明確設(shè)計的基本問題。42 通過可靠度分配，使設(shè)計者更加全面地權(quán)衡系統(tǒng)的通過可靠度分配，使設(shè)

31、計者更加全面地權(quán)衡系統(tǒng)的性能、功能、重量，費用及有效性等與時間的關(guān)系，性能、功能、重量，費用及有效性等與時間的關(guān)系，以期獲得更為合理的系統(tǒng)設(shè)計，捉高產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量。以期獲得更為合理的系統(tǒng)設(shè)計，捉高產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量。 通過可靠度分配，使系統(tǒng)所獲得的可靠度值比分配通過可靠度分配，使系統(tǒng)所獲得的可靠度值比分配前更加切合實際，可節(jié)省制造的時間及費用。前更加切合實際，可節(jié)省制造的時間及費用。適用范圍適用范圍 適用于方案論證及初步設(shè)計階段，且應(yīng)盡早進(jìn)行，適用于方案論證及初步設(shè)計階段，且應(yīng)盡早進(jìn)行，反復(fù)迭代。反復(fù)迭代。43分配的原則分配的原則 通?？煽慷确峙鋺?yīng)考慮下列原則：通?？煽慷确峙鋺?yīng)考慮下列原則： 技術(shù)

32、水平技術(shù)水平 對技術(shù)成熟的單元，能夠保證實現(xiàn)較高的可靠性，對技術(shù)成熟的單元，能夠保證實現(xiàn)較高的可靠性，或預(yù)期投入使用時可靠性可有把握地增長到較高水平，或預(yù)期投入使用時可靠性可有把握地增長到較高水平，則可分配給較高的可靠度。則可分配給較高的可靠度。復(fù)雜程度復(fù)雜程度 對較簡單的單元，組成該單元的零部件數(shù)量少，組對較簡單的單元，組成該單元的零部件數(shù)量少，組裝容易保證質(zhì)量或故障后易于修復(fù)，則可分配給較高的裝容易保證質(zhì)量或故障后易于修復(fù)，則可分配給較高的可靠度。可靠度。44重要程度重要程度 對重要的單元，該單元失效將產(chǎn)生嚴(yán)重的后果，或?qū)χ匾膯卧?，該單元失效將產(chǎn)生嚴(yán)重的后果，或該單元失效常會導(dǎo)致全系統(tǒng)失

33、效，則應(yīng)分配給較高的可該單元失效常會導(dǎo)致全系統(tǒng)失效，則應(yīng)分配給較高的可靠度?？慷?。任務(wù)情況任務(wù)情況 對單元的工作周期及其工作環(huán)境等給予考慮，如對對單元的工作周期及其工作環(huán)境等給予考慮，如對整個任務(wù)時間內(nèi)均需連續(xù)工作及工作條件嚴(yán)酷，難以保整個任務(wù)時間內(nèi)均需連續(xù)工作及工作條件嚴(yán)酷，難以保證很高可靠性的單元，則應(yīng)分配給較低的可靠度。證很高可靠性的單元，則應(yīng)分配給較低的可靠度。考慮費用、重量、尺寸等條件的約束考慮費用、重量、尺寸等條件的約束 總之，最終都是以最小的代價來達(dá)到系統(tǒng)可靠性的總之，最終都是以最小的代價來達(dá)到系統(tǒng)可靠性的要求。要求。45兩點假設(shè)兩點假設(shè) 在進(jìn)行系統(tǒng)可靠度分配時，為了使問題簡化，

34、在進(jìn)行系統(tǒng)可靠度分配時，為了使問題簡化，一般作以下兩點假設(shè)：一般作以下兩點假設(shè)：組成系統(tǒng)的各零件、部件及分系統(tǒng)的故障是相組成系統(tǒng)的各零件、部件及分系統(tǒng)的故障是相互獨立的；互獨立的；組成各系統(tǒng)的零件、部件及分系統(tǒng)的失效率又組成各系統(tǒng)的零件、部件及分系統(tǒng)的失效率又都是常數(shù)，也就是它們的壽命均服從指數(shù)分布。都是常數(shù)，也就是它們的壽命均服從指數(shù)分布。46 可靠度分配：將設(shè)備或系統(tǒng)的可靠度目標(biāo)值轉(zhuǎn)可靠度分配：將設(shè)備或系統(tǒng)的可靠度目標(biāo)值轉(zhuǎn)換為其零部件或子系統(tǒng)的可靠度的過程，即可靠度換為其零部件或子系統(tǒng)的可靠度的過程，即可靠度計算的逆過程。計算的逆過程?？煽慷确峙浞椒ê芏?，主要受可靠性資料的多可靠度分配方法

