【正文】 = R3 = R時，得 RS=R3+（ R2 R3 ） +（ R2 R3 ） +（ R2 R3 ） =3 R2 2R3 系統(tǒng)分析 2 )1()( tRetR ktS ?? ??? ?機械系統(tǒng)的可靠性 系統(tǒng)中只有一個單元處于工作狀態(tài)，其他處于待命狀態(tài)；但工作單元出現(xiàn)故障時，處于待命狀態(tài)的單元立即轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)。 并聯(lián)系統(tǒng)可靠度計算 3）非工作儲備系統(tǒng)（開關(guān)系統(tǒng)）可靠度計算 n個單元組成的非工作儲備系統(tǒng)，若轉(zhuǎn)換開關(guān)的可靠度為 1，且各單元的失效率都為常數(shù) λ，系統(tǒng)的可靠度為 若轉(zhuǎn)換開關(guān)的可靠度 RK≠1，則兩單元的失效率為常數(shù) λ的系統(tǒng)的可靠度為 ?????? ?????????????1012!)()!1()(!2)(1)( niitntS itentttetR ???? ?? ?系統(tǒng)分析 3 機械系統(tǒng)的可靠性 ４、復雜系統(tǒng)：由串、并聯(lián)系統(tǒng)及表決系統(tǒng)組成。 1 2 3 2/3 4 5 6 7 S123 4 5 S67 系統(tǒng)簡化 系統(tǒng)分析 3 機械系統(tǒng)的可靠性 ５、系統(tǒng)模型的判別 應注重從功能上來識別！ 例如：一個油濾系統(tǒng)， １ ２ 是什么系統(tǒng)？ 若失效形式為濾網(wǎng)堵塞，則屬于串聯(lián)系統(tǒng)。 若失效形式為濾網(wǎng)破裂，則屬于并聯(lián)系統(tǒng)。 系統(tǒng)分析 4 機械系統(tǒng)的可靠性 討論：行星輪系的可靠性模型。 3z 1z 4z 5z 2模型一： Z1 Z3 Z4 Z5 Z2 Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 模型二： Z1 Z3 Z4 Z5 Z2 2/3G 模型三： 系統(tǒng)分析 5 機械系統(tǒng)的可靠性 二、系統(tǒng)可靠性分配 問題：已知系統(tǒng)的可靠性指標（可靠度），如何把這一指標分配到個零件 中去。這是可靠性分析的反問題。 可能的已知條件：系統(tǒng)可靠度 Rs、曾預計的零件可靠度 Ri 、可靠性模型。 分配問題相當于求下列方程的解： ????nin iRRRRRfR ss121 )...( 　　對于串聯(lián)系統(tǒng)、事實上，上列方程是無定解的，若要解，需加以約束條件。 ◆ 按重要度分配原則 ◆ 按經(jīng)濟性分配原則 ◆ 按相對失效率分配原則 ◆ 按等分配法分配原則 系統(tǒng)分析 6 按等分配法的原則 分配原則：系統(tǒng)中各零件的重要性相當，可給各零件分配相同的可靠度。 　對于串聯(lián)系統(tǒng)　 n sRR ?i　對于并聯(lián)系統(tǒng)　 n sRR ??? 11i系統(tǒng)分析 7 按相對失效率分配的原則 分配原則：根據(jù)現(xiàn)有的可靠度水平，使每個單元分配到的失效率和現(xiàn)有失效率成正比。適用于失效率為常數(shù)的串聯(lián)系統(tǒng)。 設(shè)系統(tǒng)中各單元或子系統(tǒng)現(xiàn)有的失效率為 λi ； 對整個系統(tǒng)的可靠度要求為 R*，它對應的失效率為 λ *。 按相對失效率比分配的規(guī)則是： 若按 λi 算出的系統(tǒng)可靠度 R達不到 R*的值 ，則需要重新分配個子系統(tǒng)的失效率 λ *。 **1/??????iiniiii?? ??系統(tǒng)分析 81 按重要度分配的原則 分配原則：重要的零件應分配較高的可靠度。“重要”可以是指：功能的核心、失效的后果嚴重等。 多數(shù)文獻介紹的是 AGREE分配法：根據(jù)各單元的復雜性、重要性以及工作時間的差別，并假定各單元具有不相關(guān)的恒定的失效率進行分配。適用于各單元工作期間的失效率為常數(shù)的串聯(lián)系統(tǒng)。 設(shè)系統(tǒng)中有 k個元件串聯(lián)組成， ni為第 i 個單元的組件數(shù)，則系統(tǒng)的總組件數(shù)為： 　???kiinN1 第 i 個單元的復雜程度用 ni/N 表示。 系統(tǒng)分析 82 按重要度分配的原則 iiw ? 由第個單元失效引起系統(tǒng)故障的次數(shù) 系統(tǒng)的失效總數(shù)設(shè)重要度為 ：　 重要思想：考慮各單元在系統(tǒng)中的重要性引進了一個“重要度”因子。其定義為：因單元失效而引起系統(tǒng)失效的概率。 設(shè) T及 ti 分別為系統(tǒng)要求第 i 個單元的工作時間， T 時間內(nèi)第 i 個單元的工作時間用 ti /T 表示。 AGREE分配法認為：單元的分配失效率 λi應與重要度成反比，與復雜程度成正比，與工作時間成反比，即 NWtTnWNnTt iisiiiisi)(//1 ??? ????系統(tǒng)分析 82 ? ?NWtTRniisii)(ln???