可靠性分配及其应用

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。

可靠性分配及其应用[摘要]可靠性分配是系统可靠性设计的重要任务之一，其结果直接影响系统的设计方案。

为了能快速获得在一定费用约束条件下的可靠性优化分配结果，减少分配过程中的主观因素，建立了可靠性预计值的可靠性分配模型，并设计了新的编码方式和新的变异率调整模型，使改进后的遗传算法能用于求解复杂系统的可靠性分配问题。

最后给出导弹武器可靠性分配的计算实例和结果分析。

0 引言可靠性分配是可靠性设计的重要任务之一，是把系统设计任务书中规定的可靠性指标，由上到下、由大到小、由整体到局部，按一定的分配方法分配给组成该系统的分系统、设备及元件。

通过可靠性指标的分配，可以从技术、人力、时间、资源各个方面分析各部分指标实现的难易情况，从而使系统各层次的设计人员明确各自的设计目标，为指标监控和采取改进措施提供依据。

对复杂系统来说，为使可靠性分配方案更为合理，要综合考虑系统各组成单元间在重要度、复杂度、技术发展水平、工作时间和环境条件等方面的不同，进行可靠性优化分配的实质就是综合以上各方面因素，在一定的分配原则下，得到合理的可靠性分配值的优化解。

1 可靠性分配的定义所谓系统可靠性分配就是要求系统在定义体系结构的时候，设法将系统分解成部件(子系统或模块)，并且为了保证各部件的设计时间、难度、风险大致相等，必须根据系统可靠性要求，确定各模块的可靠性，以保证使得系统开发费最低。

从可靠性分配的定义可以看出，可靠性分配要求在系统生存周期的定义阶段就进行，即在系统的可行性论证、需求分析、初步设计、详细设计阶段进行。

随着系统设计的深入，我们可以得到更多的相关信息，从而使可靠性分配结果也越来越趋向合理。

比如在可行性论证阶段，因为此时系统的相关信息较少，所以我们可以根据类似产品运用类比法进行可靠性初步分配;而到详细设计阶段，由于可以获得系统复杂性、操作剖面等一些信息，我们就可以用更好的分配方法(如基于操作剖面的可靠性分配法)使结果更加精确。

产品可靠性分配方法研究
产品可靠性分配是指将产品可靠性指标分配给各个部件或子系统，以保证整个产品系统具有足够的可靠性。

产品可靠性分配是保
证产品质量和可靠性的重要步骤，也是产品设计过程中的关键环节
之一。

产品可靠性分配方法有很多种，下面介绍其中几种常用的方法：
1. 直接分配法：直接将产品可靠性要求分配给各个部件或子系统，这种方法适用于产品结构简单、各部件的可靠性指标已知或易
计算的情况。

2. 经验分配法：通过历史数据或类似产品的可靠性水平，对各
部件或子系统的可靠性指标进行经验分配，这种方法适用于产品结
构复杂、缺乏相关可靠性数据的情况。

3. 权重分配法：根据各部件或子系统对整个产品可靠性的贡献
程度，给出相应的权重，再将产品可靠性要求按权重分配给各部件
或子系统，这种方法适用于产品结构复杂、各部件或子系统的重要
性不同的情况。

4. 故障模式影响分析法：通过分析各部件或子系统的故障模式
及其影响，评估各部件或子系统的可靠性指标，然后将产品可靠性
要求分配给各部件或子系统，这种方法适用于产品结构复杂、各部
件或子系统之间相互影响的情况。

总之，选择合适的产品可靠性分配方法，能够为产品质量和可
靠性的保证提供有力的保障。

可靠性预测和分配详解什么是可靠性预测和分配可靠性预测和分配是在工程领域中广泛应用的方法，用于评估和预测产品或设备在特定条件下的可靠性，以及将可靠性信息分配到不同组件或系统上。

可靠性预测和分配在新产品的设计和开发阶段尤为重要，因为它可以帮助制定测试和维修计划，减少设备停机时间，提高效率和降低成本。

可靠性预测可靠性预测是一种根据过去的测试数据或经验数据预测产品或设备在未来运行中的表现的方法。

可靠性预测通常包括以下步骤：• 收集数据–从过去的测试和运行中收集到与产品或设备有关的数据。

• 数据清洗和分析–通过统计分析、可靠性建模和其他数学方法，确定与产品或设备有关的因素，并对数据进行清洗和分析。

• 建立模型–根据已分析的数据，建立数学模型来预测产品或设备的可靠性。

• 预测可靠性–利用建立的数学模型，预测产品或设备在特定条件下的可靠性。

可靠性预测的关键是正确收集和分析数据，并建立准确的数学模型。

如果数据不准确或模型不充分，预测的可靠性也会不准确。

可靠性分配可靠性分配是一种将可靠性信息分配到不同组件或系统上的方法，以确定每个组件或系统的贡献和重要性。

可靠性分配通常包括以下步骤：• 确定可靠性需求–确定整个系统或特定组件的可靠性需求。

• 确定组件或系统结构–确定系统的组成结构和组件之间的关系。

• 确定贡献和重要性–根据组件或系统的结构和可靠性需求，确定每个组件或系统的贡献和重要性。

• 分配可靠性–通过数学方法将整个系统可靠性分配到各组件或系统上，以确定每个组件或系统的可靠性目标。

可靠性分配的关键是准确地确定贡献和重要性，以及如何将可靠性分配到不同的组件或系统上。

如果贡献和重要性不准确，或者分配不合理，最终的可靠性可能会受到影响。

可靠性预测和分配的应用可靠性预测和分配在工程领域中有广泛的应用，包括以下方面：• 产品设计和开发–可靠性预测和分配可以帮助制定测试和维修计划，减少设备停机时间，提高生产力和降低成本。

