可靠性預(yù)計(jì)與分配綜述課件

1、1作業(yè)：2-101作業(yè)：2-1024. 可靠性預(yù)計(jì)與分配4.1可靠性預(yù)計(jì)可靠性預(yù)計(jì)是為了估計(jì)產(chǎn)品在給定工作條件下的可靠性而進(jìn)行的工作。它運(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(元器件、零部件、子系統(tǒng)或系統(tǒng))實(shí)際可能達(dá)到的可靠度。是一個(gè)由局部到整體、由小到大、由下到上的過(guò)程，是一個(gè)綜合的過(guò)程。24. 可靠性預(yù)計(jì)與分配4.1可靠性預(yù)計(jì)可靠性預(yù)計(jì)是為了估3可靠性預(yù)計(jì)的目的：(1)檢驗(yàn)所做設(shè)計(jì)是否能滿足給定的可靠性目標(biāo),預(yù)測(cè)產(chǎn)品的可靠度值；(2)在方案論證階段,通過(guò)預(yù)計(jì)，根據(jù)結(jié)果的相對(duì)性進(jìn)行方案比較，找出最優(yōu)方案。(3)綜合設(shè)計(jì)參數(shù)及性能指標(biāo)要求

2、，達(dá)到合理提高產(chǎn)品可靠性的目的。(4)發(fā)現(xiàn)主要因素，找出薄弱環(huán)節(jié)，采取措施提高可靠度。(5)為可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)、驗(yàn)證試驗(yàn)及費(fèi)用核算等研究提供依據(jù)?？煽啃灶A(yù)計(jì)3可靠性預(yù)計(jì)的目的：(1)檢驗(yàn)所做設(shè)計(jì)是否能滿足給定的可靠性4可靠性預(yù)計(jì)4可靠性預(yù)計(jì)5可靠性預(yù)計(jì)5可靠性預(yù)計(jì)64.2可靠性預(yù)計(jì)方法4.2.1系統(tǒng)可靠性預(yù)計(jì)的一般方法在統(tǒng)計(jì)了大量相似系統(tǒng)的性能參數(shù)與可靠性關(guān)系的基礎(chǔ)上，進(jìn)行回歸分析，得出一些經(jīng)驗(yàn)公式及系數(shù)，以便在方案論證及初步設(shè)計(jì)階段，能根據(jù)初步確定的系統(tǒng)性能及結(jié)構(gòu)參數(shù)預(yù)計(jì)系統(tǒng)可靠性。1.性能參數(shù)法例如電子元件性能參數(shù)的退化與失效概率密度函數(shù)之間的關(guān)系。64.2可靠性預(yù)計(jì)方法4.2.1系統(tǒng)可靠性

3、預(yù)計(jì)的一般方法在統(tǒng)72.可靠性數(shù)學(xué)模型可靠性預(yù)計(jì)72.可靠性數(shù)學(xué)模型可靠性預(yù)計(jì)83.相似設(shè)備法將被評(píng)估的新產(chǎn)品與以往類似產(chǎn)品進(jìn)行比較，設(shè)新產(chǎn)品缺陷總數(shù)為nr，原產(chǎn)品缺陷總數(shù)為nb ，ni為新引進(jìn)的缺陷總數(shù)，ne為已排除的缺陷總數(shù)，則： nr=nb+ni-ne新產(chǎn)品的失效率為: r=knrk是從舊產(chǎn)品上獲得的產(chǎn)品失效率與其內(nèi)部缺陷之間的關(guān)系系數(shù)?？煽啃灶A(yù)計(jì)83.相似設(shè)備法將被評(píng)估的新產(chǎn)品與以往類似產(chǎn)品進(jìn)行比較，設(shè)新94. 相似電路法若已知新老系統(tǒng)的電路相似，并知道老系統(tǒng)各種電路的失效率和新系統(tǒng)的各種電路數(shù)，則可按經(jīng)驗(yàn)公式估計(jì)新系統(tǒng)的失效率：可靠性預(yù)計(jì)94. 相似電路法若已知新老系統(tǒng)的電路相似，并

4、知道老系統(tǒng)各種105. 失效率預(yù)計(jì)法當(dāng)研制工作進(jìn)展到詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，已有產(chǎn)品原理圖和結(jié)構(gòu)圖，選出了元部件，已知它們的類型、數(shù)量、使用環(huán)境及應(yīng)力，并已具有實(shí)驗(yàn)室常溫條件測(cè)得的失效率時(shí)，可采用失效率預(yù)計(jì)法?？煽啃灶A(yù)計(jì)105. 失效率預(yù)計(jì)法當(dāng)研制工作進(jìn)展到詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，已有產(chǎn)品11(1)根據(jù)產(chǎn)品功能畫出可靠性框圖。(2)按可靠性框圖建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。(3)確定各方框中元部件或設(shè)備的失效率，該失效率應(yīng)為基本失效率。可靠性預(yù)計(jì)11(1)根據(jù)產(chǎn)品功能畫出可靠性框圖?？煽啃灶A(yù)計(jì)12非電子產(chǎn)品工作失效率為： p= b KD式中： p工作失效率； b基本失效率； K（環(huán)境因子），D（降額因子）取值由工程經(jīng)驗(yàn)確定

