【正文】 模 型非 儲(chǔ) 備 模 型串 聯(lián) 模 型工 作 儲(chǔ) 備 模 型非 工 作 儲(chǔ) 備 模 型并 聯(lián) 模 型 表 決 模 型 橋 聯(lián) 模 型 旁 聯(lián) 模 型有 儲(chǔ) 備 模 型 假設(shè) （ a）系統(tǒng)及其組成單元只有 故障 與 正常 兩種狀態(tài)，不存在第三種狀態(tài)； （ b）用框圖中一個(gè)方框表示的單元或功能發(fā)生故障就會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)的故障（有替代工作方式的除外）； （ c）就故障概率來說，用不同方框表示的不同功能或單元其故障概率是 相互獨(dú)立 的。 原理圖、功能層次圖及功能框圖 某家用熱水器原理圖 熱水器水箱加熱系統(tǒng)過壓保護(hù)器控制器溫度壓力傳感器開關(guān)燃燒室指示燈天然氣進(jìn)氣管圖3 8 家用熱水器功能層次水箱加熱系統(tǒng)過壓保護(hù)器控制器溫度壓力傳感器開關(guān) 燃燒室 指示燈天然氣進(jìn)氣管圖3 9 家用熱水器功能框圖 某空間飛行器整個(gè)飛行任務(wù) 在最高層次以及下級層次中的功能流程 第一層 飛行任務(wù) 第二層 40執(zhí)行任務(wù)操作 時(shí)間分析 1 ? 功能框圖 —— 靜態(tài) （不隨時(shí)間而變） ? 系統(tǒng)級的功能以及它們的子功能具有唯一的時(shí)間基準(zhǔn)（所有功能的執(zhí)行時(shí)間一樣長） ? 系統(tǒng)的功能隨時(shí)間而變的系統(tǒng) —— 功能流程圖 ? 可以描述這類系統(tǒng)的 功能關(guān)系 ，為建立系統(tǒng)可靠性框圖模型 奠定基礎(chǔ) ? 功能流程圖的一個(gè) 缺陷： 沒有對系統(tǒng)功能的持續(xù)時(shí)間及功能間的時(shí)間進(jìn)行描述，缺少一個(gè)時(shí)間坐標(biāo) ? 時(shí)間特性是可靠性分析中不可缺少的一個(gè)要素 時(shí)間分析 2 ? 復(fù)雜系統(tǒng) 一般具有兩方面的特點(diǎn)： （ 1）系統(tǒng)具有多功能，各功能的執(zhí)行時(shí)機(jī)是有時(shí)序的，各功能的執(zhí)行時(shí)間長短不一 （ 2）在系統(tǒng)工作的過程中，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是可以隨時(shí)間而變化 ? 需要進(jìn)行 時(shí)間分析 ? 確定 時(shí)間基準(zhǔn) ? 通過與該 時(shí)間基準(zhǔn) 對應(yīng)，可以得到系統(tǒng)功能流程圖中 各功能的執(zhí)行時(shí)間 及 功能間的時(shí)間 某飛行任務(wù)的時(shí)間基準(zhǔn) 任務(wù)定義及故障判據(jù) ? 在進(jìn)行 系統(tǒng)功能分解 、 建立功能框圖或功能流程圖 及 確立時(shí)間基準(zhǔn) 的基礎(chǔ)上，要建立 系統(tǒng)的任務(wù)及基本可靠性框圖 ， 必須明確地給出 系統(tǒng)的 任務(wù)定義 及 故障判據(jù) ，把它們作為系統(tǒng)可靠性定量分析計(jì)算的 依據(jù) 和 判據(jù) 。 按用戶要求分 必要功能 對于用戶的任務(wù)需求而言，是必要的和不可缺少的。 功能的分解 系統(tǒng)1 圖36 功能分解示意圖4 32 功能的分類 ? 在 系統(tǒng)功能分解 的基礎(chǔ)上，可以按照給定的任務(wù)，對系統(tǒng)的功能進(jìn)行整理。 F18基本可靠性模型 圖3 4 F / A 1 8 基本可靠性框圖發(fā)動(dòng)機(jī)1發(fā)動(dòng)機(jī)2燃油系統(tǒng)應(yīng)急燃油系統(tǒng)液壓泵1液壓泵2液壓飛控系統(tǒng)備用手動(dòng)系統(tǒng)通用液壓系統(tǒng)右發(fā)電機(jī)左發(fā)電機(jī)電力分配網(wǎng)應(yīng)急電力系統(tǒng)環(huán)境控制系統(tǒng)塔康系統(tǒng)慣性導(dǎo)航武器控制系統(tǒng)備用羅盤大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)固定增穩(wěn)機(jī)體 起落架雷達(dá)超高頻通信甚高頻通信武器自檢 F18任務(wù)可靠性模型 圖3 5 F / A 1 8 任務(wù)可靠性框圖發(fā)動(dòng)機(jī)1發(fā)動(dòng)機(jī)2燃油系統(tǒng)應(yīng)急燃油系統(tǒng)液壓泵1液壓泵2液壓飛控系統(tǒng)備用手動(dòng)系統(tǒng)通用液壓系統(tǒng)右發(fā)電機(jī)左發(fā)電機(jī)電力分配網(wǎng)應(yīng)急電力系統(tǒng)環(huán)境控制系統(tǒng)塔康系統(tǒng)慣性導(dǎo)航武器控制系統(tǒng)備用羅盤大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)固定增穩(wěn)機(jī)體 