35、很多，主要受可靠性資料的多少、設(shè)計的時期以及目標(biāo)和限制條件等影響。少、設(shè)計的時期以及目標(biāo)和限制條件等影響。 常見常見的方法有：的方法有： 等分法等分法 加權(quán)分配法加權(quán)分配法 相對故障率分配法相對故障率分配法47 將系統(tǒng)中的所有單元分配以相同的可靠度，將系統(tǒng)中的所有單元分配以相同的可靠度，是一種最簡單的分配方法。是一種最簡單的分配方法。nSiRR 串聯(lián)系統(tǒng)的等分配法串聯(lián)系統(tǒng)的等分配法 若串聯(lián)系統(tǒng)由若串聯(lián)系統(tǒng)由n n個單元組成，系統(tǒng)的可靠度為個單元組成，系統(tǒng)的可靠度為R RS S， 設(shè)各單元相互獨立，單元可靠度均為設(shè)各單元相互獨立，單元可靠度均為R Ri i，則則由此可得由此可得單元可靠度為單元可

36、靠度為nniisRRR148并聯(lián)系統(tǒng)的等分配法并聯(lián)系統(tǒng)的等分配法 若并聯(lián)系統(tǒng)由若并聯(lián)系統(tǒng)由n個單元組成，系統(tǒng)的可靠度為個單元組成，系統(tǒng)的可靠度為RS ，單，單元可靠度均為元可靠度均為Ri，則由并聯(lián)系統(tǒng)可靠度計算公式為則由并聯(lián)系統(tǒng)可靠度計算公式為由此可得各由此可得各單元可靠度為單元可靠度為 等分配法計算簡單，但不足之處是沒有考慮各單元在等分配法計算簡單，但不足之處是沒有考慮各單元在系統(tǒng)中的重要性、結(jié)構(gòu)復(fù)雜性以及維護的難易程度等因素，系統(tǒng)中的重要性、結(jié)構(gòu)復(fù)雜性以及維護的難易程度等因素，nisRR)1 (1nsiRR/1)1 (1492) 加權(quán)分配法加權(quán)分配法 根據(jù)子系統(tǒng)的重要程度分配可靠度根據(jù)子系

37、統(tǒng)的重要程度分配可靠度 iNnSiiWRtRi11)( ii個子系統(tǒng)故障總次數(shù)第統(tǒng)故障次數(shù)個子系統(tǒng)失效引起的系由第iW50 inN)Rln(ntNWtSiiii 51 該方法的基本該方法的基本出發(fā)點出發(fā)點是：使每個單元的允許失效率正是：使每個單元的允許失效率正比于預(yù)計失效率。比于預(yù)計失效率。 將系統(tǒng)預(yù)計的故障率將系統(tǒng)預(yù)計的故障率 分配到各子系統(tǒng)。分配到各子系統(tǒng)。 對于串聯(lián)系統(tǒng)：對于串聯(lián)系統(tǒng)： S n1iiS52 iSiiW i=Wi St)t(RlnSS 53 , h00189.01 h000502. 02 h000216. 03 003567.01007 .0ln100)100(RlnSS

38、002609.0321S 547244.011SW1928.022SW0828.033SW 000295. 0W000668. 0W002584. 0WS33S22S11 9709. 0e)100(R9335. 0e)100(R7723. 0e)100(Rt3t2t1321 第十六講第十六講主講教師：楊志發(fā)學(xué)時：主講教師：楊志發(fā)學(xué)時：325657 簡單系統(tǒng)可靠度分配用于設(shè)計初期，由于對各單簡單系統(tǒng)可靠度分配用于設(shè)計初期，由于對各單元可靠性資料掌握很少，所以元可靠性資料掌握很少，所以假定各單元條件相同，假定各單元條件相同，采用等分配法采用等分配法。1）按比例進(jìn)行串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度分配步驟）按比例進(jìn)

