可靠性分配的原则

可靠性预计和分配的作用原理及预期效益为促进电子信息产业的发展，从根本上提高我国电子产品的整体可靠性水平，增强国际竞争力，务必开展与国防建设、国计民生密切相关的电子产品在方案论证、设计阶段的可靠性预计与分配工作。

其作用原理及预期效果体现在以下几个方面：一、可靠性预计、分配是产品可靠性指标得以实现的基本保证开展可靠性预计和分配工作，是确保设计、生产具备规定可靠性指标产品的指导性和基础性工作。

首先将产品可靠性指标自上而下逐级地分配到产品的各个层次，借此落实相应层次的可靠性要求，并使整个与各部分之间的可靠性相互协调。

尽量做到既避免出现薄弱环节又避免局部“质量过剩”而带来浪费。

可靠性预计则是自下到上地预计产品各层次的可靠性参数，判断各层次设计是否满足分配的可靠性指标。

只有各层次的可靠性分别达到分配的要求，才能保证产品可靠性指标得以实现。

对未达到分配指标要求的设计，则能发现其可靠性薄弱环节、设计上的隐患及提供选择纠正措施的指南，并依此改进设计直到满足指标要求为止。

二、可靠性预计是提高电子信息产品行业质量与可靠性水平，增强国际竞争力的需要显然，借助可靠性预计技术标明产品可靠性指标，将有利于创立名牌和增强国际竞争力。

不言而喻，用户不光需要物美价廉的产品，而且更要求产品安全可靠、经久耐用。

因此，产品标明可靠性指标则好让用户选购放心、使用安心。

八十年代以来，我国在电视机行业规定了创优的可靠性指标，它对促进电视机质量的提高和开拓市场方面成效卓著。

然而，对于贵重而复杂的设备或有很高可靠性指标要求的产品，由于技术、费用成本及时间方面的限制，则不可能像电视机那样可通过统计试验来验证其可靠性指标。

对此，必须尽早借助可靠性预计和分配技术，在产品设计阶段“设计进”规定的可靠性指标。

即必须通过开展可靠性预计和分配工作尽早来落实产品的可靠性指标，而不是靠产品既成之后的抽样统计试验结果。

出于市场竞争的需要，先进国家产品多标有可靠性指标，如美国的通信类设备都标明其可靠性指标，但此指标绝大多数不是试验结果，而是可靠性预计结果或现场统计结果。

系统可靠性分配一、概述系统可靠性分配是系统可靠性设计的主要内容之一。

它是根据一定的原则和方法，将系统可靠性指标自上而下逐级分配到下属各级产品的过程，也是人力、物力、财力合理试用的过程。

可靠性指标分配的目的在于将可靠性指标层层落实，使各级设计者明确自己的目标以便采取响应的措施，将可靠性设计进去。

对可靠性指标进行合理分配必须吃透两头：一头是对全局深刻了解，另一头是充分了解各个局部的特点。

了解全局主要包括：用户对可靠性的目前要求及潜在要求，与可靠性相关的各种约束条件，例如性能要求、尺寸、重量、进度、成本、维修要求等。

了解局部主要包括：下属产品技术难度，所含新技术比例；目前能达到的可靠性水平；提高可靠性的必要性及可能性；局部在全局的地位，是否是薄弱环节等。

可靠性分配与可靠性预计之间可以起到相辅相成的作用。

建立在可靠性预计基础上的分配将会使这种分配更加合理。

因此，在可靠性分配前，硬首先做好可靠性预计工作。

可靠性分配应尽早进行才有意义，一般适用于方案论证阶段及设计阶段早期。

需要说明的是，在进行可靠性指标分配时，由于许多情况还不明朗，可供使用的信息有限，很难做到一次分配到位。

因而需要进行调整或再分配，即是说，可靠性分配是一个渐进、反复的过程。

二、可靠性分配的准则要是可靠性分配做到合理，必须一方面满足系统的可靠性指标要求和约束条件要求；另一方面要具有可行性。

为此，需遵循以下准则：⑴危害度愈高，可靠性分配值愈高；⑵无约束条件时，可靠性的分配值允许较高；⑶复杂程度高，可靠性的分配值应适当降低；⑷技术难度大，可靠性的分配值应适当降低；⑸不成熟产品，可靠性的分配值应适当降低；⑹恶劣环境条件工作的产品，可靠性的分配值应适当降低；⑺工作时间长的产品，可靠性的分配值应适当降低。

以上准则是从不同的角度，逐一陈述的，即只考虑了但因素。

实际分配中，系统所属产品往往是多因素的，在运用以上准则时要注意综合权衡。

三、可靠性分配方法的分类按可靠性的模型分，可分为基本可靠性分配和任务可靠性分配。

可靠性分配方法(一)等分配法（无约束分配法）等分配法（Equal Apportionment Technique ）是对全部的单元分配以相同的可靠度的方法。

按照系统结构和复杂程度，可分为串联系统可靠度分配、并联系统可靠度分配、串并联系统可靠度分配等。

（1）串联系统可靠度分配当系统中n 个单元具有近似的复杂程度、重要性以及制造成本时，则可用等分配法分配系统各单元的可靠度。

这种分配法的另一出发点考虑到串联系统的可靠性往往取决于系统中最弱的单元。

当系统的可靠度为s R ，而各分配单元的可靠度为i R 时因此单元的可靠度i R 为（2）并联系统可靠度分配当系统的可靠度指标要求很高（例如Rs>0.99）而选用已有的单元又不能满足要求时，则可选用n 个相同单元的并联系统，这时单元的可靠度远远大于系统的可靠度。