• 维修和保养–可靠性预测和分配可以帮助制定维修计划，准确预测系统或组件的故障率，以及优化维修时间和成本。

第5章可靠性预计与分配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。

项目名称系统靠谱性分派报告编制：___________________ 审核：___________________ RAMS 经理： ___________________ 技术经理：___________________目录1.概括 (3)2.靠谱性建模 (3)3.靠谱性指标分派 (3)3.1 靠谱性指标分派方法 (3)3.2 靠谱性指标分派原则 (4)3.3 系统的靠谱性分派 (6)1.概括202.靠谱性建模203.靠谱性指标分派靠谱性分派即依据项目技术协议中规定的靠谱性指标，依照必定的方法合理的分派到各个子系统功能模块或部组件，确立单薄环节，采纳有效的举措改良设计，进而保证各部组件、各分系统以及全系统达到靠谱性指标要求。

靠谱性分派时一个自上而下，由大到小，从整体到局部，逐渐分解，分派到各分系统，设施和元器件的过程。

靠谱性分派的目的是使各级设计人员明确其靠谱性设计要求，依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方法。

3.1 靠谱性指标分派方法靠谱性分派中采纳了评分分派法。

该分派方法是经过有经验的设计人员或专家对影响靠谱性的几种要素评分，并对评分值进行综合分析以获取各单元产品之间的靠谱性相对照值，再依据该比值给每个分系统或设施分派靠谱性指标。

它合用于具备必定的人员技术素质基础，能够发挥人员的主观能动性，发挥人员的工程经验，并使评分结果拥有必定的收敛性。

3.2 靠谱性指标分派原则①关于复杂度高的分系统、设施等，应分派较低的靠谱性指标。

由于产品越复杂，其构成单元就越多，要达到高靠谱性就越困难而且更加花钱。

②关于技术上不行熟的产品，分派较低的靠谱性指标。

关于这类产品提出高靠谱性要求会延伸研制时间，增添研制花费。

③关于处于恶劣环境条件下工作的产品，应分派较低的靠谱性指标。

由于恶劣的环境会增添产品的故障率。

④当把靠谱度作为分派参数时，关于需要长久工作的产品，分派较低的靠谱性指标。

可靠性分配及其应用摘要：可靠性分配是系统可靠性设计的重要任务之一，其结果直接影响系统的设计方案。

为了能快速获得在一定费用约束条件下的可靠性优化分配结果，减少分配过程中的主观因素，应该通过多种方法，建立了科学、高效的可靠性分配模型。

关键字：可靠性分配；系统；故障率0 引言可靠性分配是可靠性设计的重要任务之一，是把系统设计任务书中规定的可靠性指标，由上到下、由大到小、由整体到局部，按一定的分配方法分配给组成该系统的分系统、设备及元件。

通过可靠性指标的分配，可以从技术、人力、时间、资源各个方面分析各部分指标实现的难易情况，从而使系统各层次的设计人员明确各自的设计目标，为指标监控和采取改进措施提供依据。

[1]对复杂系统来说，为使可靠性分配方案更为合理，要综合考虑系统各组成单元间在重要度、复杂度、技术发展水平、工作时间和环境条件等方面的不同，进行可靠性优化分配的实质就是综合以上各方面因素，在一定的分配原则下，得到合理的可靠性分配值的优化解。

1 可靠性分配的定义所谓系统可靠性分配就是要求系统在定义体系结构的时候，设法将系统分解成部件(子系统或模块)，并且为了保证各部件的设计时间、难度、风险大致相等，必须根据系统可靠性要求，确定各模块的可靠性，以保证使得系统开发费最低。

从可靠性分配的定义可以看出，可靠性分配要求在系统生存周期的定义阶段就进行，即在系统的可行性论证、需求分析、初步设计、详细设计阶段进行。

随着系统设计的深入，我们可以得到更多的相关信息，从而使可靠性分配结果也越来越趋向合理。

[14]比如在可行性论证阶段，因为此时系统的相关信息较少，所以我们可以根据类似产品运用类比法进行可靠性初步分配;而到详细设计阶段，由于可以获得系统复杂性、操作剖面等一些信息，我们就可以用更好的分配方法（如基于操作剖面的可靠性分配法）使结果更加精确。

事实上，可靠性分配还可以在开发阶段根据需要进行调整。

[2]目前，几乎所有的可靠性模型都用于测试操作阶段，是在完成产品开发初始阶段后用来估计系统可靠性的模型，也就是说至少要在完成定义阶段后才能被使用。

系统可靠性分配系统可靠性分配⼀、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。