按重要度分配的原則 若各系統(tǒng)服從指數(shù)分布，則有 ii ti etR ???)(TsetR s ???)( 則分配給單元 i的失效率為 ? ?iNnsii WTRtR i /)(11)( ???系統(tǒng)分析 82 按重要度分配的原則 4. 儲備度的分配方法 若系統(tǒng)的原有結(jié)構(gòu)不滿足可靠度的要求，要增加儲備件，即設(shè)計冗余。此時應考慮多個方案進行比較，如何加儲備件最節(jié)省以及在哪個單元上增加可靠度最有效。 FMECA0 故障樹分析 (FTA) 概 述 故障樹分析的概念： 頂事件：最不希望發(fā)生的事件（分析目標）； 故障樹分析法由美國貝爾實驗室的 ， 1962年用于導彈發(fā)射控制系統(tǒng)的可靠性分析取得成功。 工程設(shè)計階段 ——可幫助尋找潛在的事故； 系統(tǒng)運行階段 ——可用作失效預測。 底事件：導致其他事件發(fā)生的原因事件； 中間事件：介于頂事件和底事件之間的一切事件。 故障樹形成的過程：以頂事件為分析目標，尋找頂事件發(fā)生的全部底事件。用相應的符號代表事件，用適當?shù)倪壿嬮T將事件連結(jié)，構(gòu)成倒立樹形圖就是故障樹。 概 述 故障樹分析法特點： 圖形演繹法，直觀、形象； 可對系統(tǒng)可靠性、安全性進行定性和定量分析，還可以找出系統(tǒng)的全部可能失效狀態(tài)； 需花費大量人力、時間，但軟件方面發(fā)展迅速； 通過分析過程，可以加深對系統(tǒng)的理解和熟悉程度，從而找出系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)。 建造故障樹需要一些邏輯關(guān)系的門符號和事件符號，以表達事件之間的邏輯因果關(guān)系。 故障樹的構(gòu)造 頂事件或中間事件 底事件 省略事件 開關(guān)事件 事件的轉(zhuǎn)移 與門 或門 禁門 ：分析、深入了解系統(tǒng)。收集系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)文件資料，進行仔細分析研究。 故障樹的構(gòu)造 ：任何需要分析的系統(tǒng)故障都可以作為頂事件，通常是最不希望發(fā)生的事件。大型系統(tǒng)頂事件可能不止一個，頂事件必須有明確定義，而且一定是可以分解的。 。分析造成頂事件的原因，即確定其各級中間事件，直至找出所以底事件，形成故障樹。 故障樹的構(gòu)造 例：汽油泵不泵油 故障樹的構(gòu)造 例：割草機馬達故障 故障樹的定性分析 故障樹定性分析主要目的：為了找出導致頂事件發(fā)生的所有可能的失效模式 ——失效譜，或找出使系統(tǒng)成功的成功譜。換句話說，就是找出故障樹的全部最小割集或全部最小路集。 割集 ——能使頂事件發(fā)生的一些底事件的集合，當這些底事件同時發(fā)生時，頂事件必然發(fā)生。 最小割集 ——如果割集中的任一底事件不發(fā)生時，頂事件也不發(fā)生，這就是最小割集。 一個割集代表了系統(tǒng)故障發(fā)生一種可能性，即一種失效模式；一個最小割集是指包含了最小數(shù)量，而又必需的底事件的割集。 最小割集發(fā)生則頂事件必然發(fā)生，故一棵故障樹的全部最小割集的完整集合代表了頂事件發(fā)生的所有可能性，即給定系統(tǒng)的全部故障。 故障樹的定性分析 路集 ——也是底事件的集合。當這些底事件同時不發(fā)生時，頂事件必然不發(fā)生（即系統(tǒng)成功）。一個路集代表了系統(tǒng)成功一種可能性。 最小割集 ——如果路集中所含底事件任意去掉一個就不再成為路集，這就是最小路集。 故障樹的定性分析 割集和路集的意義 x1 x2 x3 系統(tǒng)邏輯圖 頂事件 中間事件 x1 x2 x3 系統(tǒng)故障樹 割集： {x1}， {x2， x3} ， {x1， x2， x3} 最小割集： {x1}， {x2， x3} 路集： {x1 ， x2}， {x1， x3} ， {x1， x2， x3} 最小路集： {x1 ， x2}， {x1， x3} 故障樹的定量分析 故障樹定量分析認為是利用故障樹這一邏輯圖形作為模型，計算或估計系統(tǒng)頂事件發(fā)生的概率，從而對系統(tǒng)的可靠性、安全性及風險作出評價。 計算頂事件發(fā)生的概率的方法：結(jié)構(gòu)函數(shù)法。 假設(shè)故障樹由若干相互獨立的底事件構(gòu)成，底事件和頂事件都只有兩種狀態(tài)，即發(fā)生或不發(fā)生，也就是元件和系統(tǒng)都只有兩種狀態(tài)，即正?；蚬收?。 根據(jù)底事件發(fā)生的概率，按故障樹的邏輯結(jié)構(gòu)逐步向上運算，即可求得事件發(fā)生的概率。 故障樹的定量分析 1. 與門結(jié)構(gòu)的輸出事件發(fā)生的概率 ?????niinii xPxPXP11)()()( ?2. 或門結(jié)構(gòu)的輸出事件發(fā)生的概率 ???????niinii xPxPXP11)](1[1)()( ?FTA02 故障樹分析 (FTA) 故障樹分析例 P M K1(手動開關(guān)） K2 (電磁開關(guān)） E 電機 電機不轉(zhuǎn) ? M失效 M兩端無 220V電壓 E220V 開關(guān)失效 K２ 失效 K1失效