第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)1（優(yōu)選）第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)（優(yōu)選）第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)2§61系統(tǒng)與系統(tǒng)可靠性的基本概念一、系統(tǒng)的組成與類型1、系統(tǒng)由某些彼此相互協(xié)調(diào)工作的零、部件、子系統(tǒng)組成的、為了完成某一特定功能的綜合體。2、單元組成系統(tǒng)并相對(duì)獨(dú)立的機(jī)件。二、系統(tǒng)可靠性的基本概念1、系統(tǒng)的可靠性不僅與組成該系統(tǒng)各單元的可靠性有關(guān)，而且與組成該系統(tǒng)各單元的組合方式和相互匹配有關(guān)。2、系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)方法可靠性預(yù)測(cè)按照已知零件或各單元的可靠性數(shù)據(jù)，計(jì)算系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)?？煽啃苑峙浒凑找呀o定的系統(tǒng)可靠性指標(biāo)，對(duì)組成系統(tǒng)的單元進(jìn)行分配。§61系統(tǒng)與系統(tǒng)可靠性的基本概念一、系統(tǒng)的組成與類型3§62可靠性預(yù)測(cè)可靠性預(yù)測(cè)是在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行的定量的估計(jì)未來(lái)產(chǎn)品的可靠性的方法。它是運(yùn)用以往的工程經(jīng)驗(yàn)、故障數(shù)據(jù)，當(dāng)前的技術(shù)水平，尤其是以元器件、零部件的失效率作為依據(jù)，預(yù)報(bào)產(chǎn)品實(shí)際可能達(dá)到的可靠度。預(yù)測(cè)的目的1）檢驗(yàn)本設(shè)計(jì)是否滿足給定的可靠性指標(biāo)，預(yù)測(cè)產(chǎn)品的可靠度值。2）協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)參數(shù)及性能指標(biāo)，以求得合理的提高產(chǎn)品的可靠性。3）比較不同的設(shè)計(jì)方案的特點(diǎn)及可靠度，以選擇最佳設(shè)計(jì)方案。4）發(fā)現(xiàn)影響產(chǎn)品可靠性的主要因素，找出薄弱環(huán)節(jié)，以采取必要的措施，降低產(chǎn)品的失效率，提高可靠度?！?2可靠性預(yù)測(cè)可靠性預(yù)測(cè)是在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行的定量的估計(jì)未來(lái)4一、系統(tǒng)可靠性功能邏輯圖結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)中各單元之間的物理關(guān)系邏輯圖系統(tǒng)單元間的功能關(guān)系一、系統(tǒng)可靠性功能邏輯圖5例如，為了獲得足夠的電容量，常將三個(gè)電器并聯(lián)。假定選定失效模式是電容短路，則其中任何一個(gè)電容器短路都可使系統(tǒng)失敗。因此，該系統(tǒng)的原理圖是并聯(lián)，而邏輯圖應(yīng)是串聯(lián)的。c1c2c3c1c2c3可靠性框圖例如，為了獲得足夠的電容量，常將三個(gè)電器并聯(lián)。假定選定失效模6系統(tǒng)可靠度為

