可靠性分配
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可靠性指标分配报告:可靠性分配指标报告可靠性分配方法可靠性设计指标分配gjb 可靠性指标分配公式篇一:可靠性分配第三章可靠性与维修性指标分配3.1 概述3.2 AGREE可靠性指标分配法3.3 可靠性工程加权分配法3.4 维修性工程加权分配法3.5 进行可靠性与维修性指标分配在工程实施上应注意事项第三章可靠性与维修性指标分配3.1 概述可靠性与维修性指标分配是为了把系统的可靠性与维修性定量要求按照一定的准则分配给系统各组成单元而进行的工作。
其目的是将整个系统的可靠性与维修性要求转换为每一个分系统或单元的可靠性与维修性要求,使之协调一致。
它是一个由整体到局部,由上到下的分解过程。
通过可靠性与维修性指标分配,把设计目标落实到相应层次的设计人员身上。
各相应层次的设计人员通过可靠性与维修性指标预计,当感到采用常规的设计不能达到系统的要求时,可以采取特殊设计措施。
比如:采取降额设计、冗余设计、动态设计、热设计、优选元器件、最大的减少元器件数量等措施,以满足系统可靠性要求。
采取可接近性设计、可更换性设计、模块化设计、故障定位(BIT)设计等措施以满足系统维修性要求。
通过可靠性与维修性指标分配,还可以暴露系统设计汇总的薄弱环节及关键单元和部位,为指标监控和改进措施提供依据,为管理提供所需的人力、时间和资源等信息。
因而,可靠性与维修性指标分配是可靠性设计中不可靠缺少的工作项目,也是可靠性工程与维修性工程决策点。
可靠性与维修性指标分配应在系统研制的早期进行,可按可靠性结构模型进行分配,使各分系统、单元的可靠性与维修性指标分配值随着研制任务同时下达,在获得较充分的信息后进行再分配。
随着系统研制的进展和设计的更动,可靠性与维修性分配要逐步完善和进行再分配。
可靠性与维修性指标分配方法很多,在这里仅将工程实用、科学合理方法予以介绍。
3.2 AGREE 可靠性指标分配法这是美国电子设备可靠性顾问组在一份报告中所推荐的分配方法。
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。
可靠性分配第三章可靠性与维修性指标分配3.1 概述3.2 AGREE可靠性指标分配法3.3 可靠性工程加权分配法3.4 维修性工程加权分配法3.5 进行可靠性与维修性指标分配在工程实施上应注意事项第三章可靠性与维修性指标分配3.1 概述可靠性与维修性指标分配是为了把系统的可靠性与维修性定量要求按照一定的准则分配给系统各组成单元而进行的工作。
其目的是将整个系统的可靠性与维修性要求转换为每一个分系统或单元的可靠性与维修性要求,使之协调一致。
它是一个由整体到局部,由上到下的分解过程。
通过可靠性与维修性指标分配,把设计目标落实到相应层次的设计人员身上。
各相应层次的设计人员通过可靠性与维修性指标预计,当感到采用常规的设计不能达到系统的要求时,可以采取特殊设计措施。
比如:采取降额设计、冗余设计、动态设计、热设计、优选元器件、最大的减少元器件数量等措施,以满足系统可靠性要求。
采取可接近性设计、可更换性设计、模块化设计、故障定位(BIT)设计等措施以满足系统维修性要求。
通过可靠性与维修性指标分配,还可以暴露系统设计汇总的薄弱环节及关键单元和部位,为指标监控和改进措施提供依据,为管理提供所需的人力、时间和资源等信息。
因而,可靠性与维修性指标分配是可靠性设计中不可靠缺少的工作项目,也是可靠性工程与维修性工程决策点。
可靠性与维修性指标分配应在系统研制的早期进行,可按可靠性结构模型进行分配,使各分系统、单元的可靠性与维修性指标分配值随着研制任务同时下达,在获得较充分的信息后进行再分配。
随着系统研制的进展和设计的更动,可靠性与维修性分配要逐步完善和进行再分配。
可靠性与维修性指标分配方法很多,在这里仅将工程实用、科学合理方法予以介绍。
3.2 AGREE 可靠性指标分配法1这是美国电子设备可靠性顾问组在一份报告中所推荐的分配方法。
这种方法与等分配法不同的是同时考虑了各单元的相对重要度和复杂度,显得更为合理。
所谓重要度是指某一单元发生故障时对系统可靠性影响程度,用W表示: i 式中N——由于第i个单元故障引起系统故障的次数; sr——第i个单元的故障次数。
基于权衡分析的汽车产品可靠性指标分配方法汽车产品可靠性是指汽车在使用过程中不发生故障或性能下降的能力,在汽车工业中起着至关重要的作用。
为了评估汽车产品可靠性,必须确定适当的指标和标准。
在实际生产中,汽车制造商通常会设计一系列的可靠性指标,以帮助评估和改进产品的可靠性。
然而,如何分配这些可靠性指标是一个复杂的问题,需要进行权衡分析,以确保满足不同利益相关者的需求。
首先,汽车制造商需要确定适当的可靠性指标,这些指标可以分为技术指标和商业指标两类。
技术指标包括故障率、平均修复时间、故障成本等,用于评估产品在使用过程中的性能表现。
商业指标包括客户满意度、市场份额、品牌声誉等,用于评估产品在市场上的竞争力。
在确定可靠性指标时,汽车制造商需要根据产品的特点和市场需求进行权衡,确保产品在技术和商业上都能达到预期的目标。
其次,汽车制造商需要根据不同的利益相关者需求,合理分配可靠性指标。