5、?？煽啃灶A(yù)計(jì)12非電子產(chǎn)品工作失效率為： p= b KD可靠性預(yù)計(jì)132.預(yù)計(jì)方法a)元件計(jì)數(shù)法b)元件應(yīng)力分析法c)簡(jiǎn)單枚舉歸納推理的可靠性快速預(yù)計(jì)法4.2.2電子、電器設(shè)備可靠性預(yù)計(jì)1.特點(diǎn)a)服從指數(shù)分布；b)成熟、標(biāo)準(zhǔn)化程度高。132.預(yù)計(jì)方法4.2.2電子、電器設(shè)備可靠性預(yù)計(jì)1.特點(diǎn)14可靠性預(yù)計(jì)14可靠性預(yù)計(jì)15可靠性預(yù)計(jì)15可靠性預(yù)計(jì)16結(jié)溫是處于電子設(shè)備中實(shí)際半導(dǎo)體芯片（晶圓、裸片）的最高溫度。它通常高于外殼溫度和器件表面溫度。如果器件工作溫度超過(guò)最高結(jié)溫，器件中的晶體管就可能會(huì)被破壞，器件也隨即失效。結(jié)溫為：熱阻輸入電力+環(huán)境溫度可靠性預(yù)計(jì)16結(jié)溫是處于電子設(shè)備中實(shí)際半導(dǎo)體芯

6、片（晶圓、裸片）的最高溫17可靠性預(yù)計(jì)17可靠性預(yù)計(jì)182.預(yù)計(jì)方法 a)修正系數(shù)法 b)相似產(chǎn)品類比論證法4.2.3機(jī)械產(chǎn)品可靠性預(yù)計(jì)1.特點(diǎn)a)失效率為非常值；b)通用性不強(qiáng)、標(biāo)準(zhǔn)化程度低。182.預(yù)計(jì)方法4.2.3機(jī)械產(chǎn)品可靠性預(yù)計(jì)1.特點(diǎn)19可靠性預(yù)計(jì)19可靠性預(yù)計(jì)20 其基本思想是根據(jù)仿制或改型的類似國(guó)內(nèi)和國(guó)外產(chǎn)品已知的失效率，分析兩者在組成結(jié)構(gòu)、使用環(huán)境、原材料、原器件水平、制造工藝水平等方面的差異，通過(guò)專家評(píng)分給出各修正系數(shù),綜合權(quán)衡后得出一個(gè)失效率綜合修正因子D，如下式所示： D=K1K2K3K4可靠性預(yù)計(jì)20 其基本思想是根據(jù)仿制或改型的類似國(guó)內(nèi)和國(guó)外產(chǎn)品21 D=K1K2K

7、3K4K1修正系數(shù)，表示我國(guó)原材料與先進(jìn)國(guó)家原材料的差距；K2修正系數(shù)，表示我國(guó)基礎(chǔ)工業(yè)(包括熱處理、表面處理、鑄造質(zhì)量控制等方面)與先進(jìn)國(guó)家的差距；K3 修正系數(shù)，表示生產(chǎn)廠現(xiàn)有工藝水平與先進(jìn)國(guó)家工藝水平的差距；K4修正系數(shù)，表示生產(chǎn)廠在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)等方面的經(jīng)驗(yàn)與先進(jìn)國(guó)家的差距?？煽啃灶A(yù)計(jì)21 D=K1K2K3K4K1修正系數(shù)，表示我國(guó)原224.2.3不同研制階段預(yù)計(jì)方法的選取研制階段可靠性預(yù)計(jì)方法方案論證性能參數(shù)法、相似產(chǎn)品法初步設(shè)計(jì)專家評(píng)分法、元件計(jì)數(shù)法、修正系數(shù)法、相似產(chǎn)品類比論證法詳細(xì)設(shè)計(jì)故障率預(yù)計(jì)法，應(yīng)力預(yù)計(jì)法不同研制階段預(yù)計(jì)方法的選取224.2.3不同研制階段預(yù)計(jì)方法的選取研制

8、階段可靠性預(yù)計(jì)方234.2.4注意事項(xiàng)4）預(yù)計(jì)值應(yīng)大于成熟期的規(guī)定值。1）應(yīng)盡早進(jìn)行可靠性預(yù)計(jì)；2）研制的各個(gè)階段應(yīng)反復(fù)迭代進(jìn)行；3）預(yù)計(jì)結(jié)果的相對(duì)意義比絕對(duì)值更為重要；可靠性預(yù)計(jì)234.2.4注意事項(xiàng)4）預(yù)計(jì)值應(yīng)大于成熟期的規(guī)定值。1）應(yīng)244.3可靠性分配可靠性分配(reliability allocation)是把系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)按一定的方法合理地分配給分系統(tǒng)、設(shè)備、零部件(或元器件)的全過(guò)程。244.3可靠性分配可靠性分配(reliability al25(4)通過(guò)分配，使系統(tǒng)所獲得的可靠度值比分配前更加切合實(shí)際，可節(jié)省制造的時(shí)間及費(fèi)用?？煽啃苑峙涞哪康氖牵?1)合理地確定系統(tǒng)中每個(gè)單

