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Reliability Prediction 第六讲 可靠性预计Reliability Prediction 可靠性预计 可靠性预计概念 可靠性预计是在设计阶段对系统可靠性进行定量的评估，是根据历史的产品可靠性数据、系统的构成和结构特点、系统的工作环境等因素估计组成系统的元器件、部件及系统可靠性。 系统的可靠性预计是根据组成系统的元件、部件的可靠性来估计的，是一个自下而上，从局部到整体、由小到大的一种系统综合过程。 可靠性预计目的、用途与分类 可靠性预计的程序(国军标：GJB813-90) 单元可靠性预计 系统可靠性预计 可靠性预计的特点与注意事项 不同研制阶段可靠性预计方法的选取 目的、用途与分类 可靠性预计目的与用途 评估系统可靠性，审查是否能达到要求的可靠性指标； 在方案论证阶段，通过可靠性预计，比较不同方案的可靠性水平，为最优方案的选择及方案优化提供依据； 在设计中，通过可靠性预计，发现影响系统可靠性的主要因素，找出薄弱环节，采取设计措施，提高系统可靠性； 为可靠性增长试验、验证及费用核算等方面的研究提供依据。 可靠性预计的分类 可靠性预计分为： 基本可靠性预计 任务可靠性预计 可靠性预计程序 可靠性预计程序 明确系统定义：包括说明系统功能、系统任务和系统各组成的接口； 明确系统的故障判据； 明确系统的工作条件； 绘制系统的可靠性框图，可靠性框图绘制到最低一级功能层次； 建立系统可靠性数学模型； 预计各单元设备的可靠性； 根据系统可靠性模型预计其的基本可靠性或任务可靠性 可靠性预计结果为可靠性分配提供依据，当实际系统有变动时，进行可靠性再预计、再分配，直到满意结果为止。 单元可靠性预计 单元可靠性预计 直接预计系统各单元的故障率或可靠度。系统是由许多单元组成，系统可靠性是各单元可靠性概率综合。因此，单元可靠性预计是系统可靠性预计的基础。 单元可靠性预计方法 相似产品法 评分预计法 电子元器件法 元件记数法 应力分析法 各研制阶段可靠性预计方法的选取 相似产品法 相似产品法 相似产品法就是利用与该产品相似的已有的成熟产品的可靠性数据来估计该产品的可靠性，成熟产品的可靠性数据主要来源于现场统计和实验室的试验结果。 相似产品法考虑的的相似因素一般包括 ： 产品结构、性能的相似性； 设计的相似性 ； 材料和制造工艺的相似性 ； 使用剖面(保障、使用和环境条件) 的相似性 。 相似产品法的预计程序： 确定相似产品 分析相似因素为可靠性的影响 确定相似系数 d 新产品可靠性预计：新产品故障率= d ?老产品故障率 相似产品法示例 相似产品法示例 某型号导弹射程为3500km，已知飞行可靠性指标为0.8857，各分系统可靠性指标为：战斗部：0.99、安全自毁系统：0.98、弹体结构：0.99、控制系统：0.98、发动机：0.9409。为了将导弹射程提高到5000km，对发动机采取了三项改进措施： 采用能量更高的装药： 发动机长度增加1m； 发动机壳体壁厚由5mm减为4.5mm。 试预计改进后的导弹飞行可靠性 。 解 新的导弹与原来的导弹十分相似，其区别就在发动机。根据经验，唯有壁厚减薄会使壳体强度下降，会使燃烧室的可靠性下降影响发动机的可靠性。因此，可粗略地认为发动机的可靠性是与壳体强度成正比。经计算，原发动机壳体的结构强度为9.806×106Pa，现在发动机壳体的结构强度为9.412×106Pa，则 d=9.412×106/9.806×106； 发动机的可靠性 R=0.9409×(9.412×106/9.806×106)=0.9033 评分预计法 评分预计法 评分预计法是在可靠性数据非常缺乏的情况下，根据复杂程度，技术发展水平，工作时间等因素对各单元产品可靠性的影响差异，而有专家评分得出各单元的故障率/MTBF/可靠度的相对系数，从而预计各单元的可靠性。 评分因素 ： 复杂度、技术发展水平，工作时间，环境条件。 评分原则 ： 各种因素评分值范围为：1~10，评分越高说明可靠性越差。 复杂度——它是根据组成单元的元部件数量以及它们组装的难易程度来评定，最简单的评1分，最复杂的评10分。 技术发展水平——根据单元目前的技术水平的成熟来评定，水平最低的评10分，水平最高的评1分。 工作时间——根据单元工作的时间来评定。系统工作时，单元一直工作的评10分，工作时间最短的评1分。 环境条件——根据单元所处的环境来评定，单元工作过程中会经受极其恶劣和严酷的环境条件的班次10分，环境条件最好评1分。 评分预计法 评分法可靠性预计 评分预计法示例 评分预计法注意事项 时间基准、基准单元、预计参数。 评分预计法示例 元件计数法 元件记数法 元件记数法适用于电子设备方案