第四章_可靠性预计和分配

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。

【独家专栏】数控机床可靠性技术专题六：可靠性预计与分配技术可靠性预计与分配技术可靠性预计与分配是可靠性设计的重要技术方法，通过可靠性分配可以将整机的可靠度分配到各个零部件，得到满足整机可靠性的零部件可靠度;通过可靠性预计可以从零部件的可靠度预测得到整机的可靠度。

可靠性预计和分配的结果也可以为设计方案优化、设计过程控制、进行可靠性试验等提供重要的依据。

在产品设计阶段，可靠性预计和可靠性分配相辅相成，相互支撑。

可靠性预计是自下而上地预测产品各层次的可靠性指标，判断整机和各部分的设计方案是否满足分配的可靠性要求。

可靠性分配则是指将整机可靠性指标自上而下逐级地分配到产品的各个部件甚至关键零件，借此落实相应层次的可靠性要求，并使整体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“可靠性过剩”而带来的浪费。

只有各层次的可靠性均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，则能发现其可靠性的薄弱环节、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可靠性指标要求为止。

到目前为止，国内外学者已经对数控机床的可靠性预计和可靠性分配技术进行了大量的研究。

韩国工业技术研究所的Lee等人对无心磨床进行了可靠性预计。

Zenkin提出了在设计阶段的数控机床可靠性预计方法，主要对故障时间、每工作1000 h的平均修复时间、第一次大修时间等参数进行了预计。

张宏斌提出了数控机床可靠性分配的模糊决策法，在分配过程中通过模糊计算的方法能将一些不确定因素也考虑进来。

杜丽采用模糊综合评判和相似比例法相结合的综合方法对发动机产品进行了可靠性分配。

彭宝华针对可靠性影响因素中一些因素只能定性衡量的问题，提出了复杂系统可靠性分配的层次分析法，并结合实例进行了可靠性分配。

1?可靠性预计与分配的假设条件一般机电产品都非常复杂，为简化操作起见，一般需要确定一些假设条件。

在对数控机床产品进行可靠性预计和分配时，设定如下假设条件：(1)产品及所有组成单元只有故障与正常两种状态，而没有中间状态;(2)各单元是相互独立的，即某一单元的正常或故障不会对另一单元的正常或故障产生影响;(3)当有充分证据证明某零部件的可靠性水平很高时，可以在可靠性模型中将其忽略;(4)当软件可靠性没有纳入产品可靠性模型时，应假设整个系统软件是完全可靠的;(5)产品的所有输入在规定的要求之内，即不考虑由于输入错误而引起产品故障的情况;(6)整机中的部件不同时失效，机器运行时间、机器故障时间和维修时间服从参数为μi、fi和ri的指数分布，且各随机变量相互独立;(7)任一组成部件的故障将导致整个产品的故障。

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。