系統(tǒng)工程可靠性分析 考點梳理

系統(tǒng)工程可靠性分析考點梳理第一節(jié)概述一、可靠性的必要性可靠性是一種綜合性技術(shù)，可靠性工作貫穿從系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計、制造直至使用和維修的整個過程。在設(shè)計階段要分析系統(tǒng)或設(shè)備所具有的可靠性水平,應(yīng)從成本、性能、政策、社會、需要等各方面綜合來考慮決定,然后確定可靠性目標進行比較,作為以后修訂方案的依據(jù)。最后還要進一步對組成系統(tǒng)的各種單元進行可靠度分配.二、可靠性的特征量和數(shù)學(xué)表示(一)可靠性的定義及特征量1.可靠性的定義可靠性是指產(chǎn)品、系統(tǒng)在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。對于可以進行維修的產(chǎn)品和系統(tǒng)來說,不僅有可靠性問題，而且還有發(fā)生故障后的復(fù)原能力及復(fù)原速度問題。與可靠性相對應(yīng)的叫做維修性。其含義是可修復(fù)的產(chǎn)品、系統(tǒng)在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)的修復(fù)能力。因此對不發(fā)生故障的可靠性與排除故障的維修性,兩者結(jié)合考慮,可稱為廣義的可靠性。2.可靠性的特征量能夠?qū)ο到y(tǒng)可靠性的相應(yīng)能力作出數(shù)量表示的量,稱為可靠性的特征量。其主要特征量有:可靠度、失效率、平均失效間隔時間、故障平均修復(fù)時間、維修度、有效度等。(1)可靠度R(t)可靠度是指產(chǎn)品、系統(tǒng)在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)完成規(guī)定功能的概率。所謂規(guī)定條件就是指系統(tǒng)所處的環(huán)境條件、使用條件和維護條件等,這些條件對系統(tǒng)可靠性有很大的影響。所謂規(guī)定時間,根據(jù)具體情況可以是長期的若干年,短期的時間或一次性動作。所謂規(guī)定功能就是指系統(tǒng)應(yīng)具有的技術(shù)指標。(2)失效率(或故障率)入(t)失效率是指設(shè)備、系統(tǒng)工作時刻后，單位時間內(nèi)發(fā)生失效或故障的概率。所謂失效是指系統(tǒng)喪失了規(guī)定的功能。對可修復(fù)的系統(tǒng),失效也稱為故障。失效過程大體分為三個階段:①早期失效期:②偶然失效期:③耗損失效期:(3)平均失效間隔時間(MTBF)又稱平均故障間隔時間，是指設(shè)備或系統(tǒng)在兩相鄰故障間隔內(nèi)正常工作時的平均時間。(4)平均故障修復(fù)時間(MTTR)又是指設(shè)備出現(xiàn)故障后到恢復(fù)正常工作時所需要的時間。(5)維修度M(t)和有效度A維修度是指可修復(fù)的系統(tǒng)、設(shè)備、元器件在規(guī)定條件下進行維修,并在規(guī)定時間內(nèi)能完成維修的概率。有效度A是指可修復(fù)系統(tǒng)、設(shè)備、元器件在某特定時刻維持其功能的概率。第二節(jié)可靠性設(shè)計一、可靠性設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計考慮的因素1.系統(tǒng)性能和價值方面2.系統(tǒng)實用性方面3.系統(tǒng)費用及購置方面(一)概念可靠性預(yù)測:根據(jù)失效率估計元器件、子系統(tǒng)或系統(tǒng)可能達到的可靠度,或者在計算系統(tǒng)在特定的應(yīng)用中符合性能和可靠性要求的概率。第三節(jié)可靠度分配可靠度分配:將設(shè)計書上給定的系統(tǒng)可靠度指標在構(gòu)成系統(tǒng)的各個子系統(tǒng)之間進行適當?shù)恼{(diào)配，從而確定子系統(tǒng)的可靠性指標。一、等分配法：在有n個子系統(tǒng)的串聯(lián)系統(tǒng)中，系統(tǒng)可靠度為各個子系統(tǒng)可靠度之乘積，即:等分配法就是為每個子系統(tǒng)都分配以相等的可靠度，即:例13一2一個系統(tǒng)由五個子系統(tǒng)組成，系統(tǒng)的可靠度為0.659，求其每個子系統(tǒng)的可靠度。按等分配法為:二、加權(quán)分配法加權(quán)分配法就是考慮到各個子系統(tǒng)的重要程度,分別確定各個子系統(tǒng)的可靠度。第四節(jié)維修性技術(shù)一、可靠度、維修度與有效度系統(tǒng)設(shè)計人員必須充分認識到維修的重要性。因為一個系統(tǒng)的維修費可能大于投資費用，有些設(shè)備如果不能繼續(xù)運行需要維修時，還可能需要后備設(shè)備。一個系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)時間與維修質(zhì)量、操作者的技術(shù)水平、否正確使用有很大關(guān)系。因此,加強維修可提高系統(tǒng)的有效性和降低系統(tǒng)的費用。二、縮短維修時間的方法為了增大有效度，一方面要縮小故障率的數(shù)值，另一方面還要提高維修方式，應(yīng)考慮系統(tǒng)隨著時間增長而引起的劣化狀態(tài)。如果系統(tǒng)是處于初期故障期內(nèi)，越使用則故障的比率就越少，這意味著希望經(jīng)過充分的老化，調(diào)整和熟悉之后再使用。如果是在偶然故障期內(nèi)，則發(fā)生故障完全是偶然的，與時間變化沒有關(guān)系，因此采用預(yù)防維修方式是沒有意義的。如果系統(tǒng)的劣化狀態(tài)呈耗損故障期的狀況，就應(yīng)在耗損故障期開始之前，采取全部更換等預(yù)防維修措施，延長偶然故障期。三、提高維修度的措施提高維修度的措施主要有兩個方面:其-是加強維修人員培訓(xùn)，提高維修人員的責(zé)任心和技術(shù)水平;其二是及時發(fā)現(xiàn)故障和排除故障。故障修理所需的時間，包括發(fā)現(xiàn)故障所需時間、修理及更換零件所需時間