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可靠性分配(设备可靠性教程05)参考幻灯片

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可靠性基础知识介绍ppt课件

可靠性基础知识介绍ppt课件

低故障率的元器件，常以10 9 /h为故障的单位，
读为菲特（Fit）。如果产品故障服从指数分布
时，产品的故障率λ为常数，此时可靠度为：
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23
一个由若干组成部分构成的复杂产品，不论组 成部分的故障是什么分布，只要在故障后即予 维修，且修后如新，则产品的故障分布就近似 为指数分布。 指数分布因其简单而得到较广泛的应用。常见 的分布形式还有威布尔分布、对数正态分布等。 R(t)、F(t)、f(T)之间的关系如下图所示：
33
例：某产品使用了1810h，其间发生3次故障， 第1次故障时间3h，第2次故障时间8h，第3 次故障时间2h，计算该产品平均修复时间是 多少？
382
=
=4.33/h
3
平均修复时间MTTR，是度量产品维修性的重 要指标。
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34
8、贮存寿命 产品在规定条件下存储时，仍能满足规定质量 要求的时间长度，称为贮存寿命。产品出厂后 即使不工作，在规定的条件下存贮，产品也有 一个非工作状态的偶然故障率，非工作的偶然 故障率比工作故障率小的多，但贮存产品的可 靠性也在不断下降，因此，储存寿命是度量产 品存储可靠性的一个不可忽视的度量参数。
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24
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25
5、平均失效（故障）前时间MTTF
设No个不可修复的产品，在同样的条件下进行
试验，测得其全部失效的时间为
平均
失效前的时间为：
对于不可修复的产品，产品失效前的工作时间， 就是产品的寿命时间。MTTF时间即为产品的平 均寿命时间。当产品服从指数分布时，则：
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10
0
0
110
1
0
2 0～400

可靠性工程基础知识 ppt课件

可靠性工程基础知识 ppt课件
可靠性预测 受物理规律制约，相对容易
开发或升级后失效率随时间 单调下降 可靠性基本不受影响
无法由物理知识预测
冗余设计
故障处理的一般手段，适当 冗余可以提高可靠性，大量 冗余受共因因素影响
采用冗余设计应保证冗余软 件的高度独立性，否则无助 于可靠性提高
-12- ppt课件
12
基本概念（续）
测试期
稳定期
ppt课件
14
目录
一．基本概念 二．可靠性工程发展历史 三．可靠性分析方法 四．可靠性分配方法 五．结语
ppt课件
15
可靠性工程发展历史
开始萌芽期（20世纪30～40 年代） 可靠性概念初步形成，这一阶段的活动主要集中在德国和 美国。1943年美国成立了电子管研究委员会专门研究电子 管的可靠性问题。
➢ 质量管理更多考虑“今天质量”，可靠性侧重于考虑“明 天的质量”。质量概念没有考虑时间因素，控制的是产品 出厂时是否合格以及质保期内故障情况，对于质保期之后 发生故障不能保证，可靠性问题关注产品的寿命、疲劳、 老化。
➢ 质量管理和可靠性管理虽有侧重点或一些不同，但两者都
是提高产品质量的重要手段，都是不可缺少的。
➢难以平衡多个制约条件
➢如何从系统级分配到设备级
➢对于PSA模型中没有模化的 设备怎么办
➢分配结果有说服力
ppt课件
22
可靠性分析方法（续）
故障树分析法示例
ppt课件
23
可靠性分析方法（续）
GO法的一般分析流程为：
定义系统
首先定义系统来确定系统的功能和系统 所包含的部件并给出系统的结构图，之后确
确定边界
定系统边界，也就是确定系统的输入、输出 以及与其他系统的接口，而后确定成功准则，

可靠性分配-PPT课件

可靠性分配-PPT课件
* * K i i 新 S 新

Company LOGO
比例组合法
要求设计一种飞机，在5h的飞行任务时间内可 靠度为0.9。根据这种类型飞机各分系统故障百分比的 统计资料，将指标分配给各分系统。

序号
1 2 3 4 … 13 14
* S 新 * ln R ln 0 . 9 S 0 . 021072 5 5

Company LOGO

Company LOGO
可靠性分配
可靠性分配概念 可靠性分配的目的、用途、分类 可靠性分配的程序 可靠性分配的原理与准则 可靠性分配的方法 可靠性分配的注意事项