起落架雷達(dá)超高頻通信甚高頻通信武器 可靠性邏輯關(guān)系 雙 開 關(guān) 系 統(tǒng) 原 理 圖K1K2雙 開 關(guān) 系 統(tǒng) 可 靠 性 框 圖K 1K 2K 1 K 2( a ) 電 路 導(dǎo) 通( b ) 電 路 斷 開 建立系統(tǒng)任務(wù)可靠性模型的程序 建模步驟 規(guī)定產(chǎn)品定義 （ 1） 確定任務(wù)和功能 功能分析 （ 2）確定工作模式 （ 3）規(guī)定性能參數(shù)及范圍 故障定義 （ 4）確定物理界限與功能接口 （ 5）確定故障判據(jù) （ 6）確定壽命剖面及任務(wù)剖面 時(shí)間及環(huán)境條件 分析 性框圖 （ 7）明確建模任務(wù)并確定限制條件 （ 8）建立系統(tǒng)可靠性框圖 模型 （ 9）確定未列入模型的單元 （ 10）系統(tǒng)可靠性數(shù)學(xué)模型 系統(tǒng)功能分析 ? 對系統(tǒng)的構(gòu)成、原理、功能、接口等各方面深入的分析 是建立正確的系統(tǒng) 任務(wù)可靠性模型 的 前導(dǎo) 。 ?系統(tǒng)中儲(chǔ)備單元越多，則其任務(wù)可靠性越高。 模型 ? 原理圖 ? 反映了系統(tǒng)及其組成單元之間的 物理 上的連接與組合關(guān)系 ? 功能框圖、功能流程圖 ? 反映了系統(tǒng)及其組成單元之間的 功能 關(guān)系 ? 系統(tǒng)的原理圖、功能框圖和功能流程圖是建立 系統(tǒng)可靠性模型 的基礎(chǔ) ? 可靠性模型 ? 描述了系統(tǒng)及其組成單元之間的 故障邏輯 關(guān)系 ? 多種可靠性建模方法 : ? 可靠性框圖 ? 網(wǎng)絡(luò)可靠性模型 ? 故障樹模型 ? 事件樹模型 ? 馬爾可夫模型 ? Petri網(wǎng)模型 ? GO圖模型 可靠性框圖模型 可靠性框圖 ? 為 預(yù)計(jì)或估算產(chǎn)品的可靠性 所建立的 可靠性方框圖 和 數(shù)學(xué)模型 。 ? “系統(tǒng)”、“單元” ? 相對概念 ? 可以是按 產(chǎn)品層次 劃分：零部件、組件、設(shè)備、分系統(tǒng)、系統(tǒng)、裝備中任何相對的兩層 ? “系統(tǒng)”包含“單元”，其層次高于“單元” ? 產(chǎn)品 可以指任何層次。 ?度量 使用費(fèi)用 ?全串聯(lián)模型 ?儲(chǔ)備單元越多，系統(tǒng)的基本可靠性（無故障持續(xù)時(shí)間和概率）越低 任務(wù)可靠性模型 ?任務(wù)可靠性模型 ? 用以估計(jì)產(chǎn)品在執(zhí)行任務(wù)過程中完成規(guī)定功能的概率（在規(guī)定任務(wù)剖面中完成規(guī)定任務(wù)功能的能力），描述完成任務(wù)過程中產(chǎn)品各單元的預(yù)定作用，用以度量 工作有效性 的一種可靠性模型。 ? 為正確地建立系統(tǒng)的 任務(wù)可靠性模型 ，必須對 系統(tǒng)的構(gòu)成、原理、功能、接口等 各方面有深入的理解 。 ? 對系統(tǒng)功能的 層次性 以及 功能接口 的分析，是建立可靠性模型的重要一步。它相對于基本功能是次要的或從屬的。 ? 功能框圖 ? 功能流程圖 ? 功能框圖與功能流程圖的逐級細(xì)化過程 是與系統(tǒng)的功能分解 相協(xié)調(diào)的 。 故障判據(jù) 是判斷產(chǎn)品是否構(gòu)成故障的界限值。 串聯(lián)系統(tǒng)是最常用和最簡單的模型之一 。 并聯(lián)模型故障率曲線λ s（ t）λ s（ t） λ s（ t）λ 1λ 1λ 2λ 2λ 1= λ 2λ λ λt t t? 當(dāng)系統(tǒng)各單元的壽命分布為指數(shù)分布時(shí) ， 對于 n個(gè)相同單元的并聯(lián)系統(tǒng) ， 有 ????ndttRTetRsBCFntss1211)()1(1)(0???????????? 并聯(lián)模型 ? 與無貯備的單個(gè)單元相比 ， 并聯(lián)可明顯提高系統(tǒng)可靠性 （ 特別是 n=2時(shí) ） ? 當(dāng)并聯(lián)過多時(shí)可靠性增加減慢 圖3 1 6 并聯(lián)單元數(shù)與系統(tǒng)可靠度的關(guān)系tRs(t)n=5n=4n=3n=2n=1 表決模型 ? 表決模型 (模型 ) ? 組成系統(tǒng)的 n個(gè)單元中 ， 正常的單元數(shù)不小于 r（ 1≤r≤n） 系統(tǒng)就不會(huì)故障 ， 這樣的系統(tǒng)稱為r/n(G)表決模型 。 多數(shù)表決模型是 r/n(G)系統(tǒng)的一種特例 。 非 工 作 貯 備 系 統(tǒng) 可 靠 性 框 圖12n故 障 監(jiān) 測 和轉(zhuǎn) 換 裝 置K 非工作貯備模型 ? 非工作貯備系統(tǒng)的可靠性數(shù)學(xué)模型如下： （ a）假設(shè)：轉(zhuǎn)換裝置可靠度為 1，則系統(tǒng)的 MTBCFS等于各單元 MTBCFi之和。 解： R(t)= 100(1+ 100)= 若兩臺發(fā)動(dòng)機(jī)并聯(lián)