39、行串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度分配步驟 明確系統(tǒng)的可靠度要求指標(biāo)明確系統(tǒng)的可靠度要求指標(biāo)Rs,已知每個單元的預(yù)計已知每個單元的預(yù)計可靠度可靠度Ri 用公式用公式Fi=1-Ri(或或it=-ln Ri)求出各單元的預(yù)計不可靠求出各單元的預(yù)計不可靠度（或失效率）度（或失效率） 求所有單元的預(yù)計不可靠度（失效率）的和，此即求所有單元的預(yù)計不可靠度（失效率）的和，此即為系統(tǒng)的預(yù)計不可靠度（或失效率），求比例因子為系統(tǒng)的預(yù)計不可靠度（或失效率），求比例因子)ln(1iisiRtRF或58 將上一步所得比例因子與各單元的預(yù)計不可靠將上一步所得比例因子與各單元的預(yù)計不可靠度度Fi(或失效率或失效率it)相乘，得出各單元

40、的允許不可相乘，得出各單元的允許不可靠度靠度F(或失效率或失效率t) 用上式用上式R=1-F（R=e-t ）得出各單元要求的可靠）得出各單元要求的可靠度，它們的乘積即為分配結(jié)束后系統(tǒng)的可靠度。度，它們的乘積即為分配結(jié)束后系統(tǒng)的可靠度。2）為什么要分配不可靠度）為什么要分配不可靠度F，而不是直接分配，而不是直接分配R？ 這是因為串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度為單元可靠度之積，這是因為串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度為單元可靠度之積，而系統(tǒng)的失效率為各單元失效率之和，可用概率加法而系統(tǒng)的失效率為各單元失效率之和，可用概率加法計算。因此按照相對失效率的比例進(jìn)行分配比較方便。計算。因此按照相對失效率的比例進(jìn)行分配比較方便。這種分配

41、法的基本出發(fā)點是，每個單元分配到的失效這種分配法的基本出發(fā)點是，每個單元分配到的失效率正比于該單元預(yù)計失效率。率正比于該單元預(yù)計失效率。59單元號單元號預(yù)計預(yù)計R預(yù)計預(yù)計F允許允許F要求要求R10.9600.0400.0200.98020.9200.0800.0400.96030.9800.0200.0100.99040.9400.0600.0300.970和和=0.20和和=0.10積積=0.9035 四個單元組成的串聯(lián)系統(tǒng)，要求系統(tǒng)可靠度為四個單元組成的串聯(lián)系統(tǒng)，要求系統(tǒng)可靠度為0.9，則系統(tǒng)允許的不可靠度為，則系統(tǒng)允許的不可靠度為0.1，按比例分配，其，按比例分配，其四個串聯(lián)單元的要求可

42、靠度四個串聯(lián)單元的要求可靠度R見下表：見下表：求比值，得到預(yù)計與允求比值，得到預(yù)計與允許許F的比例，然后求出的比例，然后求出允許允許F3）實例）實例60例：例： 設(shè)有一臺設(shè)備，由三個相同單元串聯(lián)而成，如設(shè)有一臺設(shè)備，由三個相同單元串聯(lián)而成，如Rs=0.95，求，求 a：系統(tǒng)中各單元的可靠度？：系統(tǒng)中各單元的可靠度？ b：如果：如果R1=0.99，且，且R2=R3，求，求R3=？解：解：a: 按照等分配法原理，得按照等分配法原理，得 即：即：R1=R2=R3=0.983 b：由串聯(lián)系統(tǒng)可靠度計算公式得：由串聯(lián)系統(tǒng)可靠度計算公式得： 所以，所以，983. 095. 03nSiRR233299. 0

43、99. 095. 0RRR9796. 0)99. 0/95. 0(32 RR611）并聯(lián)系統(tǒng)的可靠度按比例分配步驟）并聯(lián)系統(tǒng)的可靠度按比例分配步驟并聯(lián)系統(tǒng)可靠度分配需要并聯(lián)系統(tǒng)可靠度分配需要從預(yù)計到分配，再預(yù)計到再分從預(yù)計到分配，再預(yù)計到再分配的過程配的過程： 把系統(tǒng)的冗余部分，簡化成單一單元，使系統(tǒng)冗余把系統(tǒng)的冗余部分，簡化成單一單元，使系統(tǒng)冗余部分變成串聯(lián)系統(tǒng)中的一個單元部分變成串聯(lián)系統(tǒng)中的一個單元 按串聯(lián)系統(tǒng)的分配方法，對簡化后的串聯(lián)系統(tǒng)進(jìn)行按串聯(lián)系統(tǒng)的分配方法，對簡化后的串聯(lián)系統(tǒng)進(jìn)行可靠性分配可靠性分配 用這些分配值，按原冗余部分再進(jìn)行可靠性預(yù)計，用這些分配值，按原冗余部分再進(jìn)行可靠性

