北航可靠性—事件树分析

北航-系统可靠性设计分析_赵廷弟_综合测试题21．判断题（共20分，每题2分）(1)（）系统优化权衡的核心是效能、寿命周期费用两个概念之间的权衡。

(2)（）产品的故障密度函数反映了产品的故障强度。

(3)（）对于含有桥联的可靠性框图，在划分虚单元后得到的可靠性框图应是一个简洁的串、并联组合模型。

(4)（）提高机械零件安全系数，就可相应提高其静强度可靠度。

(5)（）相似产品可靠性预计法要求新产品的预计结果必须好于相似的老产品。

(6)（）并非所有的故障都经历潜在故障再到功能故障这一变化过程。

(7)（）故障树也是一种可靠性模型。

(8)（）事件树中的后续事件是在初因事件发生后，可能相继发生的非正常事件。

(9)（）电子元器件是能够完成预定功能且不能再分割的电路基本单元。

(10)（）与电子产品相比，机械产品的失效主要是耗损型失效。

2．填空题（共20分，每空1分）(1)系统效能是系统、及的综合反映。

(2)产品可靠性定义的要素为、和。

(3)可靠性定量要求的制定，即对定量描述产品可靠性的及其。

(4)应力分析法用于阶段的故障率预计。

(5)在进行FMEA之前，应首先规定FMEA从哪个产品层次开始到哪个产品层次结束，这种规定的FMEA层次称为，一般将最顶层的约定层次称为。

(6)故障树构图的元素是和。

(7)事件的风险定义为与的乘积。

(8)PPL的含义是。

(9)田口方法将产品的设计分为三次：、和。

3．简答题（20分）（1）（10分）画出典型产品的故障率曲线，并标明：1)故障阶段；2)使用寿命；3)计划维修后的故障率变化情况。

（2）（10分）什么是基本可靠性模型？什么是任务可靠性模型？举例说明。

4．（10分）题图4(a)、(b)两部分是等价的吗？请说明理由。

当表决器可靠度为1，组成单元的故障率均为常值 时，请推导出三中取二系统的可靠度和MTBCF表达式。

(a)(b)题图45．（10分）四个寿命分布为指数分布的独立单元构成一个串联系统，每个单元的MTBF分别为：300、500、250和150小时。

系统可靠性设计中的故障树分析案例解读在现代科技发展的浪潮中，系统可靠性设计日益受到重视。

无论是航空航天、汽车工业还是电子设备制造，都需要在设计阶段对系统的可靠性进行充分评估和分析。

而在这个过程中，故障树分析作为一种重要的工具，被广泛应用于系统可靠性设计中。

本文将通过一个故障树分析案例，来探讨系统可靠性设计中故障树分析的应用和解读。

案例背景某国内航空公司引进了一款新型飞机，经过一段时间的运营后，发现了一些飞机系统的故障。

这些故障包括发动机停转、液压系统失效、飞行控制系统故障等，给飞机的运营安全带来了一定的隐患。

为了解决这些问题，航空公司决定进行系统可靠性设计分析，通过故障树分析找出导致这些故障的根本原因，从而制定相应的改进措施。

故障树分析首先，对于飞机系统的故障进行了分类，然后对每类故障进行了详细的分析。

以发动机停转为例，故障树分析的过程如下：1. 故障识别：首先确定发动机停转是一个具体的故障事件。

2. 确定基本事件：对于发动机停转这一故障事件，可以确定一些基本事件，比如燃油供应不足、点火系统故障、机械损坏等。

3. 构建故障树：将上述的基本事件作为根节点，然后根据这些基本事件之间的逻辑关系，构建出一个完整的故障树。

比如，燃油供应不足可能由于油泵故障、管路堵塞等原因导致，点火系统故障可能由于电路故障、点火塞老化等原因导致。

4. 定量分析：对于故障树的每一条逻辑路径，可以进行定量分析，得出相应的失效概率。

