【正文】 。一般地 ， 預計值與實際值的誤差在 2倍內(nèi)可認為是正常的 。 在產(chǎn)品研制的各個階段 ， 可靠性預計應反復迭代進行 。 只要已知系統(tǒng)開始工作時的狀態(tài) ， 就可以確定以后任意時刻 ， 系統(tǒng)處于可工作狀態(tài)的概率 ， 而與以前的狀態(tài)無關 。 2022/5/28 可靠性設計 128 馬爾可夫過程 馬爾可夫過程是一種隨機過程 無后效性：當過程在某一時刻 ti的狀態(tài)已知 ，那么在 ti以后的任意時刻 tj， 過程處于各種狀態(tài)的可能性就完全確定 ， 而不受 ti之前任意時刻過程所處狀態(tài)的影響 。 預計方法 解析法 馬爾可夫過程法 仿真法 2022/5/28 可靠性設計 127 馬爾可夫過程 隨機過程 隨機事件的變化過程 ， 它無法用確定性的形式來描述 。 其任務可靠性不僅受各單元可靠性的影響 ， 而且受到各單元維修特性的影響 。 然后 ， 將各任務剖面的任務可靠度綜合 ， 預計出整機總的任務可靠度 。 它 是多種任務剖面的綜合任務可靠度指標 。 2022/5/28 可靠性設計 120 可靠性框圖法 示例 某飛機共有六個任務剖面 ， 燃油系統(tǒng)完成復雜特技的任務可靠性框圖如下圖所示 燃 油 泵發(fā) 動 機低 壓 燃 油 泵切 斷 開 關沖 壓 口 安 全 活 門 噴 射 泵連 通 單 向 活 門油 箱油 量 指 示 器耗 油 傳 感 器油 盡 信 號 器主 油 路壓 力 信 號 器低 壓 油 面 信 號 器A BCD E FGHIJKLM2022/5/28 可靠性設計 121 可靠性框圖法 單元名稱 故障率 106(1/h) 單元名稱 故障率 106(1/h) 燃油泵 (A) 870 油箱 (H) 1 切斷開關 (B) 30 油量指示器 (I) 50 發(fā)動機低壓燃油泵 (C) 800 耗油傳感器 (J) 45 沖壓口 (D) 20 油盡信號器 (K) 30 安全活門 (E) 30 主油路壓力信號器 (L) 35 噴射泵 (F) 700 低壓油面信號器 (M) 20 連通單向活門 (G) 40 示例 假設各單元壽命均服從指數(shù)分布 ， 工作時間均為 ， 其故障率如下表所示 。 返回 2022/5/28 可靠性設計 119 不可修系統(tǒng)的任務可靠性預計 可靠性框圖法 以系統(tǒng)組成單元的預計值為基礎 ， 依據(jù)建立的可靠性框圖及數(shù)學模型計算得出系統(tǒng)任務可靠度 。 如產(chǎn)品的任務故障率 、 MTBCF等 。 任務可靠性預計是針對某一任務剖面進行的 。 計算該設備的基本可靠性 。 計算模型 ?Pi = ?Gi?QiNi ???niPS i1??2022/5/28 可靠性設計 114 元件計數(shù)法 預計表格 元器件計數(shù)法預計表 編號 元器件 類別 數(shù)量 N 質(zhì)量 等級 質(zhì)量系數(shù) πQ λG (106/h) NλG (106/h) 2022/5/28 可靠性設計 115 元件計數(shù)法舉例 舉例 某電子設備由 4個調(diào)整二極管 、 2個合成電阻器 、 4個云母電容器組成 ， 所有器件都是國產(chǎn)的 ， 質(zhì)量等級都是 B1。 系統(tǒng)可靠性預計分類 基本可靠性預計 任務可靠性預計 任務期間 不可修系統(tǒng)的任務可靠性預計 任務期間 可修系統(tǒng)的任務可靠性預計 2022/5/28 可靠性設計 112 串聯(lián)模型關系 系統(tǒng)組成單元之間相互獨立 各單元均服從指數(shù)分布 ， SSSSnnsSdttRM TB FtRtRtRtR? ?????????02211)()()()()(SS M T B F/1??Sii ttd /???????????????????????????nisiisnnnniitdtdddtttsSeeeeetR1221111)()(????????????????? ?niiistdtssdeetRnisiiss11)(????