【文章內容簡介】 產品往往是老產品的改型，有時也稱老產品為“相似產品”。在初次對新產品進行可靠性分配時，可以參照老產品的可靠性分配結果，故稱這種方法為“相似產品法”，計算公式如下： (7)式中，—新產品的第i個單元的失效率（與老產品的第i個單元的失效率相對應）； —新產品整機失效率（與老產品的整機失效率對應）； —老產品第i個單元的失效率； —老產品整機失效率。由（7）式可知，新產品的可靠性分配是直接套用了老產品（或者相似產品）的比例關系（）。因此，老產品必須是技術上成熟的產品，而且其可靠性指標的分配是合理的。否則，不能套用。在實際應用時，根據新產品相對老產品在技術狀態(tài)上的差別，可適當地進行調整。 可靠性預計概述 所謂可靠性預計，就是根據元器件的可靠性值逐級向上預計（計算）各級單元的可靠性值，直至系統級為止，是一個自下而上的綜合過程?？煽啃苑峙涫菑捻攲赢a品（整機產品）開始的，逐級向下展開，一直分配到最底層的基本單元為止?？煽啃灶A計正好相反，從最底層的單元開始。首先對位于底層的所有單元分別進行預計，再將預計的結果分別代入到各自對應的“上一級單元”的可靠性數學模型中，即可計算出“上一級單元”的可靠性值。如此，逐級地向上推算，直到計算出頂層產品的可靠性值為止。需要指出的是，所有單元的可靠性預計值均應優(yōu)于其給定的指標（由上一級單元的分配結果確定）。如果實現該指標確有困難，其可能的原因有二：其一，所選元器件的質量等級可能偏低，需要提高其質量等級，特別是用量較大的元器件；其二，可靠性指標的分配可能不合理，需要向上一級設計師反饋意見，調整可靠性分配的結果。由此可見，可靠性分配與可靠性預計是相輔相成的，首次分配時，由于資料不足，分配的指標可能不夠合理，需要多次調整和迭代，使之逐步趨于合理。另外，為了提高預計結果的可信程度，以及同級單元預計結果的可比性，需要統一預計時所采用的“尺度”：① 所采用的預計方法（模型）要統一；② 所使用的失效率手冊（即數據來源）也要統一。 可靠性預計的程序中間單元和整機產品的可靠性預計，只是將下一級單元的預計結果代入到公式（可靠性數學模型）中進行計算，相對來說比較簡單；而底層單元（電路板）的可靠性預計則較為復雜，而且是“全部預計”的基礎，也最為重要。因此，下面只討論底層單元的可靠性預計。在GJB/Z 299A91《電子設備可靠性預計手冊》（簡稱《手冊》）中，給出了最為常用的“元器件應力分析法”的預計程序。為了便于應用，這里以“電路板”為例，并結合《手冊》概述如下：⑴ 建立電路板的可靠性模型：可靠性模型是可靠性預計的前提，因此，首先要建立電路板的可靠性模型，即確定“板上元器件”之間的可靠性串、并聯關系（注意：不是物理串、并聯）。⑵ 確定元器件的“基本失效率”λb：基本失效率是僅考慮溫度應力和電應力時，電子元器件的失效率，即暫不考慮質量等級、其他環(huán)境因素等對元器件的影響。根據電路板研制任務書的相關要求，確定板上元器件的工作溫度T和電應力比S（工作電應力∕額定電應力）。根據元器件的類型，查閱《手冊》的“T—S”表格，即可得到元器件的基本失效率λb 。不同類別的元器件，具有不同的“T—S”表。⑶ 計算元器件的“工作失效率”λp：元器件的工作失效率λp是基本失效率λb與一系列修正系數（即所謂的π系數）的連乘積，是對基本失效率λb的修正?；臼室呀浛紤]了溫度和電應力的影響，除此之外，還要進一步考慮質量等級、其他環(huán)境因素等對元器件的影響。不同的影響，用不同的π系數進行修正。而且，不同類別的元器件，具有不同的“修正模型”和不同的π系數（對應不同的應用要素：環(huán)境類別、質量等級、結構系數、成熟系數等）。查閱《手冊》，首先確定元器件的“λp計算模型”和π系數的數值；然后再將π系數的數值代入模型即可計算出元器件的工作失效率。⑷ 計算同類元器件的工作失效率之和：在得到所有元器件的工作失效率之后，再將電路板上同類型的元器件的工作失效率相加。⑸ 計算電路板的工作失效率：將電路板上各類元器件的工作失效率之“和”再相加，就可得到該電路板的工作失效率，即該電路板的預計結果。