44、預(yù)計，并與要求的可靠性指標(biāo)進(jìn)行比較得出差值并與要求的可靠性指標(biāo)進(jìn)行比較得出差值 對這些差值進(jìn)行修正性再分配，然后再重復(fù)第對這些差值進(jìn)行修正性再分配，然后再重復(fù)第3、4兩步，直到符合要求為止兩步，直到符合要求為止62例例1：有一個由有一個由5個單元組成的傳動系統(tǒng)，其邏輯框圖如圖所示。個單元組成的傳動系統(tǒng)，其邏輯框圖如圖所示。對此系統(tǒng)要求可靠度為對此系統(tǒng)要求可靠度為0.98，其中單元，其中單元A1、A2、A3的預(yù)計可靠度的預(yù)計可靠度為為0.99，A4、A5組成并聯(lián)系統(tǒng)，他們的預(yù)計可靠度都為組成并聯(lián)系統(tǒng)，他們的預(yù)計可靠度都為0.9，請按，請按不可靠度成比例分配。不可靠度成比例分配。A5A4A3A2A

45、1 解：先簡化并聯(lián)分系統(tǒng)，設(shè)解：先簡化并聯(lián)分系統(tǒng)，設(shè)A6由由A4、A5并聯(lián)而成，其可靠度為并聯(lián)而成，其可靠度為R6=1-(1-R4)(1-R5)=1-0.10.1=0.99，因而系統(tǒng)簡化后每個單元的預(yù)，因而系統(tǒng)簡化后每個單元的預(yù)計可靠度都為計可靠度都為0.99，不可靠度為，不可靠度為0.01，系統(tǒng)的不可靠度為，系統(tǒng)的不可靠度為0.04，而，而系統(tǒng)要求的不可靠度為系統(tǒng)要求的不可靠度為0.02。因此比例因子為。因此比例因子為0.02/0.04=1/2。 對每個單元進(jìn)行對每個單元進(jìn)行首次分配首次分配，A1、A2、A3的允許不可靠度為的允許不可靠度為0.005，A4、A5的并聯(lián)系統(tǒng)的并聯(lián)系統(tǒng)A6的不可

46、靠度的不可靠度F=0.050.05=0.0025，因而系統(tǒng)，因而系統(tǒng)的不可靠度為：的不可靠度為：0.005+0.005+0.005+0.0025=0.01752 ）實例）實例63 這個值比要求的系統(tǒng)不可靠度這個值比要求的系統(tǒng)不可靠度0.02小小0.0025，這個差值可，這個差值可按第一次分配的值，再按比例按第一次分配的值，再按比例(0.02-0.0175)/0.0175=1/7)分配分配給各單元給各單元,即對單元即對單元A1、A2、A3來說，不可靠度可以增加來說，不可靠度可以增加0.0051/7=0.0007； A4、A5單元可增加單元可增加0.051/7=0.0071，將，將增加值加到第一次

47、分配值上，可得第二次分配值。增加值加到第一次分配值上，可得第二次分配值。 按第二次分配值計算按第二次分配值計算A6的不可靠度為的不可靠度為F=0.05710.0571=0.00326，這時系統(tǒng)不可靠度為，這時系統(tǒng)不可靠度為0.00573+0.00326=0.0204，這個值比要求的系統(tǒng)不可靠度，這個值比要求的系統(tǒng)不可靠度0.02大大0.0004。如果感覺這個誤差無法接受，可以按照上述步。如果感覺這個誤差無法接受，可以按照上述步驟進(jìn)一步分配。驟進(jìn)一步分配。64例例2：圖中所示三個相同單元組成的并聯(lián)系統(tǒng)，已知：圖中所示三個相同單元組成的并聯(lián)系統(tǒng)，已知RS=0.999,求單元可靠度。求單元可靠度。解