Company LOGO
可靠性分配的目的、用途、分类
例2
分系统名称
机身与货舱 起落架 操纵系统 动力装置 … 通讯、导航 其他各项 总计
按历史资料占飞机 新飞机分系统分 分配给分系统的 故障数的百分比 配的故障率 (1/h) 可靠度指标 12.0 0.002529 0.9874 7.0 0.001475 0.9927 5.0 0.001054 0.9947 26.0 0.005479 0.9930 … … … 5.0 0.001054 0.9947 5.0 0.001054 0.9947 100.0 0.021072 ≈0.90
例1

Company LOGO
比例组合法
比例组合法原理
–一个新设计的系统与老的系统非常相似，也就是组 成系统的各单元类型相同。 –对这个新系统只是提出新的可靠性要求。 可以根据老系统中各单元的故障率，按新系统可靠 性的要求，给新系统的各单元分配故障率。 i老 * * i新 S新 S老 如果有老系统中各分系统故障数占系统故障数百分 比的统计资料，可以按下式进行分配

系统可靠性预计与指标分配幻灯片PPT

系统可靠性预计与指标分配幻灯片PPT

研制阶段 目标值
研制阶段 门限值
2021/5/25
设计 定型
生产 定型
批生产
可靠性设计
大量部署 和使用
23
可靠性参数值时序图
论证阶段
方案阶段
工程研制阶段
生产阶段
使用阶段
目标值
目标值 (协调)
预计值
目标值
门限值
门限值 (协调)
规定值 最低可接受值
研制结束 门限值
研制结束 最低可接受值
设计值 增长计划
2021/5/25
可靠性设计
9
可靠性设计准则
作用
可靠性设计准则是进行可靠性定性设计的重 要依据。 贯彻可靠性设计准则可以提高产品的固有可 靠性。 可靠性设计准则是把可靠性设计和性能设计 有机结合的有效方法。 可靠性设计准则是一个单位产品设计经验的 总结与升华。
2021/5/25
可靠性设计
10
可靠性设计准则
15
可靠性定量要求
分类
基本可靠性要求
基本可靠性反映了产品对维修人力费用和后勤保 障资源的需求。 确定基本可靠性指标时应统计产品的所有寿命单 位和所有的故障。
任务可靠性要求
任务可靠性是产品在规定的任务剖面中完成规定 功能的能力。 确定任务可靠性指标时仅考虑在任务期间那些影 响任务完成的故障(即致命性故障)。
2021/5/25
可靠性设计
6
可靠性定性要求
可靠性定性要求概念
用一种非量化的形式来设计、评价和保证产 品的可靠性，对数值无确切要求。 在定量化设计分析缺乏大量数据支持的情况 下，提出定性设计分析要求并加以实现更为 重要。
可靠性定性要求分类
定性设计要求 定性分析要求

系统的可靠性与可靠度分析解析ppt课件

系统的可靠性与可靠度分析解析ppt课件

A1 原料1
R11
R121 R122
R13
A2 原料2
R21
R22
R231 R232
A1 原料1
R11
R12
R13
A2 原料2
R21
R22
R23
R41 R3
R42
R3
R4
产品 产品
原料
R1
R2
R3
R4
产品
求取全流程可靠度Rsys
n
R并sys 1 (1 Rj ) j 1
解：Rsys=ΠRj=R1R2R3R4
急性硫化氢中毒作业系统统计
序号
作业系统
1
巡检/操作
2
检修
3
吹扫/清油
4
装瓶
5
管线脱水
6
排污
7
检尺
8
其它
构成比（%） 23.13 17.16 14.18 11.94 11.19 8.2 6.72 7.46
目前已确认的主要职业致癌物及生产过程
致癌物 4-氨基联苯 砷及其化合物
石棉
苯 联苯胺 铍及其化合物 N-N-双（2-氯乙基）-2-萘氨 氯甲甲醚，双氯甲醚 镉及其化合物
化工系统一般是有序的串联结构形式。为了确保系统有较高的 可靠性，由上述分析式可见，在工艺流程的设计上应力求设备 少，流程简单，单个设备的可靠度高；并应考虑在可靠性低的 卡脖环节考虑配置并联设备，如果由经济合理性上进行分析， 经济合理时应予以并联备用设备。这是化工系统过程设计可靠 性设计的一般原则。
生产框图及等效图
紫外线辐射 氯乙烯 木尘
肺 皮肤、阴囊、肺、膀胱
皮肤、阴囊、肺、膀胱 血液
皮肤、阴囊、肺 肺