然后根据这些概率，可以计算出整个系统发生发动机停转的概率。

案例解读通过故障树分析，可以发现发动机停转这一故障事件可能由多种基本事件导致，而这些基本事件又可能相互关联。

这就为我们找出故障的根本原因提供了合理的途径。

首先，对于每一个基本事件，我们可以进一步分析其概率和影响。

比如，燃油供应不足的概率是多少？一旦发生燃油供应不足，对飞机系统的影响有多大？这些定量分析可以帮助我们更加准确地评估飞机系统的可靠性。

系统可靠性设计中的故障树分析案例分享在工程设计领域，系统可靠性是一个至关重要的问题。

无论是在航天航空、汽车工业、电力系统还是医疗设备等领域，系统的可靠性设计都是至关重要的。

而在系统可靠性设计中，故障树分析是一个被广泛应用的方法，它可以帮助工程师们找出系统中的潜在故障原因，进而制定相应的改进措施。

故障树分析是一种定量分析方法，它可以用来分析系统中可能导致故障的各种原因，并将这些原因按照逻辑关系组合成一棵“树”，从而找出系统发生故障的概率。

下面，我们将通过一个案例来具体了解故障树分析在系统可靠性设计中的应用。

案例：飞机液压系统故障树分析假设我们需要对一架飞机的液压系统进行可靠性分析，我们首先需要确定故障树的顶事件，即飞机液压系统发生故障。

然后，我们可以根据该事件下可能的导致原因进行分类，并逐步构建故障树。

首先，我们可以将导致液压系统故障的可能原因分为两类：机械故障和操作失误。

而对于机械故障而言，可能的原因包括液压泵故障、液压管路泄漏、液压油温过高等；而对于操作失误而言，可能的原因包括操作人员疏忽、操作程序错误等。

接下来，我们可以进一步对每个可能原因进行细分。

以液压泵故障为例，可能的原因包括液压泵内部零部件损坏、液压泵密封圈老化等。

而对于操作人员疏忽而言，可能的原因包括操作手册不清晰、操作人员疲劳等。

通过不断地细分，我们最终可以构建出一棵完整的故障树，从而找出导致飞机液压系统故障的各种可能原因，并计算出各个原因发生的概率。

通过这种方法，我们可以有针对性地对系统进行改进，提高飞机液压系统的可靠性。

除了飞机液压系统，故障树分析在其他系统设计中也有着广泛的应用。

比如在汽车工业中，可以通过故障树分析来找出可能导致汽车刹车系统故障的原因；在电力系统领域，可以通过故障树分析来找出可能导致输电线路故障的原因。

通过这种方法，工程师们可以更好地理解系统的脆弱环节，从而有针对性地进行改进和优化。

然而，值得注意的是，故障树分析作为一种定量分析方法，其结果往往受到输入参数的影响。

航空航天系统可靠性分析与优化研究航空航天系统可靠性是保障飞行安全的重要因素，也是航空航天领域不断追求的目标。

为了达到更高的可靠性水平，需要对航空航天系统进行可靠性分析与优化研究。

一、可靠性分析可靠性分析是航空航天系统可靠性评估的基础，包括故障树分析、事件树分析、失效模式与影响分析等方法。

故障树分析是通过逆向追溯引起故障的道路，寻找系统失败的原因和影响，模拟故障情况下的状态变化和传导路径，为系统设计、维护和升级提供了依据；事件树分析是梳理事件发生流程，为系统故障时的应急处理提供了方向；失效模式与影响分析则是通过系统故障数据收集和分析，找出关键故障模式和原因，为预防故障提供了科学基础。

二、可靠性优化可靠性优化是提高航空航天系统可靠性水平的重要手段，包括逆向工程、人机工效优化、维修保障等方法。

逆向工程能够解析出复杂部件的内部结构，为系统的设计和建模提供支持；人机工效优化能够提高飞行员的任务处理效率和反应速度，减少操作失误和飞行事故；维修保障能够在故障出现时快速判断问题，采取相应的维修措施，保障系统的正常运行。