48、：組成系統(tǒng)各單元完全相同，所以采用等分法。解：組成系統(tǒng)各單元完全相同，所以采用等分法。 所以，所以， Ri=1-Fi=1-0.1=0.901 . 0)999. 01 ()1 (311nsiRF365123412s11s2混聯(lián)系統(tǒng)中間等效系統(tǒng)等效系統(tǒng) 混聯(lián)系統(tǒng)，利用等分配法混聯(lián)系統(tǒng)，利用等分配法進(jìn)行可靠度分配時，一般先進(jìn)行可靠度分配時，一般先化為等效的單元，同級等效化為等效的單元，同級等效單元分配給相同的可靠度。單元分配給相同的可靠度。 如左側(cè)圖中，先從最后如左側(cè)圖中，先從最后等效系統(tǒng)開始可靠度分配：等效系統(tǒng)開始可靠度分配：2121ssRRR 再分配中間等效系統(tǒng)再分配中間等效系統(tǒng)的可靠度：的可靠

49、度：21212)1 (1ssRRR 最后求得原混聯(lián)系統(tǒng)最后求得原混聯(lián)系統(tǒng)單元的可靠度：單元的可靠度：21143sRRR66五、復(fù)雜系統(tǒng)可靠度分配671）注意事項）注意事項可靠性分配應(yīng)在研制階段早期即開始進(jìn)行可靠性分配應(yīng)在研制階段早期即開始進(jìn)行使設(shè)計人員盡早明確其設(shè)計要求，研究實現(xiàn)這個使設(shè)計人員盡早明確其設(shè)計要求，研究實現(xiàn)這個要求的可能性要求的可能性根據(jù)為外購件及外協(xié)件的可靠性指標(biāo)提供初步依根據(jù)為外購件及外協(xié)件的可靠性指標(biāo)提供初步依據(jù)所分配的可靠性要求估算所需要的人力和資源等據(jù)所分配的可靠性要求估算所需要的人力和資源等管理信息管理信息68 可靠性分配應(yīng)反復(fù)多次進(jìn)行可靠性分配應(yīng)反復(fù)多次進(jìn)行 在方案

50、論證和初步設(shè)計工作中，分配時較粗略的，在方案論證和初步設(shè)計工作中，分配時較粗略的，經(jīng)粗略分配后，應(yīng)與經(jīng)驗數(shù)據(jù)進(jìn)行比較、權(quán)衡經(jīng)粗略分配后，應(yīng)與經(jīng)驗數(shù)據(jù)進(jìn)行比較、權(quán)衡 與不依賴于最初分配的可靠性預(yù)測結(jié)果相比較，與不依賴于最初分配的可靠性預(yù)測結(jié)果相比較，確定分配的合理性，并根據(jù)需要重新進(jìn)行分配確定分配的合理性，并根據(jù)需要重新進(jìn)行分配 隨著設(shè)計工作的不斷深入，可靠性模型逐步細(xì)化，隨著設(shè)計工作的不斷深入，可靠性模型逐步細(xì)化，可靠性分配亦須隨之反復(fù)進(jìn)行?？煽啃苑峙湟囗氹S之反復(fù)進(jìn)行。 為了盡量減少可靠性分配的重要次數(shù)，在規(guī)定的為了盡量減少可靠性分配的重要次數(shù)，在規(guī)定的可靠性指標(biāo)基礎(chǔ)，可考慮留出一定的余量可靠

51、性指標(biāo)基礎(chǔ)，可考慮留出一定的余量l這種做法為在設(shè)計過程中增加新的功能單元留下余地，因而可以避免為適應(yīng)附加的設(shè)計而必須進(jìn)行的反復(fù)分配。692）方法選擇依據(jù)）方法選擇依據(jù) 要進(jìn)行分配，首先要進(jìn)行分配，首先必須必須明確設(shè)計目標(biāo)、限制條件、明確設(shè)計目標(biāo)、限制條件、系統(tǒng)下屬各級定義的清晰程度及有關(guān)類似產(chǎn)品可靠性系統(tǒng)下屬各級定義的清晰程度及有關(guān)類似產(chǎn)品可靠性數(shù)據(jù)等信息。隨著研制階段的進(jìn)展，產(chǎn)品定義起來越數(shù)據(jù)等信息。隨著研制階段的進(jìn)展，產(chǎn)品定義起來越來越清晰，則可靠性分配也有所不同。來越清晰，則可靠性分配也有所不同。 方案論證階段方案論證階段等分配法等分配法 初步設(shè)計階段初步設(shè)計階段評分分配法、比例組合法評

