预测可靠性模型公式_《可靠性设计》——可靠性预计与分配

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在设计产品时、要进行 系统的可靠性设计和可靠性分析 ，以使所设计的产品能保证达到规定的可靠性指标，因此要进行可靠性预计和可靠性分配，而同时预计又是分配的基础。

可靠性预计 :

为了估计产品在给定工作条件下的可靠性而进行的工作。运用以往的工程经验、故障数据、当前的技术水平，以元器件、零部件的失效率作为依据，预报产品(元器件、零部件、子系统或系统)实际可能达到的可靠度。是一个由局部到整体、由小到大、由下到上的过程，是一个综合的过程。

可靠性预计目的

(1)检验所做设计是否能满足给定的可靠性目标，预测产品的可靠度值；

(2)在方案论证阶段，通过可靠性预计，根据预计结果的相对性进行方案比较，选择最优方案；

(3)综合设计参数及性能指标要求，以达到合理提高产品可靠性的目的；

(4)发现影响产品可靠性的主要因素，找出薄弱环节以采取必要的措施，降低产品的失效率．提高其可靠度；

(5)为可靠性增长试验、验证试验及费用核算等方面的研究提供依据；

(6)可靠性预计为可靠性分配基础。

可靠性预计方法

（1）性能参数法

在统计相似系统的性能参数与可靠性关系的基础上，进行回归分析，得出一些经验公式及系数，以便在方案论证及初步设计阶段，根据初步确定的系统性能及结构参数预计系统可靠性。

（2）系统基本可靠性预计的数学模型

基本可靠性模型为串联模型 。设系统各组成单元之间相互独立，则有

（3）相似设备法

用相似设备法获得的经验来进行可靠性预计：将被评估的新产品与以往类似产品进行比较，将旧设备(产品)暴露出来的缺点作为新产品改进的重点。由于系统可靠性与其内部缺陷密切相关；从旧产品上可以获得产品失效率与其内部缺陷之间的关系系数k，计算新产品的失效率。

（4）相似电路法

若已知新老系统的电路相似，已知老系统各种电路的失效率和新系统的各种电路数，则可按经验公式估计新系统的失效率。

（5）失效率预计法

当研制工作进展到详细设计阶段，已有了产品原理图和结构图，选出了元部件，已知它们的类型、数量、使用环境及应力，并已具有实验室常温条件测得的失效率时，可采用失效率预计法。

可靠性分配

可靠性分配： 把系统的可靠性指标按一定的方法合理地分配给分系统、设备、零部件(或元器件)的全过程 。

可靠性分配目的

(1)通过可靠性分配，合理地确定系统中每个单元的可靠度指标，以便在单元设计、制造、试验、验收时切实地加以保证，反过来又将促进设计、制造、试验、验收方法和技术的改进和提高。
(2)通过可靠性分配，帮助设计者了解零件、单元(子系统)、系统(整体)间的可靠性的相互关系，减少盲目性，明确设计的基本问题。
(3)通过可靠性分配，使设计者更加全面地权衡系统的性能、功能、费用及有效性等与时间的关系，以获得合理的系统设计，提高产品的设计质量。
(4)通过可靠性分配，使系统所获得的可靠度值比分配前更加切合实际，可节省制造的时间及费用。

可靠性分配的原则

(1) 技术水平 对技术成熟的单元，能够保证实现较高的可靠性，预期投入使用时可靠性可增长到较高水平，则可分配给较高的可靠度。
(2) 复杂程度 考虑分机、部件的复杂程度，越复杂分配的可靠度指标应越低。
(3) 重要程度 对重要的单元，失效将会产生严重的后果，单元的失效常会导致全系统的失效，则应分配给较高的可靠度。
(4) 任务情况 整个任务时间内，连续工作、工作条件恶劣、难以保证很高可靠性的单元，应分配给较低的可靠度。

无约束条件的系统可靠性分配方法

1，等分配法

设计初期，产品定义并不十分清晰时，采用的最简单的分配方法，系统中全部单元分配以相等的可靠度的方法

(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、制造成本时，则用等分配法分配系统各单元的可靠度。

(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)，而选用已有的单元不能满足要求时，则可选用n个相同单元的并联系统。

(3)串并联系统可靠度分配

利用等分配法对串并联系统进行可靠性分配时，可先将 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。

例如，对于下图(a)所示的串并联系统进行两步化简后，则可先从图(c)所示的最后的等效串联

系统开始按等分配法对各单元分配可靠度：

2 比例分配法

本法适用范围：新设计系统与原有系统基本相同，已知原有系统各单元不可靠度预测值Fi或失效率预测值，但对新设计的系统规定了新的可靠性要求；或者根据已掌握的可靠性资料，己能预测得新设计系统各单元的Fi或λi，但未满足新设计系统可靠性要求。

(1) 串联系统

(2) 并联系统

(3) 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单元,计算比较复杂。 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的一个等效单元，用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；再确定并联部分中每个单元的容许失效率或失效概率。