可靠性设计基础-1可靠性模型-勾.ppt

《可靠性设计基础-1可靠性模型-勾.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《可靠性设计基础-1可靠性模型-勾.ppt（31页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、参数体系和系统可靠性模型参数体系和系统可靠性模型教学要求教学要求 了解参数体系；了解参数体系；掌握系统可靠性模型的建立方法。掌握系统可靠性模型的建立方法。1 参数体系参数体系 分类分类 基本可靠性和任务可靠性基本可靠性和任务可靠性 基本可靠性：产品在规定的条件下，无故障的持续时间或概率。基本可靠性：产品在规定的条件下，无故障的持续时间或概率。任务可靠性：产品在规定的任务剖面中完成规定功能的能力。任务可靠性：产品在规定的任务剖面中完成规定功能的能力。反映对维修人力费用和后勤保障资源的要求。反映对维修人力费用和后勤保障资源的要求。平均故障间隔时间平均故障间隔时间 平均维修间隔时间平均维修间隔时间平

2、均故障间隔飞行小时数平均故障间隔飞行小时数平均拆卸间隔时间平均拆卸间隔时间致命故障间的任务时间致命故障间的任务时间可靠度可靠度完成任务的成功概率完成任务的成功概率1 参数体系参数体系反映目标反映目标 反映目反映目标标说说明明示例示例战备战备完好性完好性接到命令接到命令时时，实实施作施作战计战计划的能力划的能力任任务务成功性成功性在任在任务务剖面内，任意剖面内，任意时时刻能刻能够够完成完成规规定功定功能的能力能的能力维维修人力修人力费费用用需要需要维维修人力的修人力的频频度度与多寡与多寡保障保障资资源源费费用用对备对备件、件、维维修工具、修工具、维维修修设备设备等的要求等的要求1 参数体系参数体

3、系使用参数和合同参数使用参数和合同参数 使用参数：计划使用和保障环境的可靠性要求。用使用参数：计划使用和保障环境的可靠性要求。用户角度。户角度。合同参数：合同中易考核的度量的可靠性要求。制合同参数：合同中易考核的度量的可靠性要求。制造方角度。造方角度。1 参数体系参数体系常用可靠性参数常用可靠性参数、发发射可靠度、射可靠度、飞飞行可靠度行可靠度、基本可靠性基本可靠性参数参数任任务务可靠性可靠性参数参数军军用用飞飞机机、发动发动机空中机空中停停车车率、率、发发动动机基本空机基本空中停中停车车率率导弹导弹贮贮存可靠度存可靠度卫卫星星贮贮存可靠度存可靠度任任务务可靠度、可靠度、在在轨轨工作可工作可靠

4、度、返回靠度、返回可靠度可靠度1 参数体系参数体系参数间相关性参数间相关性 1 参数体系参数体系指标特点指标特点 综合性、相关性、阶段性综合性、相关性、阶段性2 系统可靠性模型建立系统可靠性模型建立 系统与单元。系统与单元。功能框图：系统与单元间功能关系。功能框图：系统与单元间功能关系。可靠性模型：系统与单元间的故障逻辑关可靠性模型：系统与单元间的故障逻辑关系。（可靠性框图）系。（可靠性框图）2 系统可靠性模型建立系统可靠性模型建立 基本可靠性模型：串联，使用费用。基本可靠性模型：串联，使用费用。任务可靠性模型：冗余，任务成功。任务可靠性模型：冗余，任务成功。原理图原理图 功能为导通时的可靠性

5、框图功能为导通时的可靠性框图 功能为断开时的可靠性框图功能为断开时的可靠性框图 2 系统可靠性模型建立系统可靠性模型建立程序程序 功能分析：功能分析：确定任务和功能确定任务和功能确定工作模式确定工作模式 故障定义：故障定义：规定性能参数及范围规定性能参数及范围确定物理界限与功能接口确定物理界限与功能接口确定故障判据确定故障判据 时间及环境条件分析时间及环境条件分析确定寿命剖面及任务剖面确定寿命剖面及任务剖面2 系统可靠性模型建立系统可靠性模型建立建立框图：建立框图：明确建模任务及限制条件明确建模任务及限制条件建立框图建立框图确定未列入模型的单元确定未列入模型的单元建立数学模型建立数学模型3 典