52、分分配法、比例組合法 詳細(xì)設(shè)計階段詳細(xì)設(shè)計階段評分分配法、考慮重要度和復(fù)雜度分配法、可靠度評分分配法、考慮重要度和復(fù)雜度分配法、可靠度再分配法再分配法701）比例組合法原理）比例組合法原理 一個新設(shè)計的系統(tǒng)與老的系統(tǒng)非常相似，也就是組一個新設(shè)計的系統(tǒng)與老的系統(tǒng)非常相似，也就是組成系統(tǒng)的各單元類型相同。成系統(tǒng)的各單元類型相同。 對這個新系統(tǒng)只是提出新的可靠性要求。對這個新系統(tǒng)只是提出新的可靠性要求。 可以根據(jù)老系統(tǒng)中各單元的故障率，按新系統(tǒng)可靠可以根據(jù)老系統(tǒng)中各單元的故障率，按新系統(tǒng)可靠性的要求，給新系統(tǒng)的各單元分配故障率。性的要求，給新系統(tǒng)的各單元分配故障率。如果有老系統(tǒng)中各分系統(tǒng)故障數(shù)占系統(tǒng)

53、故障數(shù)百分比如果有老系統(tǒng)中各分系統(tǒng)故障數(shù)占系統(tǒng)故障數(shù)百分比的統(tǒng)計資料，可以按下式進(jìn)行分配的統(tǒng)計資料，可以按下式進(jìn)行分配712）實例）實例 例例1：一個液壓動力系統(tǒng)，原故障率為：一個液壓動力系統(tǒng)，原故障率為256.010-6/h，改進(jìn)設(shè)計要求故障率為改進(jìn)設(shè)計要求故障率為200.010-6/h，試把這指標(biāo)分配給各，試把這指標(biāo)分配給各分系統(tǒng)。分系統(tǒng)。72 例例2：要求設(shè)計一種飛機，在：要求設(shè)計一種飛機，在5h的飛行任務(wù)時間內(nèi)可的飛行任務(wù)時間內(nèi)可靠度為靠度為0.9。根據(jù)這種類型飛機各分系統(tǒng)故障百分比的統(tǒng)。根據(jù)這種類型飛機各分系統(tǒng)故障百分比的統(tǒng)計資料，將指標(biāo)分配給各分系統(tǒng)。計資料，將指標(biāo)分配給各分系統(tǒng)。

54、73 1）方法說明）方法說明 常規(guī)的比例組合法只適用于基本可靠性指標(biāo)的分配，常規(guī)的比例組合法只適用于基本可靠性指標(biāo)的分配，即只適用于串聯(lián)模型。即只適用于串聯(lián)模型。 對于簡單的冗余系統(tǒng)來說，可采用的分配方法有：對于簡單的冗余系統(tǒng)來說，可采用的分配方法有：考慮重要度、復(fù)雜度的分配法；拉格朗日乘數(shù)法；動考慮重要度、復(fù)雜度的分配法；拉格朗日乘數(shù)法；動態(tài)規(guī)劃法；直接尋查法等。態(tài)規(guī)劃法；直接尋查法等。 這些方法多是從數(shù)學(xué)優(yōu)化的角度并考慮某些約束條這些方法多是從數(shù)學(xué)優(yōu)化的角度并考慮某些約束條件來研究系統(tǒng)的冗余問題，在工程上往往不是簡易可件來研究系統(tǒng)的冗余問題，在工程上往往不是簡易可行的，而且不能應(yīng)用于含有冷

55、貯備等多種模型的情況。行的，而且不能應(yīng)用于含有冷貯備等多種模型的情況。742）可靠性分配原理）可靠性分配原理 新系統(tǒng)各組成單元故障率的分配值與老系統(tǒng)相似單元新系統(tǒng)各組成單元故障率的分配值與老系統(tǒng)相似單元的故障率之比值相等的故障率之比值相等 系統(tǒng)各組成單元的壽命服從指數(shù)分布系統(tǒng)各組成單元的壽命服從指數(shù)分布753）舉例）舉例某系統(tǒng)由某系統(tǒng)由A、B、C、D、E 共共5個單元組成，如下個單元組成，如下圖所示，如果各單元故障率已知且分別為圖所示，如果各單元故障率已知且分別為1、2、3、4、5，且，且3=4。若要求的系統(tǒng)可靠度為。若要求的系統(tǒng)可靠度為0.9(在任務(wù)在任務(wù)時間內(nèi)時間內(nèi))，試將此指標(biāo)分配給各單元