可靠性(详细全面)精品PPT课件

可靠性(详细全面)精品PPT课件

产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的概率。
记为：R(ｔ)
即：R(ｔ)=P{Ｔ>ｔ}
其中：T为产品的寿命；ｔ为规定的时间； 事件{Ｔ>ｔ}有下列三个含义：
产品在时间ｔ内完成规定的功能；
产品在时间ｔ内无故障；
产品的寿命Ｔ大于ｔ。
若有N个相同的产品同时投入试验，经历时间ｔ后有n(t)件产品
机械可靠性设计是常规设计方法的进一步发展和深化，它更为科学 地计及了各设计变量之间的关系，是高等机械设计重要的内容之一。
三、可靠性工作的意义
绪论
可靠性是产品质量的一项重要指标。
重要关键产品的可靠性问题突出，如航空航天产品；
量大面广的产品，可靠性与经济性密切相关，如洗衣机等；
高可靠性的产品，市场的竞争力强；
绪论
可靠性是涉及多种科学技术的新兴交叉学科，涉及数学、失效物理学、 设计方法与方法学、实验技术、人机工程、环境工程、维修技术、生产管 理、计算机技术等；
可靠性工作周期长、耗资大，非几个人、某一个部门可以做好的，需 全行业通力协作、长期工作；
目前，可靠性理论不尽成熟，基础差、需发展。 与其他产品相比机械产品的可靠性技术有以下特点：
因设计安全系数较大而掩盖了矛盾，机械可靠性技术落后；
机械产品的失效形式多，可靠性问题复杂；
机械产品的实验周期长、耗资大、实验结果的可参考性差；
机械系统的逻辑关系不清晰，串、并联关系容易混淆；
一、可靠性定义与指标
可靠性设计基础
１、可靠性定义
可靠性：(Reliability) 产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。
但在近些年，可靠性工作有些升温，这次升温的动力主要来源于企业对 产品质量的重视，比较理智。

N06-系统可靠性分配方法.ppt [兼容模式]


可靠性分配的原则
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Rs分配给各i单元Ri,当Fs很小 时可将不可靠度Fs分配给各i单元Fi,或者将 系统的失效率λa分配给各i单元λi。
可靠性分配的方法
等分配法 再分配法 相对失效率分配法 按复杂度和重要度分配 动态规划分配法
1）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
式中：R--系统要求的可靠度 Ri--第i单元分配的可靠度 n--串联单元数
1）等分配法
b.并联系统
Ei——单元i的重要度。
复杂度和重要度分配方法应用实例：
一个四单元的串联系统，要求在连续工 作48h期间的系统可靠度为0.96，而单元1， 单元2的重要度为E1=E2=1；单元3工作时间 10h,重要度为E3=0.90;单元4的工作时间为 12h,重要度E4=0.85，问怎样分配系统的可靠 度？（已知各种零件组数分别为10，20，40， 50）
若规定的系统可靠度，表示预计值已满足规
定的要求，各单元即可分配给规定的可靠度值。 反之，若表示预计值未满足规定的要求需改进 单元可靠度指标，即按规定的Rs指标进行再分 配。由于提高低可靠度单元的效果显著而且常 较容易，因此只将低可靠度的单元按等分配法 进行再分配。为此先将各预计值由小到大次序 编号，则有:
式中 F--系统要求的不可靠度 Fi--第i单元分配的不可靠度 Rs--系统要求的可靠度 n--并联单元数
1）等分配法

《可靠性分配》课件

03 提高客户满意度
可靠性高的产品能够提高客户的满意度和忠诚度 ，从而增加企业的市场份额和竞争力。
可靠性分配的历史与发展
早期发展
早期的可靠性分配方法比较简单，主 要依靠工程经验和判断。
当前趋势
目前，可靠性分配已经成为产品设计 阶段的重要环节，许多专业软件工具 被开发出来，用于辅助进行可靠性分
配。
进一步发展
多目标问题
总结词
可靠性分配往往是一个多目标问题，需要同时考虑多个相互冲突的目标，如可靠性、成 本、时间等。
详细描述
在可靠性分配中，我们通常需要考虑多个目标，如设备的可靠性、成本、响应时间等。 这些目标之间可能存在冲突，例如提高设备的可靠性可能会导致成本增加或响应时间延 长。因此，我们需要采用多目标优化方法，综合考虑各个目标，找到最优的可靠性分配
靠性。
可靠性分配的方法包括比例法、评分法、工程判 03 断法等，具体方法的选择应根据实际情况和需求
来确定。
可靠性分配的重要性
01 提高产品质量
通过可靠性分配，可以确保各个组成部分的可靠 性，从而提高整个产品的质量。
02 降低维修成本
通过合理的可靠性分配，可以减少维修和更换部 件的频率，从而降低维修成本。
模型误差
总结词
模型误差是指模型预测结果与实际结果 之间的差异。在可靠性分配中，模型误 差可能导致不准确的可靠性预测。
VS
详细描述
模型的建立基于一定的假设和简化条件， 这可能导致模型无法完全准确地反映实际 情况。此外，模型的参数和变量也可能存 在误差或不确定性，进一步影响模型的预 测准确性。为了减小模型误差，可以采用 更复杂的模型、增加数据量、提高数据质 量等方法。
个设备的性能和寿命。