⑹ 預計上一級單元的可靠性值：該電路板僅僅是其上一級單元的組成之一；該電路板的預計結果就是其上一級單元的一個已知參數。但是，同級別的電路板不止一個，上一級單元也不止一個。當同級別的所有電路板都完成了可靠性預計后，要“對號入座”，找到各自的上一級單元。然后，再將各電路板的預計結果分別代入到各自的上一級單元的可靠性模型中，就可以計算出上一級單元的失效率。照此繼續(xù)下去，就可以最終計算出整機產品的失效率。6. 常用的可靠性模型常用的可靠性模型（典型模型）如圖2所示。根據其復雜程度和有無貯備功能可將它們分為三大類。即非貯備模型、貯備模型和網絡模型。實際的工程系統，無論其結構有多么復雜，總可以將其視為由幾個典型模型構成的組合體。圖2 串聯模型設一個系統由n個單元組成，只有全部單元都正常工作時，系統才能正常工作，或者說，只要其中的任一單元故障，則系統故障。我們稱這種系統為“可靠性串聯系統”，簡稱為串聯系統。串聯系統的可靠性框圖如圖3所示。圖3圖中，R1，R2，……，Rn分別為單元單元……、單元n的可靠度，即各單元的可靠性變量。串聯系統的可靠性數學模型，即系統的可靠度為， (8)式中，Rs(t)——系統在t時刻正常工作的概率，即系統在t時刻的可靠度； Ri(t)——第i個單元在t時刻正常工作的概率，即第i個單元在t時刻的可靠度（i＝1，2，3，……，n ）。（8）式表明，串聯系統的可靠度等于各單元的可靠度之積。當各單元的壽命分布均為指數型，且工作時間t相同時，則單元可靠度為： (9)式中：λi ——第i個單元的失效率。如果進一步假設系統的工作時間也為t，則系統的可靠度為， (10)系統的失效率為， (11)式中：——系統的失效率，為各單元的失效率之和。（10）式表明，串聯系統的壽命分布仍然是指數型。所以，系統的平均故障間隔時間MTBFS為， (12)請注意，只有指數型分布，才可以用λs的倒數來計算MTBFS，對于其他分布，（12 ）不成立。由（12）式可知，串聯的單元數愈多，則系統的值愈小，系統的可靠性就愈低。 并聯模型設一個系統由n個單元組成，只要有一個單元工作正常，則系統就能正常工作。或者說，只有當所有單元都故障時，系統才故障。我們稱這種系統為“可靠性并聯系統”，簡稱為并聯系統。并聯系統是最簡單的工作貯備（冗余）系統。多個單元并聯雖然提高了系統的任務可靠性，但系統的基本可靠性卻隨之下降。因為，其中的任何一個單元故障，都必須進行維修或更換，增加了維修和保障費用，設計時應進行綜合權衡。并聯系統的可靠性框圖如圖4所示。圖4圖中，R1，R2，……，Rn的意義同前，不再說明。由（8）式可知，串聯系統的可靠度等于各單元的可靠度之積。并聯系統則相反，系統的“不可靠度Fs(t)”等于各單元的“不可靠度Fi(t)”之積，即“不可靠度串聯”，如下式所示， (13)由于可靠度R與不可靠度F之和等于1，所以并聯系統的可靠度為， (14)Rs(t)和Ri(t)的意義同前，不再說明?？梢?，并聯系統的可靠性模型較為復雜，下面僅以最常見的二單元并聯為例加以說明，即n＝2， (15)當各單元的壽命分布均為指數型，而且各單元與系統的工作時間均相同時，將（9）式代入上式，兩個指數單元并聯后的可靠度為， (16)顯然，不能由（16）式直接得到并聯系統的失效率，為此，不加證明借用一個計算公式如下， (17)該微分方程描述了失效率與可靠度之間的函數關系，普遍適用，在一般的可靠性文獻中均有證明。將（16）式代入（17）式得， (18)由（18）式可知，并聯系統的失效率不是常數，而是時間的函數。就是說，雖然各單元的壽命分布是指數分布，但并聯系統的壽命分布不再是指數分布，這一點與串聯系統是不同的。正因為如此，不能再用（12）式來計算系統的MTBFS，而只能采用普遍適用的積分計算來求取MTBFS ， (19)該積分方程與(17)式所示的該微分方程一樣，具有普遍性，均為不加證明直接引用。由（19）式可知，雖然并聯系統的失效率不再是常數，但其平均故障間隔時間MTBFS仍然是常數。