可靠性串聯(lián)系統(tǒng)中，可靠性最差的單元對(duì)系統(tǒng)的可靠性影響最大。

二、數(shù)學(xué)模型法1、串聯(lián)系統(tǒng)系統(tǒng)可靠度為二、數(shù)學(xué)模型法1、串聯(lián)系統(tǒng)7第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)1課件8第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)1課件9第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)1課件10非工作貯備的優(yōu)點(diǎn)是能大大提高系統(tǒng)的可靠度?？煽啃苑峙浜涂煽啃灶A(yù)測(cè)是方向相反的兩個(gè)過程3)串并聯(lián)系統(tǒng)可靠度分配5、串并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性預(yù)測(cè)例如，為了獲得足夠的電容量，常將三個(gè)電器并聯(lián)。解：R(t)=e0.邏輯圖系統(tǒng)單元間的功能關(guān)系R(t)=2e-λt-e-2λt=2e-0.4、表決系統(tǒng)的可靠性預(yù)測(cè)3、貯備系統(tǒng)的可靠性預(yù)測(cè)001×100(1+0.例：某兩臺(tái)發(fā)電機(jī)構(gòu)成旁聯(lián)模型，發(fā)電機(jī)故障率λ=0.特例：1/n—串聯(lián)系統(tǒng)該方法由美國(guó)電子設(shè)備可靠性顧問團(tuán)提出,是一種比較完善的綜合方法，因?yàn)榭紤]了系統(tǒng)的各單元或各子系統(tǒng)的復(fù)雜度、重要度、工作時(shí)間以及它們與系統(tǒng)之間的失效關(guān)系，故又稱為“按單元的復(fù)雜度及重要度的分配法”。因此，要求切換開關(guān)成功概率e-λt(1+Psλt)≥2e-λt-e-2λt非工作貯備的優(yōu)點(diǎn)是能大大提高系統(tǒng)的可靠度。11隨著單元數(shù)量的增加和單元可靠度的減小，串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度將迅速降低。在設(shè)計(jì)時(shí)，為提高串聯(lián)系統(tǒng)的可靠性，可從下列三方面考慮：(a)盡可能減少串聯(lián)單元數(shù)目(b)提高單元可靠性，降低其故障率(c)縮短工作時(shí)間隨著單元數(shù)量的增加和單元可靠度的減小，串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度將迅速122、并聯(lián)系統(tǒng)可靠性預(yù)測(cè)當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)的單元中只要有一個(gè)單元正常工作，該系統(tǒng)就能正常工作，只有全部單元均失效時(shí)系統(tǒng)才失效，這種系統(tǒng)稱為并聯(lián)系統(tǒng)，或稱為工作冗余系統(tǒng)2、并聯(lián)系統(tǒng)可靠性預(yù)測(cè)當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)的單元中只要有一個(gè)單元正常工13第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)1課件14第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)1課件15第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)1課件16相對(duì)失效率法使系統(tǒng)中各單元的容許失效率正比于該單元的預(yù)計(jì)失效率值，并根據(jù)這一原則來(lái)分配系統(tǒng)中各單元的可靠度。001h-1，切換開關(guān)成功概率0.隨著單元數(shù)量的增加和單元可靠度的減小，串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度將迅速降低。001×100)/(0.2）冗余系統(tǒng)可靠度分配5、串并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性預(yù)測(cè)二、系統(tǒng)可靠性的基本概念可靠性分配和可靠性預(yù)測(cè)是方向相反的兩個(gè)過程例：某兩臺(tái)發(fā)電機(jī)構(gòu)成旁聯(lián)模型，發(fā)電機(jī)故障率λ=0.R(t)=2e-λt-e-2λt=2e-0.適用于各單元工作期間的失效率為常數(shù)的串聯(lián)關(guān)系。001×100(1+0.可先將串并聯(lián)系統(tǒng)簡(jiǎn)化為”等效串聯(lián)系統(tǒng)”和”等效單元”,再給同級(jí)等效單元分配以相同的可靠度.適用于失效率為常數(shù)的串聯(lián)系統(tǒng)。1、系統(tǒng)的可靠性不僅與組成該系統(tǒng)各單元的可靠性有關(guān)，而且與組成該系統(tǒng)各單元的組合方式和相互匹配有關(guān)。R(t)=2e-λt-e-2λt=2e-0.001×100(1+0.特例：1/n—串聯(lián)系統(tǒng)例：某兩臺(tái)發(fā)電機(jī)構(gòu)成旁聯(lián)模型，發(fā)電機(jī)故障率λ=0.相對(duì)失效率法使系統(tǒng)中各單元的容許失效率正比于該單元的預(yù)計(jì)失效173、貯備系統(tǒng)的可靠性預(yù)測(cè)定義當(dāng)并聯(lián)系統(tǒng)中只有一個(gè)單元工作，其他單元不工作而作貯備，而當(dāng)工作單元失效,則貯備單元中的一個(gè)單元立即頂替上,將失效單元換下,也稱為冗余系統(tǒng)使系統(tǒng)工作不致中斷，若各單元的失效率相等都為λ的話，則貯備系統(tǒng)的可靠度可用泊松分布的部分求和公式計(jì)算3、貯備系統(tǒng)的可靠性預(yù)測(cè)定義當(dāng)并聯(lián)系統(tǒng)中只有一個(gè)單元工作，其18第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)1課件19第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)1課件20A——系統(tǒng)正常，A1——1單元正常，A2——2單元正常A——系統(tǒng)正常，A1——1單元正常，A2——2單元正常21非工作貯備的優(yōu)點(diǎn)是能大大提高系統(tǒng)的可靠度。其缺點(diǎn)是： （1）由于增加了故障監(jiān)測(cè)與轉(zhuǎn)換裝置而提高了系統(tǒng)的復(fù)雜度； （2）要求故障監(jiān)測(cè)與轉(zhuǎn)換裝置的可靠度非常高，否則貯備帶來(lái)的好處會(huì)被嚴(yán)重削弱。非工作貯備的優(yōu)點(diǎn)是能大大提高系統(tǒng)的可靠度。22例：某兩臺(tái)發(fā)電機(jī)構(gòu)成旁聯(lián)模型，發(fā)電機(jī)故障率λ=0.001h-1

，切換開關(guān)成功概率0.98，求運(yùn)行100小時(shí)的可靠度。解：R(t)=e0.001×100(1+0.98×0.001×100)=0.9934若兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)并聯(lián)，系統(tǒng)可靠度

R(t)=2e-λt-e-2λt=2e-0.001×100-e-2×0.001×100=0.9909若希望旁聯(lián)可靠度大于并聯(lián)，則

e-λt(1+Psλt)≥2e-λt-e-2λt

因此，要求切換開關(guān)成功概率

Ps≥(1-e-0.001×100)/(0.001×100)=0.95例：某兩臺(tái)發(fā)電機(jī)構(gòu)成旁聯(lián)模型，發(fā)電機(jī)故障率λ=0.001h234、表決系統(tǒng)的可靠性預(yù)測(cè)定義由n個(gè)單元組成的并聯(lián)系統(tǒng)，只要其中任意r個(gè)單元不失效，則系統(tǒng)就不會(huì)失效，這種系統(tǒng)稱為n中取r的表決系統(tǒng)，記為r/n系統(tǒng)。特例：1/n—串聯(lián)系統(tǒng)