可得出基本可靠性預計的一般方法 系統(tǒng)必然也服從指數(shù)分布 2022/5/28 可靠性設計 113 元件計數(shù)法 方法說明 適用于電子設備方案論證階段和初步設計階段 ， 元器件的種類和數(shù)量大致已確定 ， 但具體的工作應力和環(huán)境等尚未明確時 ， 對系統(tǒng)基本可靠性進行預計 。 2022/5/28 可靠性設計 110 返回 基本思路 根據(jù)仿制或改型的類似國內(nèi)外產(chǎn)品已知的故障率 ， 分析兩者在以下方面的差異 組成結構 使用環(huán)境 原材料 元器件水平 制造工藝水平 通過專家評分給出各修正系數(shù) ， 綜合權衡后得出一個故障率綜合修正因子 D: 54321 KKKKKD ?????② 相似產(chǎn)品類比論證法 2022/5/28 可靠性設計 111 系統(tǒng)可靠性預計概念與分類 系統(tǒng)可靠性預計概念 系統(tǒng)可靠性預計是以組成系統(tǒng)的各單元產(chǎn)品的預計值為基礎 ， 根據(jù)系統(tǒng)可靠性模型 ， 對系統(tǒng)基本 /任務可靠性進行預計 。 將機械零件分成 密封件 、 彈簧 、 電磁鐵 、 閥門 、軸承 、 齒輪和花鍵 、 作動器 、 泵 、 過濾器 、 制動器和離合器 等十類 。 目前預計機械產(chǎn)品可靠性尚沒有相當于電子產(chǎn)品那樣通用 、 可接受的方法 。 機械產(chǎn)品可靠性預計方法 2022/5/28 可靠性設計 108 方法說明 看起來很相似的機械部件 ， 其故障率往往是非常分散的 。 非電子產(chǎn)品的工作失效率為： 目前尚無正式可供查閱的數(shù)據(jù)手冊 。 在實驗室常溫條件測得的故障率為 “ 基本故障率 ” ， 實際故障率為 “ 工作故障率 ” 。 應力分析法 2022/5/28 可靠性設計 101 應力分析法 失效率模型 晶體管和二極管 的失效率計算模型 （ GJB299） )( 2 CSARQEbP ???????? ??p —— 元器件工作故障率（ h1） ?b —— 元器件基本故障率（ h1） ?E —— 環(huán)境系數(shù) ?Q —— 質(zhì)量系數(shù) ?A —— 應用系數(shù) ?R —— 電流額定值系數(shù) ?S2 —— 電壓應力系數(shù) ?C —— 配置系數(shù) 2022/5/28 可靠性設計 102 應力分析法 預計要求 預計依據(jù)的選取 預計環(huán)境的選取 預計溫度的選取 TJ=TA+20（ 二極管 ） TJ =TA+30（ 三極管 ） TJ =TA+30（ 集成電路 ） 降額系數(shù)的選取 質(zhì)量系數(shù)的選取 2022/5/28 可靠性設計 103 應力分析法 舉例 數(shù)字電路 54LS00為國產(chǎn)器件 ， 質(zhì)量等級為 B1，環(huán)境類別為 AIF， 計算該器件的工作失效率 。 在預計電子元器件工作失效率時 ， 應根據(jù)元器件的質(zhì)量等級 、 應力水平 、 環(huán)境條件等因素對基本失效率進行修正 。 計算表格 序號 單元名稱 復雜度 技術 水平 工作 時間 環(huán)境 條件 各單元 評分數(shù) 各單元 評分系數(shù) 單元的故障率 106 1 動力裝置 5 6 5 5 2 武器 7 6 10 2 3 制導裝置 10 10 5 5 2500 4 飛行控制裝置 8 8 5 7 5 機體 4 2 10 8 6 輔助動力裝置 6 5 5 5 返回 750 840 2240 640 750 2022/5/28 可靠性設計 100 方法說明 用于產(chǎn)品詳細設計階段的電子元器件失效率預計 。 2022/5/28 可靠性設計 99 評分預計法 示例 某飛行器由動力裝置 、 武器等六個分系統(tǒng)組成 。 這種方法是在產(chǎn)品可靠性數(shù)據(jù)十分缺乏的情況下進行可靠性預計的有效手段 ， 但其預計結果受人為影響較大 。 環(huán)境條件 ——根據(jù)單元所處的環(huán)境來評定 。 技術水平 ——根據(jù)單元目前技術水平的成熟程度來評定 。 