可靠性分配及概率计算PPT课件


3.0 1.0 76.0 46.0 30.0 26.0 4.0 1.0 3.0 67.0 256.0
.
2.3 0.78 59.0 36.0 23.0 20.0 3.1 0.78 2.3 52.0 199.26
8
比率组合分配法
.
9
初步设计阶段
专家评分分配方法，不仅考虑各 分系统的重要度、复杂度，还考 虑环境因素、维修性、技术改进 潜力等
把原来可 靠度较低 的分系统 的可靠度 都提高某 个值，而 对于原来 可靠度较 高的分系 统法可靠 度仍保持 不变。
.
13
拉格朗日乘子法
.
14
拉格朗日乘子法
.
15
动态规划法
思路：
.
16
动态规划法
解：Sij 表示对第i个系统选择 j 个设备 Si 包含了第i个设备所有可能的情况。 S（i，j），Si的值都是前面代表可靠性，后面代表价格。 支配：花了更多的钱，可靠性反而低，可以删除。
S11 = { (0 .9 , 30) } S12 = {( 0 .99 , 60) } 得S1 = { (0 .9 , 30) , ( 0 .99 , 60) } 由S21 = { (0 .72 , 45 ) , (0 .792 , 75) } S22 = {( 0 .864 , 60 )} S23 = {( 0 .8928 , 75) } 得S2 = { (0 .72 , 45 ) , (0 .864 , 60) , ( 0 .8928 , 75) } 注意: S22中已删去了由(0 .99 , 60 )所得到的序偶( 0 .9504 , 90) 。因为这只剩下15 元, 不足以让m3 = 1。 说明: 归并时由于( 0 .792 , 75 )受( 0 .864 , 60 )支配, 故舍去。 由 S31= { (0 .36 , 65 ) , (0 .432 , 80) , ( 0 .4464 , 95) }，S32= { (0 .54 , 85 ) , (0 .648 , 100 )} S33= { (0 .63 , 105) } 得S3 = { (0 .36 , 65 ) , (0 , 432 , 80) , ( 0 .54 , 85) , ( 0 .648 , 100) } 最优设计有0 .648 的可靠性, 需用资金100 元。 求出m1 = 1 , m2= 2 , m3 = 2 。