n/n—并聯(lián)系統(tǒng)4、表決系統(tǒng)的可靠性預(yù)測(cè)定義由n個(gè)單元組成的并聯(lián)系統(tǒng)，只要其242、系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)方法可靠性串聯(lián)系統(tǒng)中，可靠性最差的單元對(duì)系統(tǒng)的可靠性影響最大。單元或子系統(tǒng)的復(fù)雜度定義為單元中所含的重要零件、組件的數(shù)目與系統(tǒng)中重要零、組件的總數(shù)之比。它是運(yùn)用以往的工程經(jīng)驗(yàn)、故障數(shù)據(jù)，當(dāng)前的技術(shù)水平，尤其是以元器件、零部件的失效率作為依據(jù)，預(yù)報(bào)產(chǎn)品實(shí)際可能達(dá)到的可靠度。2）體積、重量、成本等作為約束條件，要求將系統(tǒng)可靠度盡可能高的分配到各單元。3、相對(duì)失效率法和相對(duì)失效概率法可先將串并聯(lián)系統(tǒng)簡(jiǎn)化為”等效串聯(lián)系統(tǒng)”和”等效單元”,再給同級(jí)等效單元分配以相同的可靠度.A——系統(tǒng)正常，A1——1單元正常，A2——2單元正?？煽啃苑峙浜涂煽啃灶A(yù)測(cè)是方向相反的兩個(gè)過程解：R(t)=e0.2、單元組成系統(tǒng)并相對(duì)獨(dú)立的機(jī)件。隨著單元數(shù)量的增加和單元可靠度的減小，串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度將迅速降低。單元或子系統(tǒng)的重要度定義為該單元的失效引起系統(tǒng)失效的概率5、串并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性預(yù)測(cè)4、表決系統(tǒng)的可靠性預(yù)測(cè)1）串聯(lián)系統(tǒng)可靠度分配因此，該系統(tǒng)的原理圖是并聯(lián)，而邏輯圖應(yīng)是串聯(lián)的。它是運(yùn)用以往的工程經(jīng)驗(yàn)、故障數(shù)據(jù)，當(dāng)前的技術(shù)水平，尤其是以元器件、零部件的失效率作為依據(jù)，預(yù)報(bào)產(chǎn)品實(shí)際可能達(dá)到的可靠度。2）體積、重量、成本等作為約束條件，要求將系統(tǒng)可靠度盡可能高的分配到各單元。如作為代替n個(gè)并聯(lián)單元的等效單元在串聯(lián)系統(tǒng)中分到的容許失效概率為2、系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)方法25第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)1課件26其可靠性數(shù)學(xué)模型為（表決器可靠度為1，組成單元的故障率均為常值λ