三、研究方向当前，航空航天系统可靠性分析与优化的研究方向主要包括以下三个方面：一是新材料、新工艺的研究开发，如复合材料在航空航天领域的应用，以及3D打印等先进制造技术在航空航天工业的推广；二是智能化技术的研究，如航空航天系统中的人工智能、大数据分析等技术的应用，以提高可靠性预测的准确性和效率；三是全生命周期管理的研究，包括从设计、制造、运营到维修保障各个环节的协调和优化，提高系统的可靠性和可维护性。

四、前景展望航空航天系统可靠性分析与优化研究是一个复杂而且长期的过程，需要多种领域的交叉应用和深度合作。

未来，一方面要充分发挥科技创新的力量，加强基础理论研究和前沿技术开发；另一方面要加强信息化建设，建立完善的航空航天系统可靠性数据管理和分析平台，促进数据共享和智慧化决策。

总的来说，航空航天系统可靠性分析与优化研究既是一项科技创新任务，也是一项国家战略需要，必将在未来的发展中发挥更加重要的作用。

航空航天系统可靠性与故障诊断方法研究航空航天系统可靠性与故障诊断方法研究一、引言航空航天系统的可靠性和故障诊断一直是航空航天领域的重要研究方向。

可靠性是指在特定的时间段内，航空航天系统在规定条件下实现预定功能的能力。

故障诊断是指通过收集和分析系统信息，找出系统故障或故障原因的过程。

航空航天系统的可靠性和故障诊断方法对于提高航空航天系统的安全性和性能具有重要意义。

本论文将着重介绍航空航天系统可靠性与故障诊断方法的研究进展。

二、航空航天系统可靠性分析航空航天系统可靠性分析是通过对系统的功能、结构和环境等方面进行分析，找出系统故障的潜在原因和影响，从而评估系统的可靠性。

常用的可靠性分析方法有故障树分析（FTA）、事件树分析（ETA）和失效模式与影响分析（FMEA）等。

故障树分析是一种基于逻辑关系的可靠性分析方法，将系统故障以树状结构进行表示，通过对各个故障事件发生的概率和故障路径的计算，得到系统故障的概率。

故障树分析可以帮助工程师们找到关键的故障路径，从而采取相应的措施来提高系统的可靠性。

事件树分析是一种基于逻辑关系的可靠性分析方法，通过将故障发展过程以树状结构表示，分析故障事件的发展路径和最终结果的概率，从而评估系统的可靠性。

失效模式与影响分析是一种研究系统故障模式和其对系统功能的影响的方法。

通过对系统中各个组件的失效模式进行分析，并评估其对系统功能的影响程度，可以确定系统中最容易发生故障的组件，并制定相应的维护和修复策略，从而提高系统的可靠性。

三、航空航天系统故障诊断方法航空航天系统的故障诊断方法主要包括模型基于方法和数据驱动方法两种。

模型基于方法是指通过建立系统的数学模型，通过模型运行结果与实际观测结果的比较，来判断系统的故障。

常用的模型基于方法有状态估计、卡尔曼滤波、扩展卡尔曼滤波等。

状态估计是一种通过对系统状态进行估计，判断系统是否发生故障的方法。

它通过对系统中各个状态量进行测量和估计，并与系统模型进行比较，从而判断系统是否正常。

航空航天电子系统的可靠性分析导言：随着航空航天电子技术的快速发展，航空航天电子系统在航空航天领域中扮演着重要的角色。

在航空航天任务中，航空航天电子系统的可靠性是保障任务安全和顺利完成的重要因素之一、本文旨在探讨航空航天电子系统可靠性的分析方法和主要影响因素，以提高航空航天电子系统的可靠性。

一、可靠性概念和分析方法1.可靠性概念可靠性是指系统在规定的时间和条件下，按照规定的功能要求，正常运行的能力。

在航空航天电子系统中，可靠性通常指系统在规定飞行时间或飞行循环次数内，能够保持正常工作状态的概率。

2.可靠性分析方法（1）故障树分析（FTA）故障树分析是一种常用的可靠性分析方法，通过将故障树用来描述系统的逻辑结构和各种可能的故障事件，然后根据故障事件之间的关系，计算系统发生故障的概率。