6、型可靠性模型典型可靠性模型 典型可靠性模型典型可靠性模型 3 典型可靠性模型典型可靠性模型 假设：假设：只有故障与正常两种状态；只有故障与正常两种状态；单元故障概率相互独立；单元故障概率相互独立；输入都在规定范围之内；输入都在规定范围之内；没有考虑软件时，软件是可靠的；没有考虑软件时，软件是可靠的；没有考虑人员时，人员是可靠的。没有考虑人员时，人员是可靠的。3 典型可靠性模型典型可靠性模型 串联模型串联模型 定义：任一单元故障都会导致整个系统故障的定义：任一单元故障都会导致整个系统故障的系统。系统。3 典型可靠性模型典型可靠性模型 并联模型并联模型 定义：所有单元都发生故障时系统才发生故障定义

7、：所有单元都发生故障时系统才发生故障的系统。的系统。3 典型可靠性模型典型可靠性模型 模型模型 定义：正常单元数不小于定义：正常单元数不小于r时，不发生故障的系时，不发生故障的系统。统。3 典型可靠性模型典型可靠性模型 非工作贮备模型（旁连模型）非工作贮备模型（旁连模型）定义：当工作单元故障时，转接到下一个单元定义：当工作单元故障时，转接到下一个单元继续工作，直至所有单元故障的系统。继续工作，直至所有单元故障的系统。3 典型可靠性模型典型可靠性模型桥联模型桥联模型 4 复杂任务可靠性模型复杂任务可靠性模型 状态枚举法状态枚举法 系系统统状状态态编编号号单单元工作状元工作状态态系系统统状状态态概

8、率概率A1A2A3A4A5100000失效失效。700110正常正常4 复杂任务可靠性模型复杂任务可靠性模型概率图法概率图法 格雷码：相邻组码必须格雷码：相邻组码必须有一个不同。有一个不同。形式为一张表格，表头形式为一张表格，表头为格雷码。为格雷码。A3A4A5A1A20000010110101101111011000011011111111111111101114 复杂任务可靠性模型复杂任务可靠性模型全概率分解法全概率分解法 4 复杂任务可靠性模型复杂任务可靠性模型最小路集法最小路集法概念：概念：路集：可靠性框图中的一些方框集合，当集合内的路集：可靠性框图中的一些方框集合，当集合内的方框正常

9、时，系统正常。方框正常时，系统正常。最小路集：去掉一个方框将不是路集。最小路集：去掉一个方框将不是路集。4 复杂任务可靠性模型复杂任务可靠性模型最小路集求法最小路集求法 联络矩阵法：联络矩阵法：4 复杂任务可靠性模型复杂任务可靠性模型最小路集求法最小路集求法 联络矩阵法：联络矩阵法：联络矩阵联络矩阵 4 复杂任务可靠性模型复杂任务可靠性模型联络矩阵乘方规则联络矩阵乘方规则 4 复杂任务可靠性模型复杂任务可靠性模型最小路集提取最小路集提取 输输入点入点I到到输输出点出点J的路集的路集为为：，中的第中的第I行第行第J列元素。列元素。系统可靠度：系统可靠度：4 复杂任务可靠性模型复杂任务可靠性模型最

10、小路集：最小路集：分分别记为别记为4 复杂任务可靠性模型复杂任务可靠性模型蒙特卡洛法蒙特卡洛法 首先，针对各单元，由计算机生成区间（首先，针对各单元，由计算机生成区间（0，1）均匀分布的随机数。）均匀分布的随机数。然后，依据单元的可靠度，从随机数来判断单然后，依据单元的可靠度，从随机数来判断单元状态（正常还是失效）。元状态（正常还是失效）。其次，依据单元状态判断系统状态。其次，依据单元状态判断系统状态。其次，重复上述过程其次，重复上述过程n次。次。最后，统计最后，统计n次中系统正常的次数次中系统正常的次数m。4 复杂任务可靠性模型复杂任务可靠性模型序号序号R1均匀随均匀随机数机数R1的状的状态

11、态R2的均匀随的均匀随机数机数R2的状的状态态R3均匀随均匀随机数机数R3的状的状态态系系统统状状态态10.990 8810.798 9910.213 870120.075 4700.812 0010.756 7211内容小结内容小结 典型模型是可靠性模型建立的基本模型。典型模型是可靠性模型建立的基本模型。状态枚举法、概率图法、全概率分解法、状态枚举法、概率图法、全概率分解法、最小路集法对简单的网络模型很适用，对最小路集法对简单的网络模型很适用，对复杂模型工作量则会很繁琐，不易处理。复杂模型工作量则会很繁琐，不易处理。蒙特卡洛法理论直接简单，易于计算机编蒙特卡洛法理论直接简单，易于计算机编程实现，对复杂系统是很好的选择。程实现，对复杂系统是很好的选择。