）：其可靠性數(shù)學(xué)模型為（表決器可靠度為1，組成單元的故障率均為常27第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)1課件285、串并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性預(yù)測(cè)串聯(lián)與并聯(lián)組合起來(lái)的系統(tǒng)，成為串并聯(lián)系統(tǒng)計(jì)算方法將該系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為等效串聯(lián)系統(tǒng)的方法來(lái)計(jì)算該系統(tǒng)的可靠度。5、串并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性預(yù)測(cè)串聯(lián)與并聯(lián)組合起來(lái)的系統(tǒng)，成為串并29第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)1課件30三、布爾真值表法實(shí)際工作中的許多復(fù)雜系統(tǒng)，不能簡(jiǎn)化為串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)等上述典型的數(shù)學(xué)模型而加以計(jì)算，只能用分析其“正?！迸c“失效”的各種狀態(tài)的布爾真值表法來(lái)計(jì)算其可靠度，故此法又稱為狀態(tài)窮舉法。三、布爾真值表法實(shí)際工作中的許多復(fù)雜系統(tǒng)，不能簡(jiǎn)化為串聯(lián)、并31第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)1課件32第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)1課件33四、卡諾圖法四、卡諾圖法34第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)1課件35§63可靠性分配可靠性分配將工程設(shè)計(jì)規(guī)定的系統(tǒng)可靠度指標(biāo)合理的分配給組成該系統(tǒng)的各個(gè)單元，確定系統(tǒng)各組成單元的可靠定量要求，從而使整個(gè)系統(tǒng)可靠性指標(biāo)得到保證。1）以系統(tǒng)可靠度指標(biāo)為約束條件，把體積、重量、成本等系統(tǒng)參數(shù)盡可能小作為目標(biāo)函數(shù)2）體積、重量、成本等作為約束條件，要求將系統(tǒng)可靠度盡可能高的分配到各單元?？煽啃苑峙浜涂煽啃灶A(yù)測(cè)是方向相反的兩個(gè)過程常用的可靠性分配方法1、等分配法§63可靠性分配可靠性分配將工程設(shè)計(jì)規(guī)定的系統(tǒng)可靠度指標(biāo)合理36定義對(duì)系統(tǒng)中的全部單元分配以相等的可靠度的方法1）串聯(lián)系統(tǒng)可靠度分配對(duì)于串聯(lián)系統(tǒng)定義對(duì)系統(tǒng)中的全部單元分配以相等的可靠度的方法372)并聯(lián)系統(tǒng)的可靠度分配3)串并聯(lián)系統(tǒng)可靠度分配可先將串并聯(lián)系統(tǒng)簡(jiǎn)化為”等效串聯(lián)系統(tǒng)”和”等效單元”,再給同級(jí)等效單元分配以相同的可靠度.2)并聯(lián)系統(tǒng)的可靠度分配3)串并聯(lián)系統(tǒng)可靠度分配382、再分配法2、再分配法39第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)1課件40第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)1課件41例61例6142第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)1課件433、相對(duì)失效率法和相對(duì)失效概率法相對(duì)失效率法使系統(tǒng)中各單元的容許失效率正比于該單元的預(yù)計(jì)失效率值，并根據(jù)這一原則來(lái)分配系統(tǒng)中各單元的可靠度。適用于失效率為常數(shù)的串聯(lián)系統(tǒng)。相對(duì)失效概率法使系統(tǒng)中各單元的容許時(shí)效該率正比于該單元的預(yù)計(jì)失效概率的原則來(lái)分配系統(tǒng)中各單元的可靠度。3、相對(duì)失效率法和相對(duì)失效概率法相對(duì)失效率法使系統(tǒng)中各單元的44該方法由美國(guó)電子設(shè)備可靠性顧問團(tuán)提出,是一種比較完善的綜合方法，因?yàn)榭紤]了系統(tǒng)的各單元或各子系統(tǒng)的復(fù)雜度、重要度、工作時(shí)間以及它們與系統(tǒng)之間的失效關(guān)系，故又稱為“按單元的復(fù)雜度及重要度的分配法”。001×100-e-2×0.單元或子系統(tǒng)的重要度定義為該單元的失效引起系統(tǒng)失效的概率1）檢驗(yàn)本設(shè)計(jì)是否滿足給定的可靠性指標(biāo)，預(yù)測(cè)產(chǎn)品的可靠度值。適用于失效率為常數(shù)的串聯(lián)系統(tǒng)。例：某兩臺(tái)發(fā)電機(jī)構(gòu)成旁聯(lián)模型，發(fā)電機(jī)故障率λ=0.該方法由美國(guó)電子設(shè)備可靠性顧問團(tuán)提出,是一種比較完善的綜合方法，因?yàn)榭紤]了系統(tǒng)的各單元或各子系統(tǒng)的復(fù)雜度、重要度、工作時(shí)間以及它們與系統(tǒng)之間的失效關(guān)系，故又稱為“按單元的復(fù)雜度及重要度的分配法”。4、表決系統(tǒng)的可靠性預(yù)測(cè)該方法由美國(guó)電子設(shè)備可靠性顧問團(tuán)提出,是一種比較完善的綜合方法，因?yàn)榭紤]了系統(tǒng)的各單元或各子系統(tǒng)的復(fù)雜度、重要度、工作時(shí)間以及它們與系統(tǒng)之間的失效關(guān)系，故又稱為“按單元的復(fù)雜度及重要度的分配法”。定義由n個(gè)單元組成的并聯(lián)系統(tǒng)，只要其中任意r個(gè)單元不失效，則系統(tǒng)就不會(huì)失效，這種系統(tǒng)稱為n中取r的表決系統(tǒng)，記為r/n系統(tǒng)。2）冗余系統(tǒng)可靠度分配若希望旁聯(lián)可靠度大于并聯(lián)，則單元或子系統(tǒng)的復(fù)雜度定義為單元中所含的重要零件、組件的數(shù)目與系統(tǒng)中重要零、組件的總數(shù)之比。可靠性分配和可靠性預(yù)測(cè)是方向相反的兩個(gè)過程（優(yōu)選）第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)例：某兩臺(tái)發(fā)電機(jī)構(gòu)成旁聯(lián)模型，發(fā)電機(jī)故障率λ=0.001×100)/(0.1、系統(tǒng)由某些彼此相互協(xié)調(diào)工作的零、部件、子系統(tǒng)組成的、為了完成某一特定功能的綜合體。單元或子系統(tǒng)的重要度定義為該單元的失效引起系統(tǒng)失效的概率（1）由于增加了故障監(jiān)測(cè)與轉(zhuǎn)換裝置而提高了系統(tǒng)的復(fù)雜度；1）串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度分配該方法由美國(guó)電子設(shè)備可靠性顧問團(tuán)提出,是一種比較完善的綜合方45第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)1課件46例62例6247第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)1課件48第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)1課件49第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)1課件502）冗余系統(tǒng)可靠度分配通常將每組并聯(lián)單元適當(dāng)組合成單個(gè)單元，并將此單個(gè)單元看成是串聯(lián)系統(tǒng)中并聯(lián)部分的一個(gè)等效單元。