9、元的可靠度指標(biāo)，以便在單元設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)、驗(yàn)收時(shí)切實(shí)地加以保證，反過(guò)來(lái)又將促進(jìn)設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)、驗(yàn)收方法和技術(shù)的改進(jìn)和提高。(2)通過(guò)可靠性分配，幫助設(shè)計(jì)者了解零件、單元(子系統(tǒng))、系統(tǒng)(整體)間的可靠性的相互關(guān)系，明確設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題。(3)通過(guò)可靠性分配，使設(shè)計(jì)者更加全面地權(quán)衡系統(tǒng)的性能、功能、費(fèi)用及有效性等與時(shí)間的關(guān)系，以期獲得更為合理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量?？煽啃苑峙?5(4)通過(guò)分配，使系統(tǒng)所獲得的可靠度值比分配前更加切合實(shí)26可靠性分配26可靠性分配274.3.1.1等分配法（equal apportionment technique）用于設(shè)計(jì)初期，對(duì)產(chǎn)品定義不十分清晰時(shí)采

10、用。2,并聯(lián)系統(tǒng)各單元按等不可靠度分配：3,串并聯(lián)系統(tǒng)先將其簡(jiǎn)化為“等效串聯(lián)系統(tǒng)”，再進(jìn)行等分配。4.3.1無(wú)約束條件的系統(tǒng)可靠性分配方法1,串聯(lián)系統(tǒng)各單元按等可靠度分配：274.3.1.1等分配法（equal apportionm28可靠性分配28可靠性分配294.3.1.2比例分配法或者根據(jù)已掌握的可靠性資料，已能預(yù)測(cè)得新設(shè)計(jì)系統(tǒng)各單元的Fi，或i ，但尚未滿足新設(shè)計(jì)系統(tǒng)可靠性要求。適用范圍為：新設(shè)計(jì)的系統(tǒng)與原有系統(tǒng)基本相同，已知原有系統(tǒng)各單元不可靠度預(yù)測(cè)值Fi，或失效率預(yù)測(cè)值i且對(duì)新設(shè)計(jì)的系統(tǒng)規(guī)定了新的可靠性要求；可靠性分配294.3.1.2比例分配法或者根據(jù)已掌握的可靠性資料，已能30

11、若系統(tǒng)的可靠度已定，各單元的不可靠度為：進(jìn)而得出各單元的可靠度。1.串聯(lián)系統(tǒng)可靠性分配30若系統(tǒng)的可靠度已定，各單元的不可靠度為：進(jìn)而得出各單元的31若系統(tǒng)的壽命服從指數(shù)分布,各單元的失效率為：可靠性分配31若系統(tǒng)的壽命服從指數(shù)分布,各單元的失效率為：可靠性分配32為何依據(jù)不可靠度，采用按比例分配法進(jìn)行分配，獲得的系統(tǒng)可靠度大于指標(biāo)要求？可靠性分配32為何依據(jù)不可靠度，采用按比例分配法進(jìn)行分配，獲得的系統(tǒng)可33因此，按比例分配法得到的系統(tǒng)的可靠度，比希望的略高。可靠性分配33因此，按比例分配法得到的系統(tǒng)的可靠度，比希望的略高。可靠34可靠性分配34可靠性分配35可靠性分配35可靠性分配36依據(jù)

12、失效率按比例分配法進(jìn)行分配，獲得的系統(tǒng)可靠度與指標(biāo)要求相比，那個(gè)大？可靠性分配36依據(jù)失效率按比例分配法進(jìn)行分配，獲得的系統(tǒng)可靠度與指標(biāo)要372.并聯(lián)系統(tǒng)若系統(tǒng)的不可靠度已定,各單元的不可靠度為:進(jìn)而得出各單元的可靠度?？煽啃苑峙渥⒁庥校?72.并聯(lián)系統(tǒng)進(jìn)而得出各單元的可靠度。可靠性分配注意有：38若各單元的壽命服從指數(shù)分布，若各單元的失效率為:可靠性分配38若各單元的壽命服從指數(shù)分布，若各單元的失效率為:可靠性分39可靠性分配39可靠性分配40此類系統(tǒng)的可靠度分配方法如下:3確定并聯(lián)部分中每個(gè)單元的容許失效率或失效概率。3.冗余系統(tǒng)可靠度分配1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。2用串聯(lián)系統(tǒng)可靠度分配方法，將系統(tǒng)的容許失效率或失效概率分配給各個(gè)串聯(lián)單元和等效單元?？煽啃苑峙?0此類系統(tǒng)的可靠