05第五章 可靠性分配


•
可靠性目标 调研
确 定 可 靠 性 指 标 和 设 计 准 则
系统可靠性指标 分配给分系统
比 较
系统可靠性预计
分系统可靠性预计
可靠性 维修性 安全性 保障性 评估
更 改
分配给设备
设备可靠性预计 单元可靠性预计
技术条件
设 计
可靠性、维修性、安 全性和保障性分析
系统可靠性分配的目的和用途
• 目的是使各级设计人员明确其可靠性设计要求， 根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办法。 • 根据系统设计任务书中规定的可靠性指标，按一 定的方法分配给组成系统的分系统、设备和元器 件，并写入与之相对应的设计任务书。如同性能 指标一样，可靠性指标是设计人员在可靠性方面 的一个设计目标。
第五章 可靠性分配
5.1 概述 5.2 可靠性分配的准则 5.3 典型系统常用的可靠性分配方法
5.3.1 串联系统的可靠性分配 5.3.2 并联系统的可靠性分配
5.4 可靠性分配注意事项
5.1 概述 1.可靠性分配概念
• 系统可靠性分配就是将使用方提出的，在系 统设计任务书(或合同)中规定的可靠性指标， 从上而下，由大到小，以整体到局部，逐步 分解，分配到各分系统，设备和元器件。
分系 统评 分系 数 Ci
0.480 0.384
分系统的故 分系 障率 统可 靠度 λi*/10-5 h-1 Ri
12.64 10.11 0.951 0.960
燃油系统 10
滑油系统
6
3
4 5
防喘系统
供气防水 点火系统
5
4 4 _
4
4 2 _
4
4 2 _
7
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2、并联系统可靠度分配
适用情况：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。
Rs 1（1Ri） n R i 1 （ 1 R s ） 1 /n ,i 1 ,2 , ,n
R s ——系统的可靠度
R i ——各单元分配的可靠度
07.10.2020
07.10.2020
14
相对失效率法与相对失效概率法
各单元的相对失效率则为
显然有
wi
i
n
(i 1,2,,n)
i
i1
n
wi 1
i 1
各单元的相对失效概率亦可表达为
wi'
Fi
n
(i 1,2,,n)
Fi
07.10.2020
i1
15
相对失效率法与相对失效概率法
若系统的可靠度设计指标为Rsd，则可求得系统失效率设 计指标（即容许失效率）sd和系统失效概率设计指标分 别为
单元的可靠度预测值为 R ˆ1， R ˆ2， ， R ˆn ，则系统的可靠
度预测值为
n
RˆS Rˆi i 1
将各单元的可靠度预测值按由小到大的次序排列，则有
R ˆ 1 R ˆ 2 R ˆ m R ˆ m 1 R ˆ n
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8
再分配法
令 R 1 R 2 R m R 0
因此，分配有效，再分配的结果为
R 1 R 2 0 .9,8 R 3 5 R ˆ 3 0 .9,8 R 4 5 R ˆ 4 6 0 .999
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11
相对失效率法与相对失效概率法
定义
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。
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3
基本概念
可靠性分配的系统原则和前提
可靠性分配的本质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。
07.10.2020
4
等分配法
可靠性分配
潘尔顺 副教授 上海交通大学 工业工程与管理系
07.10.2020
1
主要内容
基本概念 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
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2
基本概念
可靠性分配的定义
可靠性分配（Reliability Allocation）是指 将工程设计规定的系统可靠度指标合理地分配给 组成系统的各个单元，确定系统各组成单元（总 成、分总成、组件、零件）的可靠性定量要求， 从而使整个系统可靠性指标得到保证。
并找出m值使
Rˆm R0 [
RS
n
]Rˆm1
Rˆi
im1
则单元可靠度的再分配可按下式进行
R1 R2 Rm [
RS
n
]1/m
Rˆi
im1
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R m 1 R ˆ m 1 ,R m 2 R ˆ m 2 , ,R n R ˆ n 9
再分配法
例——设串联系统4个单元的可靠度预测值由小到大的排 列为
分布则有： e 1 t e 2 t e n t e S t
所以 1 t 2 t i t n t S t
或
n
i S
i 1
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13
相对失效率法与相对失效概率法
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。
6
等分配法
3、串并联系统可靠度分配
做法：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。
2
1
3
4
R3
R4
R1/2 S3 4
1
1R 2R S341 （ 1R S23 ） 1 4/2
R1RS2
R1/2
34
S
7
再分配法
如果已知串联系统（或串并联系统的等效串联系统）各
R ˆ 1 0 .9, 5 R ˆ 2 0 0 .9 7 , 5 R ˆ 3 7 0 .9 0 , 8 R ˆ 4 5 0 .9 6 99 若想设计规定串联系统的可靠度 RS 0.9560
试进行可靠度再分配。 解
由于系统的可靠性预测值 RˆS 0.8965不能满足设计指
标，因此需要提高单元的可靠度，并进行可靠性再分配。
1、串联系统可靠度分配
适用情况：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。
n
Rs Ri Rin i1
R i （ R s ） 1 /n ,i 1 ,2 , ,n
R s ——系统的可靠度
R i ——各单元分配的可靠度
07.10.2020
5
等分配法
07.10.2020
10
再分配法
设m=1,则
R 0 [R ˆ2 R R ˆS 3 R ˆ4 ]1 /1 [0 .95 0 0 ..9 9 75 8 0 0 .9 6 59 0 6 ]1 1 9 .08 1 R ˆ3 2
因此需另设m值。设m=2，则有
R 0[R ˆR 3R S ˆ4]1/2[0.90 8 .9 5 0 5 .9669]0 1/9 28 0.9850 R ˆ2 0 .95 R 7 0 0 0 .98 R ˆ5 3 0 0 .9856
sd
ln Rsd t
Fsd 1Rsd
则系统各单元的容许失效率和容许失效概率分别为
id wisd
相对失效率法和相对失效概率法统称为“比例分配法”
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相对失效率法与相对失效概率法
1、串联系统可靠度分配
特点：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，
i为第i各单元的预计失效率（i=1,2,…,n）, s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