利益相关者包括消费者、政府监管机构、供应商、投资者等,他们对产品的可靠性有不同的关注点和需求。
例如,消费者更关心产品的故障率和维修成本,政府监管机构更关注产品的安全性和环保性,供应商更关注产品的质量标准和交付周期,投资者更关注产品的市场表现和盈利能力。
因此,汽车制造商需要根据不同利益相关者的需求,合理分配可靠性指标,确保满足各方的期望。
最后,汽车制造商需要进行权衡分析,以确定可靠性指标的优先级和权重。
在实际生产中,汽车制造商通常会设计一套评估系统,根据不同指标的重要性和关联性,确定其在评估过程中的相对权重。
例如,如果产品的故障率对消费者满意度的影响更大,那么在分配可靠性指标时,故障率指标的权重应该设置得更高。
通过权衡分析,汽车制造商可以更好地了解各个可靠性指标之间的关系,有效地评估产品的可靠性水平,并及时采取改进措施,提升产品的市场竞争力。
综上所述,基于权衡分析的汽车产品可靠性指标分配方法,是汽车制造商在确定和优化产品可靠性指标时的重要参考依据。
基于可靠性的分配在国内外的发展,经大量查阅资料,详尽的介绍可靠性的一般性方法。
针对可靠性的一般性方法存在的缺点,本文介绍了一些可靠性改进方法。
最后通过双质量可靠度分配的实例,具体介绍了模糊层次法在可靠性分配的应用,证明了可靠性分配的良好实用性。
关键词:可靠性分配;机械设计;模糊层次分析Based on reliability allocation development from domestic to oversea, via consulting many literatures, the general reliability allocation methods are described in detail. Aimed at the flaws of general methods,this paper introduces the improved reliability allocation method. Finally, the application of FAHP is illustrated in reliability allocation through the example, which prove its practicability sufficiently.Keyword:reliability allocation;mechanical engineering;FAHP可靠性是现代设计方法之一。
作为一个质量技术的重要指标,它早已受到世界各发达的重视。
而可靠性的分配是可靠性研究的重要组成部分。
可靠性的分解是根据工程规定系统可靠度的要求按照合理的原则将分配给组成系统的各个单元,使整个系统的组件、零件等与系统的可靠性要求相一致,从而使系统的系统可靠性指标得到保证的。
从本质讲,它是一个工程决策问题,应按系统工程原则:技术上合理,经济上效益高,时间方面见效快。
进行可靠性分配时,必须明确目标函数和约束条件。
随着目标函数和约束条件的不同,可靠性的分配方法也会有所不同。
可靠性分配是一个从整体到局部的过程,是一个从下到上再到下直到上下协调的过程。
具体说来,一般先从整体可靠度要求入手,按照某种分配的原则,分配到各个零部件中,如果其中某一部分的可靠度无法达到可靠度要求,经过综合分析,调整设计的参数,直到满足整体可靠性要求为止。
从分配的过程中来看,分配的原则是直接影响可靠性是否达到系统性能要求的重要指标,决定你的分配方法是否合理。
而这个原则就是本文重点介绍的可靠性分解的方法。
可靠性分配的方法分为一般性方法和改进性方法。
一般分析法主要包括:等分配法、再分配法、相对失效率法和相对失效概率法、拉格朗日乘子法、AGREE 分配法、动态规划方法等。
它们是最根本的可靠性分解方法,在可靠性分析中起着重要的作用。
然而在较为复杂的系统中,一般的方法已无法满足可靠性准确分配的要求。
改进性的方法满足复杂系统的可靠性的要求。
本文在重点介绍传统方法的基础上,简要的介绍下改进性方法。
第一章 可靠性分配方法1.1 一般性方法1.1.1等分配法等分配法(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。
1.1.1.1 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1.1.1.2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1.1.1.3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。
1.1.2 再分配法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=--= ()再分配法是把原来可靠性较低的单元的可靠性提高到某个值,对原来可靠性较高的单元保持不变的方法。
如果已知串联系统(或串并联系统的等效串联系统)各单元的可靠度预测值为12ˆˆˆnR R R ,,,,则系统的可靠度预测值为将各单元的可靠度预测值按由小到大的次序排列,则有令 ,并找出m 值使 则单元可靠度的再分配可按下式进行1.1.3 相对失效率法与相对失效概率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。
