电磁兼容与可靠性设计..ppt

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成都理工大学 信息工程学院 离散数学 成都 电 磁 兼 容与可靠性设计 产品或产品的一部分不能或将不能完成预定功能的事件或状态,称之为故障。(即产品丧失了规定的功能) 故障的表现形式,叫做故障模式。 引起故障的物理化学变化等内在原因,称故障机理。 不可修产品(如电子元器件):失效 产品的故障按其故障的规律可以分为两大类: 偶然故障 渐变故障 基本可靠性 产品在规定的条件下,无故障的持续时间或概率。 在没有后勤保障情况下系统工作能力的度量。 考虑所有需要维修保障的故障。 采用冗余,降低基本可靠性。 通常等于或低于任务可靠性。 固有可靠性 产品在设计、制造过程中赋予的固有属性。 产品的开发者可以控制。 使用可靠性 产品在实际使用过程中表现出的可靠性。 除固有可靠性的影响因素外,还要考虑安装、操作使用、维修保障等方面因素的影响。 可靠度 产品在规定的条件下和规定的时间内,完成规定功能的概率称为可靠度。依定义可知,系统的可靠度是时间的函数,表示为: 式中,R(t)——可靠度函数; ξ——产生故障前的工作时间; t ——规定的时间 依定义可知,可靠度函数R(t)为: 式中, N0 —— t = 0时,在规定条件下进行工作的产品数; r(t) ——在0到 t 时刻的工作时间内,产品的累计故障数。 不可靠度 产品在规定的条件下和规定的时间内,丧失规定功能的概率称为累积故障概率(又叫不可靠度)。 依定义可知,产品的累积故障概率是时间的函数,即 显然,以下关系成立: 故障率函数 故障率 工作到某时刻尚未发生故障的产品,在该时刻后单位时间内发生故障的概率,称之为产品的故障率。 用数学符号表示为: 式中, ?(t) —— 故障率; dr(t) —— t 时刻后,dt 时间内故障的产品数; Ns(t) —— 残存产品数,即到t 时刻尚未故障的产品数。 可按下式进行工程计算: 式中,Δr(t) —— t 时刻后,Δt 时间内故障的产品数; Δt —— 所取时间间隔; Ns(t) —— 残存产品数。 对于低故障率的元部件常以 10-9/h 为故障率的单位,称之为菲特(Fit)。 可维性 对于可修复产品,只考虑其发生故障的概率显然是不合适的,还应考虑被修复的可能性。 维修(Service)是指为保持和恢复产品完成规定的功能而采取的技术和管理措施。 所谓“可维性”(Serviceability),是指系统在给定时间内,按规定的程序和方法进行维修时,保持或恢复到能完成规定功能的能力。它通常是从判定故障到排除故障所需要的时间,包括故障诊断、故障定位、系统校正和恢复等时间,是系统维护效率的度量。 可维性 平均修复时间(MTTR)是指产品修复时间的平均值。修复时间是随机变量。 MTTR可理解为产品修复时间的数学期望。当维修时间服从指数分布时, 系统的MTTR和MTBF有关。从提高系统可用性角度来看,提高MTTR比减少故障数更为有效。 可用性 可用性(Availability)也叫有效性或利用率。它是可维系统在某时刻具有或维持规定功能的能力,即系统在执行任务的任意时刻能正常工作的概率。 对可修复系统,当考虑到可靠性和维修性时,综合评价的尺度就是有效度A(t),它表示产品在规定条件下保持规定功能的能力。可用下式计算: MTBF反映了可靠性的含义;MTTR反映维修活动的一种能力。两者结合即为固有有效度A(t)。 现代质量观认为,质量包含了系统的性能特性、专门特性、经济性、时间性、适应性等方面,是系统满足使用要求的特性总和。 大型工程系统(如军事装备等)的研制过程可分为(战术)技术指标论证、方案论证及确认、工程研制(包括初步设计与详细设计阶段)、设计定型、生产定型五个阶段。 浴盆曲线:大多数产品的故障率随时间的变化曲线形似浴盆,故称之为浴盆曲线。由于产品故障机理的不同,产品的故障率随时间的变化大致可以分为3个阶段: 早期故障阶段。产品投入使用的初期,故障率较高,且存在迅速下降的特征。该阶段产品的故障主要是设计和制造中的缺陷,投入使用后很容易暴露出来。 偶然故障阶段。产品投入使用一段时间后,故障率可降到一个较低的水平,且基本处于平稳状态,可近似认为故障率是常数。 耗损故障阶段。产品投入使用相当长的时间后,进入产品的耗损故障期,特点是故障率迅速上升,很快出现大批量的产品故障或报废。 可靠性分配 系统可靠性分配就是将使用方提出的,在系统设计任务书(或合同)中规定的可靠性指标,自上而下,由大到小,从整体到局部,逐步分解,分配到各分系统,设备和元器件。 可靠性分配的目的 可靠

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