如作為代替n個(gè)并聯(lián)單元的等效單元在串聯(lián)系統(tǒng)中分到的容許失效概率為2）冗余系統(tǒng)可靠度分配通常將每組并聯(lián)單元適當(dāng)組合成單個(gè)單元，51第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)1課件52第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)1課件53第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)1課件544）AGREE分配法該方法由美國(guó)電子設(shè)備可靠性顧問團(tuán)提出,是一種比較完善的綜合方法，因?yàn)榭紤]了系統(tǒng)的各單元或各子系統(tǒng)的復(fù)雜度、重要度、工作時(shí)間以及它們與系統(tǒng)之間的失效關(guān)系，故又稱為“按單元的復(fù)雜度及重要度的分配法”。適用于各單元工作期間的失效率為常數(shù)的串聯(lián)關(guān)系。單元或子系統(tǒng)的復(fù)雜度定義為單元中所含的重要零件、組件的數(shù)目與系統(tǒng)中重要零、組件的總數(shù)之比。單元或子系統(tǒng)的重要度定義為該單元的失效引起系統(tǒng)失效的概率4）AGREE分配法該方法由美國(guó)電子設(shè)備可靠性顧問團(tuán)提出,是55R(t)=2e-λt-e-2λt=2e-0.2）協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)參數(shù)及性能指標(biāo)，以求得合理的提高產(chǎn)品的可靠性。如作為代替n個(gè)并聯(lián)單元的等效單元在串聯(lián)系統(tǒng)中分到的容許失效概率為特例：1/n—串聯(lián)系統(tǒng)可靠性分配和可靠性預(yù)測(cè)是方向相反的兩個(gè)過程因此，要求切換開關(guān)成功概率可靠性分配和可靠性預(yù)測(cè)是方向相反的兩個(gè)過程因此，要求切換開關(guān)成功概率（2）要求故障監(jiān)測(cè)與轉(zhuǎn)換裝置的可靠度非常高，否則貯備帶來(lái)的好處會(huì)被嚴(yán)重削弱。通常將每組并聯(lián)單元適當(dāng)組合成單個(gè)單元，并將此單個(gè)單元看成是串聯(lián)系統(tǒng)中并聯(lián)部分的一個(gè)等效單元。二、系統(tǒng)可靠性的基本概念5、串并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性預(yù)測(cè)如作為代替n個(gè)并聯(lián)單元的等效單元在串聯(lián)系統(tǒng)中分到的容許失效概率為1）以系統(tǒng)可靠度指標(biāo)為約束條件，把體積、重量、成本等系統(tǒng)參數(shù)盡可能小作為目標(biāo)函數(shù)（1）由于增加了故障監(jiān)測(cè)與轉(zhuǎn)換裝置而提高了系統(tǒng)的復(fù)雜度；可靠性分配和可靠性預(yù)測(cè)是方向相反的兩個(gè)過程解：R(t)=e0.串聯(lián)與并聯(lián)組合起來(lái)的系統(tǒng)，成為串并聯(lián)系統(tǒng)4）發(fā)現(xiàn)影響產(chǎn)品可靠性的主要因素，找出薄弱環(huán)節(jié)，以采取必要的措施，降低產(chǎn)品的失效率，提高可靠度。R(t)=2e-λt-e-2λt=2e-0.非工作貯備的優(yōu)點(diǎn)是能大大提高系統(tǒng)的可靠度。適用于各單元工作期間的失效率為常數(shù)的串聯(lián)關(guān)系。2）冗余系統(tǒng)可靠度分配非工作貯備的優(yōu)點(diǎn)是能大大提高系統(tǒng)的可靠度。假定選定失效模式是電容短路，則其中任何一個(gè)電容器短路都可使系統(tǒng)失敗。(a)盡可能減少串聯(lián)單元數(shù)目因此，要求切換開關(guān)成功概率1、系統(tǒng)的可靠性不僅與組成該系統(tǒng)各單元的可靠性有關(guān)，而且與組成該系統(tǒng)各單元的組合方式和相互匹配有關(guān)。3)串并聯(lián)系統(tǒng)可靠度分配二、系統(tǒng)可靠性的基本概念如作為代替n個(gè)并聯(lián)單元的等效單元在串聯(lián)系統(tǒng)中分到的容許失效概率為001×100(1+0.可先將串并聯(lián)系統(tǒng)簡(jiǎn)化為”等效串聯(lián)系統(tǒng)”和”等效單元”,再給同級(jí)等效單元分配以相同的可靠度.串聯(lián)與并聯(lián)組合起來(lái)的系統(tǒng)，成為串并聯(lián)系統(tǒng)R(t)=2e-λt-e-2λt=2e-0.2）冗余系統(tǒng)可靠度分配可靠性分配和可靠性預(yù)測(cè)是方向相反的兩個(gè)過程5、串并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性預(yù)測(cè)001h-1，切換開關(guān)成功概率0.按照AGREE分配法，系統(tǒng)中第ｉ個(gè)單元分配的失效率和分配的可靠度分別為R(t)=2e-λt-e-2λt=2e-0.適用于各單元工作56第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)57（優(yōu)選）第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)（優(yōu)選）第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)58§61系統(tǒng)與系統(tǒng)可靠性的基本概念一、系統(tǒng)的組成與類型1、系統(tǒng)由某些彼此相互協(xié)調(diào)工作的零、部件、子系統(tǒng)組成的、為了完成某一特定功能的綜合體。2、單元組成系統(tǒng)并相對(duì)獨(dú)立的機(jī)件。二、系統(tǒng)可靠性的基本概念1、系統(tǒng)的可靠性不僅與組成該系統(tǒng)各單元的可靠性有關(guān)，而且與組成該系統(tǒng)各單元的組合方式和相互匹配有關(guān)。2、系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)方法可靠性預(yù)測(cè)按照已知零件或各單元的可靠性數(shù)據(jù)，計(jì)算系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)?？煽啃苑峙浒凑找呀o定的系統(tǒng)可靠性指標(biāo)，對(duì)組成系統(tǒng)的單元進(jìn)行分配?！?1系統(tǒng)與系統(tǒng)可靠性的基本概念一、系統(tǒng)的組成與類型59§62可靠性預(yù)測(cè)可靠性預(yù)測(cè)是在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行的定量的估計(jì)未來(lái)產(chǎn)品的可靠性的方法。它是運(yùn)用以往的工程經(jīng)驗(yàn)、故障數(shù)據(jù)，當(dāng)前的技術(shù)水平，尤其是以元器件、零部件的失效率作為依據(jù)，預(yù)報(bào)產(chǎn)品實(shí)際可能達(dá)到的可靠度。預(yù)測(cè)的目的1）檢驗(yàn)本設(shè)計(jì)是否滿足給定的可靠性指標(biāo)，預(yù)測(cè)產(chǎn)品的可靠度值。2）協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)參數(shù)及性能指標(biāo)，以求得合理的提高產(chǎn)品的可靠性。3）比較不同的設(shè)計(jì)方案的特點(diǎn)及可靠度，以選擇最佳設(shè)計(jì)方案。4）發(fā)現(xiàn)影響產(chǎn)品可靠性的主要因素，找出薄弱環(huán)節(jié)，以采取必要的措施，降低產(chǎn)品的失效率，提高可靠度?！?2可靠性預(yù)測(cè)可靠性預(yù)測(cè)是在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行的定量的估計(jì)未來(lái)60一、系統(tǒng)可靠性功能邏輯圖結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)中各單元之間的物理關(guān)系邏輯圖系統(tǒng)單元間的功能關(guān)系一、系統(tǒng)可靠性功能邏輯圖61例如，為了獲得足夠的電容量，常將三個(gè)電器并聯(lián)。假定選定失效模式是電容短路，則其中任何一個(gè)電容器短路都可使系統(tǒng)失敗。因此，該系統(tǒng)的原理圖是并聯(lián)，而邏輯圖應(yīng)是串聯(lián)的。c1c2c3c1c2c3可靠性框圖例如，為了獲得足夠的電容量，常將三個(gè)電器并聯(lián)。假定選定失效模62系統(tǒng)可靠度為

