系统可靠性计算、预估和分配
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上一章我们讲完了系统的可靠性模型,主要解决了已知组成系统各单元的可靠性求系统可靠性的方法。
单元的可靠性如何确定?即是我们这一章(第三章)所讲的可靠性预计(预测)和分配。
在产品生产中不但要确定产品的目的和用途、所要求的功能,工作条件和环境条件,而且还要有可靠性指标的要求。
如果想得到高可靠性的产品,必须进行产品可靠性定量指标的控制。
为了达到这个目的,就需要:在设计时,对未来产品的可靠性进行定量的计算,合理地分配组成件的可靠性。
使产品的可靠性定量指标达到设计要求。
在使用时,对产品进行可靠性指标评估,以论证其与设计可靠性的差距,从而科学地确定弥补措施。
可靠性预测和分配的目的是确定产品的可靠度。
()R t 2. 一般系统:(1) 不可修产品:常用可靠度或平均寿命MTTF (失效前的平均工作时间)。
()A t (2)可修产品:常用可用性或平均无故障工作时间MTBF (故障间隔平均时间)。
§3—1系统可靠性指标的论证()t λ1.电子元器件、电子线路、电子设备(电子产品):常用失效率。
一、常用可靠性指标5二、系统可靠性指标的论证方法1.以各组成部分的可靠性指标来确定系统可靠性指标,有时(如做方案比较时)可不确定各方案系统的可靠性指标,只做各组成部分可靠性的比较。
2. 根据以往统计的同类产品实际达到的可靠性指标,只做宏观分析。
人所周知,产品,特别是一般可靠性不太好的电子产品大多是由很多元器件组成的,故知元器件是组成产品的最小、最基本的单元。
元器件的失效率直接影响所组成产品的可靠性,故应了解元器件的失效率情况。
三、元器件的失效率1. 元器件种类(1)集成电路(数字电路,模拟电路) ;(2)半导体分立器件(晶体管、二、三极管等) ;(3)电子管;(4)电阻器;(5)电容器;(6)电位器;(7)电感元件;(8)继电器;(9) 开关;(10) 连接器;(11) 旋转电机;(12) 印刷电路板;(13) 焊接点;(14) 其他元器件等。
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。
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。
第四章 可靠性预计与分配可靠性预计与分配是可靠性设计与分析中的重要任务之一。
可靠性预计是根据历史的产品可靠性数据(检验或检修产品),系统的构成和机构特点等估计系统的可靠度。
可靠度预计是根据组成系统的元件,器件的可靠度来估计的,是一个自上而下的一种系统综合过程(元器件 组件系统)。
可靠性分配是指在可靠度预计的基础上,将通过初步论证确定了的可靠度指标合理的分配给系统的各组成部分(系统组件元器件)。
可靠度预计与分配是一种反复迭代,逐步求解的过程。
可靠度预计的目的:(1) 评价是否能够达到要求的可靠性指标(2) (方案论证阶段)通过预计,比较不同的方案的可靠性水平,为方案选择提供基础。
(3) (在设计中),通过预计,发现影响系统可靠度的主要因素,指出薄弱环节,采取设计措施,提高系统的可靠度。
(4) 为可靠性分配奠定基础。
4.1可靠性预计方法可靠度预计分为单元可靠度预计和系统可靠性预计。
1) 单元可靠性预计方法(实际上这里的单元也具有相对的概念) 系统是有许多单元组成的,系统可靠性是各单元可靠度的概念的综合。
因此,单元可靠度是系统可靠度预计的基础。
=λλGFKKF——修正系数λG——单元的基本失效率,可以从有关手册中查到2) 系统可靠性预计 i.数学模型法对于能直接给出可靠性数学模型的串联,并联,混联,表决,旁联系统,可以采用第二章介绍的有关公式进行可靠性预计,通常称为数学模型法。
ii.边值法(上下限法)主要用于不能用前述数学模型求解的复杂系统。
a) 上限法的计算(1) 只考虑系统中的串联单元R RU 10=R 2(认为并联部分可靠性很高,可靠度为1)(2) 只考虑系统中两个并联单元失效而引起系统失效的概率(认为有三个以上单元的并联系统可靠度为1)=P 1R 1R 2(F F F F F F F F F F 8764546353++++)此时,系统可靠性上限法为(修正为)P R RU U 101-=(3) 考虑系统中3个并联单元失效而引起系统失效的概率,方法同②中所述。
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。