（2）失效模式与影响分析（FMEA）失效模式与影响分析是一种常用的可靠性分析方法，通过对系统中可能出现的失效模式及其影响进行分析，评估失效对系统可靠性的影响，并提出相应的改进措施。

（3）Markov模型Markov模型是一种常用的可靠性分析方法，通过建立系统状态转移概率描述系统不同状态之间的转移关系，从而计算系统的可靠性。

二、航空航天电子系统的可靠性影响因素1.环境因素2.材料因素3.工艺因素4.设计因素三、提高航空航天电子系统可靠性的措施1.选用可靠的元器件和材料2.严格的制造和测试工艺3.合理的设计和布局合理的设计和布局对于提高航空航天电子系统的可靠性至关重要。

应根据系统要求和特点，合理选择各个部件的结构和位置，避免电磁干扰、热量积聚和振动等问题。

4.定期维护和检测结论：航空航天电子系统的可靠性分析是确保航空航天任务安全和顺利完成的重要保障。

通过采用合适的可靠性分析方法、减少环境、材料、工艺和设计等因素的不利影响，以及采取相关的措施，可以提高航空航天电子系统的可靠性。

1．判断题（共20分，每题2分）(1)（）系统优化权衡的核心是效能、寿命周期费用两个概念之间的权衡。

(2)（）产品的故障密度函数反映了产品的故障强度。

(3)（）对于含有桥联的可靠性框图，在划分虚单元后得到的可靠性框图应是一个简洁的串、并联组合模型。

(4)（）提高机械零件安全系数，就可相应提高其静强度可靠度。

(5)（）相似产品可靠性预计法要求新产品的预计结果必须好于相似的老产品。

(6)（）并非所有的故障都经历潜在故障再到功能故障这一变化过程。

(7)（）故障树也是一种可靠性模型。

(8)（）事件树中的后续事件是在初因事件发生后，可能相继发生的非正常事件。

(9)（）电子元器件是能够完成预定功能且不能再分割的电路基本单元。

(10)（）与电子产品相比，机械产品的失效主要是耗损型失效。

2．填空题（共20分，每空1分）(1)系统效能是系统、及的综合反映。

(2)产品可靠性定义的要素为、和。

(3)可靠性定量要求的制定，即对定量描述产品可靠性的及其。

(4)应力分析法用于阶段的故障率预计。

(5)在进行FMEA之前，应首先规定FMEA从哪个产品层次开始到哪个产品层次结束，这种规定的FMEA层次称为，一般将最顶层的约定层次称为。

(6)故障树构图的元素是和。

(7)事件的风险定义为与的乘积。

(8)PPL的含义是。

(9)田口方法将产品的设计分为三次：、和。

3．简答题（20分）（1）（10分）画出典型产品的故障率曲线，并标明：1)故障阶段；2)使用寿命；3)计划维修后的故障率变化情况。

（2）（10分）什么是基本可靠性模型？什么是任务可靠性模型？举例说明。

4．（10分）题图4(a)、(b)两部分是等价的吗？请说明理由。

当表决器可靠度为1，组成单元的故障率均为常值 时，请推导出三中取二系统的可靠度和MTBCF表达式。

(a)(b)题图45．（10分）四个寿命分布为指数分布的独立单元构成一个串联系统，每个单元的MTBF分别为：300、500、250和150小时。

1．判断题（共20分，每题2分，答错倒扣1分）(1)（）系统可靠性与维修性决定了系统的可用性和可信性。

(2)（）为简化故障树，可将逻辑门之间的中间事件省略。

(3)（）在系统寿命周期的各阶段中，可靠性指标是不变的。

(4)（）如果规定的系统故障率指标是每单位时间0.16，考虑分配余量，可以按每单位时间0.2进行可靠性分配。

(5)（）MTBF和MFHBF都是基本可靠性参数。

(6)（）电子元器件的质量等级愈高，并不一定表示其可靠性愈高。