可靠性串聯(lián)系統(tǒng)中，可靠性最差的單元對(duì)系統(tǒng)的可靠性影響最大。

二、數(shù)學(xué)模型法1、串聯(lián)系統(tǒng)系統(tǒng)可靠度為二、數(shù)學(xué)模型法1、串聯(lián)系統(tǒng)63第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)1課件64第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)1課件65第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)1課件66非工作貯備的優(yōu)點(diǎn)是能大大提高系統(tǒng)的可靠度。可靠性分配和可靠性預(yù)測(cè)是方向相反的兩個(gè)過程3)串并聯(lián)系統(tǒng)可靠度分配5、串并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性預(yù)測(cè)例如，為了獲得足夠的電容量，常將三個(gè)電器并聯(lián)。解：R(t)=e0.邏輯圖系統(tǒng)單元間的功能關(guān)系R(t)=2e-λt-e-2λt=2e-0.4、表決系統(tǒng)的可靠性預(yù)測(cè)3、貯備系統(tǒng)的可靠性預(yù)測(cè)001×100(1+0.例：某兩臺(tái)發(fā)電機(jī)構(gòu)成旁聯(lián)模型，發(fā)電機(jī)故障率λ=0.特例：1/n—串聯(lián)系統(tǒng)該方法由美國(guó)電子設(shè)備可靠性顧問團(tuán)提出,是一種比較完善的綜合方法，因?yàn)榭紤]了系統(tǒng)的各單元或各子系統(tǒng)的復(fù)雜度、重要度、工作時(shí)間以及它們與系統(tǒng)之間的失效關(guān)系，故又稱為“按單元的復(fù)雜度及重要度的分配法”。因此，要求切換開關(guān)成功概率e-λt(1+Psλt)≥2e-λt-e-2λt非工作貯備的優(yōu)點(diǎn)是能大大提高系統(tǒng)的可靠度。67隨著單元數(shù)量的增加和單元可靠度的減小，串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度將迅速降低。在設(shè)計(jì)時(shí)，為提高串聯(lián)系統(tǒng)的可靠性，可從下列三方面考慮：(a)盡可能減少串聯(lián)單元數(shù)目(b)提高單元可靠性，降低其故障率(c)縮短工作時(shí)間隨著單元數(shù)量的增加和單元可靠度的減小，串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度將迅速682、并聯(lián)系統(tǒng)可靠性預(yù)測(cè)當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)的單元中只要有一個(gè)單元正常工作，該系統(tǒng)就能正常工作，只有全部單元均失效時(shí)系統(tǒng)才失效，這種系統(tǒng)稱為并聯(lián)系統(tǒng)，或稱為工作冗余系統(tǒng)2、并聯(lián)系統(tǒng)可靠性預(yù)測(cè)當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)的單元中只要有一個(gè)單元正常工69第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)1課件70第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)1課件71第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)1課件72相對(duì)失效率法使系統(tǒng)中各單元的容許失效率正比于該單元的預(yù)計(jì)失效率值，并根據(jù)這一原則來(lái)分配系統(tǒng)中各單元的可靠度。001h-1，切換開關(guān)成功概率0.隨著單元數(shù)量的增加和單元可靠度的減小，串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度將迅速降低。001×100)/(0.2）冗余系統(tǒng)可靠度分配5、串并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性預(yù)測(cè)二、系統(tǒng)可靠性的基本概念可靠性分配和可靠性預(yù)測(cè)是方向相反的兩個(gè)過程例：某兩臺(tái)發(fā)電機(jī)構(gòu)成旁聯(lián)模型，發(fā)電機(jī)故障率λ=0.R(t)=2e-λt-e-2λt=2e-0.適用于各單元工作期間的失效率為常數(shù)的串聯(lián)關(guān)系。001×100(1+0.可先將串并聯(lián)系統(tǒng)簡(jiǎn)化為”等效串聯(lián)系統(tǒng)”和”等效單元”,再給同級(jí)等效單元分配以相同的可靠度.適用于失效率為常數(shù)的串聯(lián)系統(tǒng)。1、系統(tǒng)的可靠性不僅與組成該系統(tǒng)各單元的可靠性有關(guān)，而且與組成該系統(tǒng)各單元的組合方式和相互匹配有關(guān)。R(t)=2e-λt-e-2λt=2e-0.001×100(1+0.特例：1/n—串聯(lián)系統(tǒng)例：某兩臺(tái)發(fā)電機(jī)構(gòu)成旁聯(lián)模型，發(fā)電機(jī)故障率λ=0.相對(duì)失效率法使系統(tǒng)中各單元的容許失效率正比于該單元的預(yù)計(jì)失效733、貯備系統(tǒng)的可靠性預(yù)測(cè)定義當(dāng)并聯(lián)系統(tǒng)中只有一個(gè)單元工作，其他單元不工作而作貯備，而當(dāng)工作單元失效,則貯備單元中的一個(gè)單元立即頂替上,將失效單元換下,也稱為冗余系統(tǒng)使系統(tǒng)工作不致中斷，若各單元的失效率相等都為λ的話，則貯備系統(tǒng)的可靠度可用泊松分布的部分求和公式計(jì)算3、貯備系統(tǒng)的可靠性預(yù)測(cè)定義當(dāng)并聯(lián)系統(tǒng)中只有一個(gè)單元工作，其74第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)1課件75第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)1課件76A——系統(tǒng)正常，A1——1單元正常，A2——2單元正常A——系統(tǒng)正常，A1——1單元正常，A2——2單元正常77非工作貯備的優(yōu)點(diǎn)是能大大提高系統(tǒng)的可靠度。其缺點(diǎn)是： （1）由于增加了故障監(jiān)測(cè)與轉(zhuǎn)換裝置而提高了系統(tǒng)的復(fù)雜度； （2）要求故障監(jiān)測(cè)與轉(zhuǎn)換裝置的可靠度非常高，否則貯備帶來(lái)的好處會(huì)被嚴(yán)重削弱。非工作貯備的優(yōu)點(diǎn)是能大大提高系統(tǒng)的可靠度。78例：某兩臺(tái)發(fā)電機(jī)構(gòu)成旁聯(lián)模型，發(fā)電機(jī)故障率λ=0.001h-1