時間基準：一般以系統(tǒng)工作時間為基準 評分預計法 2022/5/28 可靠性設計 97 評分因素 、 評分原則 以產(chǎn)品故障率為預計參數(shù) ， 各種因素評分值范圍為 1~10， 評分越高說明可靠性越差 。 相似系數(shù) d = 106/（ 106） 發(fā)動機的可靠性 R = d = 該方法對于具有繼承性產(chǎn)品或其它相似的產(chǎn)品是比較適用的 ， 但對于全新的產(chǎn)品或功能 、 結構改變較大的產(chǎn)品不太適用 。 各分系統(tǒng)可靠性指標為 戰(zhàn)斗部 安全自毀系統(tǒng) 彈體結構 控制系統(tǒng) 發(fā)動機 為了將導彈射程提高到 5000km， 對發(fā)動機采取了三項改進措施： 采用能量更高的裝藥； 發(fā)動機長度增加 1m； 發(fā)動機殼體壁厚由 5mm減為 。 成熟產(chǎn)品的詳細故障記錄越全 ，數(shù)據(jù)越豐富 ， 比較的基礎越好 ， 預計的準確度就越高 。 該方法簡單 、 快捷 ， 適用于系統(tǒng)研制的各階段 ， 可應用于各類產(chǎn)品的可靠性預計 ， 如電子 、 機械 、 機電等產(chǎn)品 。 返回 2022/5/28 可靠性設計 91 單元可靠性預計 返回 說明 系統(tǒng)可靠性是各單元可靠性的概率綜合 單元可靠性預計是系統(tǒng)可靠性預計的基礎 直接預計系統(tǒng)各單元的故障率或可靠度 常用的單元可靠性預計方法： 相似產(chǎn)品法 評分預計法 應力分析法 故障率預計法 機械產(chǎn)品可靠性預計法 2022/5/28 可靠性設計 92 相似產(chǎn)品法 方法說明 相似產(chǎn)品法就是利用與該產(chǎn)品相似的現(xiàn)有成熟產(chǎn)品的可靠性數(shù)據(jù)來估計該產(chǎn)品的可靠性 。 分配結果是可靠性預計的依據(jù)和目標 ， 預計的相對結果是可靠性分配與指標調(diào)整的基礎 。 返回 2022/5/28 可靠性設計 88 分類 根據(jù)戰(zhàn)術技術中可靠性的定量要求分為 基本可靠性預計 任務可靠性預計 （ 任務剖面 、 工作時間及功能特性等 ） 不可修產(chǎn)品 可修產(chǎn)品 從產(chǎn)品構成角度分析 ， 可分為： 單元可靠性預計 系統(tǒng)可靠性預計 2022/5/28 可靠性設計 89 系統(tǒng)可靠性預計程序 一般遵循的程序 ① 明確系統(tǒng)定義 ， 包括系統(tǒng)功能 、 系統(tǒng)任務和系統(tǒng)組成及其接口； ② 明確系統(tǒng)的故障判據(jù)； ③ 明確系統(tǒng)的工作條件； ④ 繪制系統(tǒng)的可靠性框圖； ⑤ 建立系統(tǒng)可靠性數(shù)學模型； ⑥ 預計各單元的可靠性； ⑦ 根據(jù)系統(tǒng)可靠性模型預計基本可靠性或任務可靠性； ⑧ 可靠性預計結果為可靠性分配提供依據(jù) ， 當實際系統(tǒng)有變動時 ， 進行可靠性再預計 。 要求預計工作具有 及時性 ， 即在決策點之前做出預計 ， 提供有用的信息 ， 否則這項工作會失去意義 。 為可靠性分配奠定基礎 。 在設計中 ， 通過可靠性預計 ， 發(fā)現(xiàn)影響系統(tǒng)可靠性的主要因素 ， 找出薄弱環(huán)節(jié) ， 采取設計措施 ， 提高系統(tǒng)可靠性 。 2022/5/28 可靠性設計 86 目的、用途 可靠性預計的目的與用途主要是 評估系統(tǒng)可靠性 ， 審查是否能達到要求的可靠性指標 。 單元名稱 復雜程度 ri1 技術水平 ri2 工作時間 ri3 環(huán)境條件 ri4 動力裝置 5 6 5 5 武器 7 6 10 2 制導裝置 10 10 5 5 飛控裝置 8 8 5 7 機體 4 2 10 8 輔助動力裝置 6 5 5 5 返回 2022/5/28 可靠性設計 84 內(nèi)容提要 可靠性預計概念 、 目的和用途 可靠性預計的分類及程序 可靠性分配與可靠性預計的關系 單元可靠性預計 系統(tǒng)可靠性預計 不同研制階段可靠性預計方法的選取 可