(7)（）事件树的后果事件指由于初因事件及其后续事件的发生或不发生所导致的不良结果。

(8)（）对于大多数武器装备，其寿命周期费用中的使用保障费用要比研制和生产费用高。

(9)（）所有产品的故障率随时间的变化规律，都要经过浴盆曲线的早期故障阶段、偶然故障阶段和耗损故障阶段。

(10)（）各种产品的可靠度函数曲线随时间的增加都呈下降趋势。

2．填空题（共20分，每空2分）(1)MFHBF的中文含义为。

(2)平均故障前时间MTTF与可靠度R(t)之间的关系式是。

(3)与电子、电器设备构成的系统相比，机械产品可靠性特点一是寿命不服从分布，二是零部件程度低。

(4)在系统所处的特定条件下，出现的未预期到的通路称为。

(5)最坏情况容差分析法中，当网络函数在工作点附近可微且变化较小、容差分析精度要求不高、设计参数变化范围较小时，可采用；当网络函数在工作点可微且变化较大，或容差分析精度要求较高，或设计参数变化范围较大时，可采用。

(6)一般地，二维危害性矩阵图的横坐标为严酷度类别，纵坐标根据情况可选下列三项之一：、或。

3．简要描述故障树“三早”简化技术的内容。

（10分）4．写出故障率、可靠度及故障密度函数的定义式，推导出三者的关系式，并最终推导出可靠度与故障率函数的关系式。

（20分）5．如题6图 (a)所示系统，表示当开关E 打开时，发电机A 向设备B 供电，发电机C向设备D 供电。

如果发电机A 或C 坏了，合上开关E ，由发电机C 或A 向设备B 和D 供电。

空难事故树分析经过情况2925号机19：45自XX江北机场起飞，预计21：30到达XX黄田机场;21：07与XX机场进近管制建立联系，按正常程序向33号跑道进近;21：17与塔台建立联系。

塔台告诉机组“五边雨比较大，看见跑道叫〞;21：18：07机组报告“已建立盲降〞;21：18：53机组报告“看到引进灯〞，塔台指挥飞机“检查好可以着陆〞。

在飞机过近台附近，塔台看见飞机着陆灯，但雨中灯光不清楚，地面雷达显示，飞机航迹、下滑高度正常;21：19：33飞机第一次在跑道南端接地，接地后飞机跳了三跳，然后复飞。

复飞后左转上升到1200米，塔台提醒机组开应答机，但二次雷达上一直没有显示;21：23：40，机组再次要求其它飞机避让，并报告“有紧急情况〞，驾驶舱内出现多种警告〔液压系统、起落架和襟翼等〕。

塔台告诉已让其它飞机避让;21：23：57，机组报告在三边位置，要求其它飞机避让;21：24：58机组要求落地后用消防车、救护车，塔台告诉机组都已经准备了。

接着飞机又转了一圈，并报告准备向南落地，塔台同意向南落地，并告诉2925号机组，“前面落地的机组反映北面天气好，南面五边雨大〞，机组回答明白，并说“我准备落地了〞;21：28：30飞机着陆，着陆后飞机解体、起火。

现场勘察(1)第一次由南向北着陆[1]。

进跑道后，距跑道南端388．5米，发现第一块轮胎小碎片。

距跑道南端502米，发现第一块金属碎片。

距跑道南端561米，跑道中心线左侧25米，发现1条长54厘米、宽28厘米，呈撕裂状轮胎片。

距跑道南端570米，中心线左侧20米处，发现前起落架左轮轮片，长46厘米、宽21厘米。

距跑道南端580．5米，中心线附近，发现飞机主轮防滞刹车电磁活门。

距跑道南端801米中心线附近，发现前起落架左轮轮毂内环〔边缘呈不规则断裂〕。

以上情况说明，飞机第一次着陆时前轮接地后，左前轮爆破，碎片散落在跑道上。

从距跑道南端388米至801米的X围内，道面上有较多的铆钉〔多数为剪切痕迹〕，还有少量金属片、胶管、固定夹等散落物。