，切換開關(guān)成功概率0.98，求運(yùn)行100小時(shí)的可靠度。解：R(t)=e0.001×100(1+0.98×0.001×100)=0.9934若兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)并聯(lián)，系統(tǒng)可靠度

R(t)=2e-λt-e-2λt=2e-0.001×100-e-2×0.001×100=0.9909若希望旁聯(lián)可靠度大于并聯(lián)，則

e-λt(1+Psλt)≥2e-λt-e-2λt

因此，要求切換開關(guān)成功概率

Ps≥(1-e-0.001×100)/(0.001×100)=0.95例：某兩臺(tái)發(fā)電機(jī)構(gòu)成旁聯(lián)模型，發(fā)電機(jī)故障率λ=0.001h794、表決系統(tǒng)的可靠性預(yù)測(cè)定義由n個(gè)單元組成的并聯(lián)系統(tǒng)，只要其中任意r個(gè)單元不失效，則系統(tǒng)就不會(huì)失效，這種系統(tǒng)稱為n中取r的表決系統(tǒng)，記為r/n系統(tǒng)。特例：1/n—串聯(lián)系統(tǒng)

n/n—并聯(lián)系統(tǒng)4、表決系統(tǒng)的可靠性預(yù)測(cè)定義由n個(gè)單元組成的并聯(lián)系統(tǒng)，只要其802、系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)方法可靠性串聯(lián)系統(tǒng)中，可靠性最差的單元對(duì)系統(tǒng)的可靠性影響最大。單元或子系統(tǒng)的復(fù)雜度定義為單元中所含的重要零件、組件的數(shù)目與系統(tǒng)中重要零、組件的總數(shù)之比。它是運(yùn)用以往的工程經(jīng)驗(yàn)、故障數(shù)據(jù)，當(dāng)前的技術(shù)水平，尤其是以元器件、零部件的失效率作為依據(jù)，預(yù)報(bào)產(chǎn)品實(shí)際可能達(dá)到的可靠度。2）體積、重量、成本等作為約束條件，要求將系統(tǒng)可靠度盡可能高的分配到各單元。3、相對(duì)失效率法和相對(duì)失效概率法可先將串并聯(lián)系統(tǒng)簡(jiǎn)化為”等效串聯(lián)系統(tǒng)”和”等效單元”,再給同級(jí)等效單元分配以相同的可靠度.A——系統(tǒng)正常，A1——1單元正常，A2——2單元正?？煽啃苑峙浜涂煽啃灶A(yù)測(cè)是方向相反的兩個(gè)過程解：R(t)=e0.2、單元組成系統(tǒng)并相對(duì)獨(dú)立的機(jī)件。隨著單元數(shù)量的增加和單元可靠度的減小，串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度將迅速降低。單元或子系統(tǒng)的重要度定義為該單元的失效引起系統(tǒng)失效的概率5、串并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性預(yù)測(cè)4、表決系統(tǒng)的可靠性預(yù)測(cè)1）串聯(lián)系統(tǒng)可靠度分配因此，該系統(tǒng)的原理圖是并聯(lián)，而邏輯圖應(yīng)是串聯(lián)的。它是運(yùn)用以往的工程經(jīng)驗(yàn)、故障數(shù)據(jù)，當(dāng)前的技術(shù)水平，尤其是以元器件、零部件的失效率作為依據(jù)，預(yù)報(bào)產(chǎn)品實(shí)際可能達(dá)到的可靠度。2）體積、重量、成本等作為約束條件，要求將系統(tǒng)可靠度盡可能高的分配到各單元。如作為代替n個(gè)并聯(lián)單元的等效單元在串聯(lián)系統(tǒng)中分到的容許失效概率為2、系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)方法81第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)1課件82其可靠性數(shù)學(xué)模型為（表決器可靠度為1，組成單元的故障率均為常值λ