1.1.3.1 串联系统可靠度分配串联系统的任一单元失效都将导致系统失效。
假定各单元的工作时间与系统的工作时间相同并取为t ,λi 为第i 各单元的预计失效率(i=1,2,…,n), λs 为由单元预计失效率算得的系统失效率,若单元的可靠度服从指数分布则有由此可知,串联系统的可靠度为单元可靠度之积,而系统的失效率则为各单121ˆˆˆˆˆm m nR R R R R +<<<<<< 1ˆˆnS i i R R ==∏120m R R R R ==== 011ˆˆ[]ˆS m m n i i m R R R R R +=+<=<∏1/121[]ˆmS m nii m R R R R R =+===∏1122ˆˆˆ,,,m m m m n nR R R R R R ++++=== 12n S t t t t e e e e λλλλ----⋅⋅⋅= 12i n S t t t t t λλλλλ+++++= 1n i S i λλ==∑元失效率之和。
因此,在分配串联系统各单元的可靠度时,往往不是直接对可靠度进行分配,而是把系统允许的失效率或不可靠度(失效概率)合理地分配给各单元。
因此,按相对失效率的比例或按相对失效概率的比例进行分配比较方便。
各单元的相对失效率则为显然有各单元的相对失效概率亦可表达为若系统的可靠度设计指标为R sd ,则可求得系统失效率设计指标(即容许失效率)λsd 和系统失效概率设计指标分别为则系统各单元的容许失效率和容许失效概率分别为式中 分别为单元失效率和失效概率的预计值从而求得各单元分配的可靠度为 按相对失效率法为:按相对失效概率法为:1.1.3.1冗余系统可靠度分配对于具有冗余部分的串并联系统,要想把系统的可靠度指标直接分配给各个1(1,2,,)i i n i i w i n λλ===∑ 11ni i w ==∑'1(1,2,,)i i n i i Fw i n F ===∑ ln sdsd R tλ-=1sd sdF R =-1i id i sd sdn i i w λλλλλ===⋅∑'1i id i sd sd n i i FF w F F F ===⋅∑i i F λ与id R exp[]id id R t λ=-1id idR F =-单元,计算比较复杂。
通常是将每组并联单元适当组合成单个单元,并将此单个单元看成是串联系统中并联部分的一个等效单元,这样便可用上述串联系统可靠度分配方法,将系统的容许失效率或失效概率分配给各个串联单元和等效单元。
然后再确定并联部分中每个单元的容许失效率或失效概率。
如果作为代替n 个并联单元的等效单元在串联系统中分到的容许失效概率为F B ,则可得式中Fi 为第I 个并联单元的容许失效概率。
若已知各并联单元的预计失效概率,则可以取n-1个相对关系式则根据以上两式,就可求得各并联单元应该分配到的容许失效概率值Fi 。
以上就是相对失效概率法对冗余系统可靠性的分配过程。
1.1.4 AGREE 分配法该方法由美国电子设备可靠性顾问团(AGREE )提出,是一种比较完善的综合方法。
因为考虑了系统的各单元或各子系统的复杂度,重要度,工作时间以及它们与系统之间的失效关系,故又称为“按单元的复杂度及重要度的分配法”。
适用于各单元工作期间的失效率为常数的失效系统。
单元或子系统的复杂度的定义为单元中所含的重要零件、组件(其失效会引起单元失效)的数目Ni(i=1,2,…,n)与系统中重要零、组件的总数N 之比,即第i 个单元的复杂度为假定设备的寿命符合指数分布,则可靠度为 单元或子系统的重要度的定义为该单元的失效而引起的系统失效的概率。
其表示为 考虑装置的重要度之后,把系统变成一个等效的串联系统,则系统的可靠度Rs 可以表示为121nB n ii F F F F F ==⋅⋅⋅=∏ '(1,2,,)i F i n = 32111''''''21311,,,n n F F F F F F F F F F F F === (1,2,,)i iiN N i n N N ==∑ i it i R e λ-=i i i ω=由第个装置引起的系统故障率第个装置的故障总数'1ks i i R R ==∏式中上式是由重要度的定义而导致的,其中Fi 是某装置的故障概率, 是该装置的重要度,则有:对指数函数 ,反复运用这一近似式便可得分两种情况讨论: (1)等分配式经化简得到待分配装置容许失效率的分配值,用 表示,即 对于指数型装置,已知 之后可求得可靠度的分配值。
(2)考虑装置复杂度之后的分配公式 对比等分配的算式,有下式成立:对上式两边取对数得到第i 个装置分配容许失效率为这种分配法在产品设计的方案阶段中应用,此法是应用于指数型系统,考虑子系统的复杂度和重要度的一种分配方法。
总之,AGREE 法使得单元零件数量越少则分配的可靠度越高;反之分配的可靠度越低。
1.1.5拉格朗日乘子法拉格朗日乘子法是一种将约束最优化问题转换为无约束最优化问题的求优方法。
由于引进了一种待定系数—拉格朗日乘子,则可利用这种乘子将原约束最优化问题的目标函数和约束条件组合成一个称为拉格朗日函数的新目标函数,使新目标函数的无约束最优解就是原目标函数的约束最优解。