当系统的可靠度为s R ，而各分配单元的可靠度为i R因此单元的可靠度i R 为（3）串并联系统可靠度分配先将串并联系统化简为“等效串联系统”和“等效单元”，再给同级等效单元分配以相同的可靠度。

优缺点：等分配法适用于方案论证与方案设计阶段，主要优点是计算简单，应用方便。

主要缺点是未考虑各分系统的实际差别。

（二）按相对失效率和相对失效概率分配（无约束分配法）相对失效率法和相对失效概率法统称为“比例分配法”。

相对失效率法是使系统中各单元容许失效率正比于该单元的预计失效率值，并根据这一原则来分配系统中各单元的可靠度。

此法适用于失效率为常数的串联系统。

对于冗余系统，可将他们化简为串联系统候再按此法进行。

相对失效概率法是根据使系统中各单nini i s R R R ==∏=11/ 1,2,,ni s R R i n==（）11ns i R R =--（）1/11,1,2,,ni s R R i n=--=（）元的容许失效概率正比于该单元的预计失效概率的原则来分配系统中各单元的可靠度。

重要度是指用一个定量的指标来表示各设备的故障对系统故障的影响，按重要度考虑的分配方法的实质即是：某个设备的平均故障间隔时间（可靠性指标）应该与该设备的重要度成正比。

可靠性分配的原则可靠性分配的原则通常分配应考虑下列原则：（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到较高水平，则可分配给较高的可靠度。

（2）复杂程度。

对较简单的单元，组成该单元零部件数量少，组装容易保证质量或故障后易于修复，则可分配给较高的可靠度。

（3）重要程度。

对重要的单元，该单元失效将产生严重的后果，或该单元失效常会导致全系统失效，则应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以及工作条件严酷，难以保证很高可靠性的单元，则应分配给较低的可靠度。

此外，一般还要受费用、重量、尺寸等条件的约束。

总之，最终都是力求以最小的代价来达到系统可靠性的要求。

为了问题的简化，一般均假定各单元的故障均互相独立。

由于R=1-F，对指数分布，当F不大时，F≈λt,因此可靠性分配可按情况将系统可靠度R s分配给各i单元R i,当F s很小时可将不可靠度F s 分配给各i单元F i,或者将系统的失效率λa分配给各i单元λi。

等分配法本方法用于设计初期，对各单元可靠性资料掌握很少，故假定各单元条件相同。

a.串联系统如图13.4-3所示式中：Rs--系统要求的可靠度Ri--第i单元分配得的可靠度n--串联单元数b.并联系统如图13.4-5所示式中 F--系统要求的不可靠度Fi--第i单元分配得的不可靠度Rs--系统要求的可靠度n--并联单元数c.混联系统，如图13.1-21，一般可化为等效的单元，同级等效单元分配给相同的可靠度。

例如图13.4-21中的单元可先按图c，分配得。

第五章可靠性预计与分配可靠性预计和分配是产品可靠性设计中的两个重要内容。

可靠性预计是在设计阶段对系统可靠性进行定量的估计，它是根据历史的产品可靠性数据、系统的结构特点和构成，以及系统的工作环境等因素来估计组成系统的部件及系统可靠性。

系统的可靠性预计是根据组成系统的元器件或零部件的可靠性来估计的，是“自下而上”进行的。

在设计时，如何把规定的可靠性指标合理地分配给组成产品的各个单元，再将分配给各单元的可靠性指标合理地分配到组建、零部件，包括接插件和焊点等，这就是可靠性分配。

可靠性分配是一个自上而下，由大到小，从整体到局部，逐步分解，将系统可靠度到分配组建、零部件中，它是一个演绎分解过程。

5.1 可靠性预计根据产品的功能结构及其相互关系，它的工作环境以及组成产品的零部件（或元器件）的可靠性数据，推测该产品可能达到的可靠性指标，这种技术称为可靠性预计。

可靠性预计是在规定的性能、费用和其它计划的条件（如重量、体积等）约束条件下进行的，从研究产品的设计方案开始，到样机制造、试生产阶段，都必须反复进行可靠性预计，以确保产品满足可靠性指标的要求。

否则在产品研制成功后，可能因为未能采取必要的可靠性措施而达不到可靠性指标的要求，或因所采取的措施带有很大的盲目性，而导致经济和时间上的重大损失。

5.1.1 可靠性预计的目的和用途可靠性预计是为了估计产品在给定工作条件下的可靠性而进行的工作，可靠性预计的目的和用途主要是：1. 评价是否能够达到要求的可靠性指标，预测产品的可靠度值；2. 在方案论证阶段，通过可靠性预计，比较不同方案的可靠性水平，为最优方案的选择及方案优化提供依据；3. 在设计中，通过可靠性预计，发现影响系统可靠性的主要因素，找出薄弱环节，采取设计措施，提高系统可靠性；4. 为可靠性增长试验、验证及费用核算等提供依据；5. 为可靠性分配奠定基础。

可靠性预计的主要价值在于，它可以作为设计手段，为设计决策提供依据。