）：其可靠性數(shù)學(xué)模型為（表決器可靠度為1，組成單元的故障率均為常83第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)1課件845、串并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性預(yù)測(cè)串聯(lián)與并聯(lián)組合起來(lái)的系統(tǒng)，成為串并聯(lián)系統(tǒng)計(jì)算方法將該系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為等效串聯(lián)系統(tǒng)的方法來(lái)計(jì)算該系統(tǒng)的可靠度。5、串并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性預(yù)測(cè)串聯(lián)與并聯(lián)組合起來(lái)的系統(tǒng)，成為串并85第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)1課件86三、布爾真值表法實(shí)際工作中的許多復(fù)雜系統(tǒng)，不能簡(jiǎn)化為串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)等上述典型的數(shù)學(xué)模型而加以計(jì)算，只能用分析其“正常”與“失效”的各種狀態(tài)的布爾真值表法來(lái)計(jì)算其可靠度，故此法又稱為狀態(tài)窮舉法。三、布爾真值表法實(shí)際工作中的許多復(fù)雜系統(tǒng)，不能簡(jiǎn)化為串聯(lián)、并87第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)1課件88第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)1課件89四、卡諾圖法四、卡諾圖法90第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)1課件91§63可靠性分配可靠性分配將工程設(shè)計(jì)規(guī)定的系統(tǒng)可靠度指標(biāo)合理的分配給組成該系統(tǒng)的各個(gè)單元，確定系統(tǒng)各組成單元的可靠定量要求，從而使整個(gè)系統(tǒng)可靠性指標(biāo)得到保證。1）以系統(tǒng)可靠度指標(biāo)為約束條件，把體積、重量、成本等系統(tǒng)參數(shù)盡可能小作為目標(biāo)函數(shù)2）體積、重量、成本等作為約束條件，要求將系統(tǒng)可靠度盡可能高的分配到各單元。可靠性分配和可靠性預(yù)測(cè)是方向相反的兩個(gè)過程常用的可靠性分配方法1、等分配法§63可靠性分配可靠性分配將工程設(shè)計(jì)規(guī)定的系統(tǒng)可靠度指標(biāo)合理92定義對(duì)系統(tǒng)中的全部單元分配以相等的可靠度的方法1）串聯(lián)系統(tǒng)可靠度分配對(duì)于串聯(lián)系統(tǒng)定義對(duì)系統(tǒng)中的全部單元分配以相等的可靠度的方法932)并聯(lián)系統(tǒng)的可靠度分配3)串并聯(lián)系統(tǒng)可靠度分配可先將串并聯(lián)系統(tǒng)簡(jiǎn)化為”等效串聯(lián)系統(tǒng)”和”等效單元”,再給同級(jí)等效單元分配以相同的可靠度.2)并聯(lián)系統(tǒng)的可靠度分配3)串并聯(lián)系統(tǒng)可靠度分配942、再分配法2、再分配法95第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)1課件96第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)1課件97例61例6198第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)1課件993、相對(duì)失效率法和相對(duì)失效概率法相對(duì)失效率法使系統(tǒng)中各單元的容許失效率正比于該單元的預(yù)計(jì)失效率值，并根據(jù)這一原則來(lái)分配系統(tǒng)中各單元的可靠度。適用于失效率為常數(shù)的串聯(lián)系統(tǒng)。相對(duì)失效概率法使系統(tǒng)中各單元的容許時(shí)效該率正比于該單元的預(yù)計(jì)失效概率的原則來(lái)分配系統(tǒng)中各單元的可靠度。3、相對(duì)失效率法和相對(duì)失效概率法相對(duì)失效率法使系統(tǒng)中各單元的100該方法由美國(guó)電子設(shè)備可靠性顧問團(tuán)提出,是一種比較完善的綜合方法，因?yàn)榭紤]了系統(tǒng)的各單元或各子系統(tǒng)的復(fù)雜度、重要度、工作時(shí)間以及它們與系統(tǒng)之間的失效關(guān)系，故又稱為“按單元的復(fù)雜度及重要度的分配法”。001×100-e-2×0.單元或子系統(tǒng)的重要度定義為該單元的失效引起系統(tǒng)失效的概率1）檢驗(yàn)本設(shè)計(jì)是否滿足給定的可靠性指標(biāo)，預(yù)測(cè)產(chǎn)品的可靠度值。適用于失效率為常數(shù)的串聯(lián)系統(tǒng)。例：某兩臺(tái)發(fā)電機(jī)構(gòu)成旁聯(lián)模型，發(fā)電機(jī)故障率λ=0.該方法由美國(guó)電子設(shè)備可靠性顧問團(tuán)提出,是一種比較完善的綜合方法，因?yàn)榭紤]了系統(tǒng)的各單元或各子系統(tǒng)的復(fù)雜度、重要度、工作時(shí)間以及它們與系統(tǒng)之間的失效關(guān)系，故又稱為“按單元的復(fù)雜度及重要度的分配法”。4、表決系統(tǒng)的可靠性預(yù)測(cè)該方法由美國(guó)電子設(shè)備可靠性顧問團(tuán)提出,是一種比較完善的綜合方法，因?yàn)榭紤]了系統(tǒng)的各單元或各子系統(tǒng)的復(fù)雜度、重要度、工作時(shí)間以及它們與系統(tǒng)之間的失效關(guān)系，故又稱為“按單元的復(fù)雜度及重要度的分配法”。定義由n個(gè)單元組成的并聯(lián)系統(tǒng)，只要其中任意r個(gè)單元不失效，則系統(tǒng)就不會(huì)失效，這種系統(tǒng)稱為n中取r的表決系統(tǒng)，記為r/n系統(tǒng)。2）冗余系統(tǒng)可靠度分配若希望旁聯(lián)可靠度大于并聯(lián)，則單元或子系統(tǒng)的復(fù)雜度定義為單元中所含的重要零件、組件的數(shù)目與系統(tǒng)中重要零、組件的總數(shù)之比?？煽啃苑峙浜涂煽啃灶A(yù)測(cè)是方向相反的兩個(gè)過程（優(yōu)選）第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)例：某兩臺(tái)發(fā)電機(jī)構(gòu)成旁聯(lián)模型，發(fā)電機(jī)故障率λ=0.001×100)/(0.1、系統(tǒng)由某些彼此相互協(xié)調(diào)工作的零、部件、子系統(tǒng)組成的、為了完成某一特定功能的綜合體。單元或子系統(tǒng)的重要度定義為該單元的失效引起系統(tǒng)失效的概率（1）由于增加了故障監(jiān)測(cè)與轉(zhuǎn)換裝置而提高了系統(tǒng)的復(fù)雜度；1）串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度分配該方法由美國(guó)電子設(shè)備可靠性顧問團(tuán)提出,是一種比較完善的綜合方101第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)1課件102例62例62103第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)1課件104第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)1課件105第六章系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)1課件1062）冗余系統(tǒng)可靠度分配通常將每組并聯(lián)單元