可靠性分配
可靠性工程5-6可靠性分配-yjg
Example (Continued)
（2）计算各单元的失效率i 与系统预计的总失效率 之比 i
1
1
0.005 0.01
0.5
2
2
0.003 0.01
0.3
3
3
0.002 0.01
0.2
（3）计算各单元分配的可靠度,所要求的系统可靠度R* 0.98
对于处于恶劣环境条件下工作的产品，应分配较低的 可靠性指标。因为恶劣的环境会增加产品的故障率。
对于需要长期工作的产品，分配较低的可靠性指标。 因为产品的可靠性随着工作时间的增加而降低。
对于重要度高的产品，应分配较高的可靠性指标。因 为重要度高的产品一旦发生故障将会影响人身安全或 重要任务的完成。
系统可靠性等分配法
效）的数目ni ，i 1,2,n ，与系统中重要零、部件的总数 N
之比
Ki
ni N
重要度：指某个单元发生故障时对系统可靠性的影响程度，
用第i个单元故障引起的系统故障次数比单元故障总数表示：
Wi
Ns ri
AGREE分配法
考虑复杂度和重要度后，单元失效率与系统失效率的 比值可用下式表示： i ni 1 Ki
R1 48 e1t e0.00007*48 0.9966
R2 48 e2t e0.00014*48 0.99322 R3 10 e3t e0.0015*10 0.98498 R4 12 e4t e0.00167*12 0.98016
解：（1）由各单元的预计失效率可计算出系统的预计失效率为
1 2 3 0.005 0.003 0.002 0.01 h 1
可靠性指标分配报告
可靠性指标分配报告：可靠性分配指标报告可靠性分配方法可靠性设计指标分配gjb 可靠性指标分配公式篇一：可靠性分配第三章可靠性与维修性指标分配3.1 概述3.2 AGREE可靠性指标分配法3.3 可靠性工程加权分配法3.4 维修性工程加权分配法3.5 进行可靠性与维修性指标分配在工程实施上应注意事项第三章可靠性与维修性指标分配3.1 概述可靠性与维修性指标分配是为了把系统的可靠性与维修性定量要求按照一定的准则分配给系统各组成单元而进行的工作。
其目的是将整个系统的可靠性与维修性要求转换为每一个分系统或单元的可靠性与维修性要求，使之协调一致。
它是一个由整体到局部，由上到下的分解过程。
通过可靠性与维修性指标分配，把设计目标落实到相应层次的设计人员身上。
各相应层次的设计人员通过可靠性与维修性指标预计，当感到采用常规的设计不能达到系统的要求时，可以采取特殊设计措施。
比如：采取降额设计、冗余设计、动态设计、热设计、优选元器件、最大的减少元器件数量等措施，以满足系统可靠性要求。
采取可接近性设计、可更换性设计、模块化设计、故障定位（BIT）设计等措施以满足系统维修性要求。
通过可靠性与维修性指标分配，还可以暴露系统设计汇总的薄弱环节及关键单元和部位，为指标监控和改进措施提供依据，为管理提供所需的人力、时间和资源等信息。
因而，可靠性与维修性指标分配是可靠性设计中不可靠缺少的工作项目，也是可靠性工程与维修性工程决策点。
可靠性与维修性指标分配应在系统研制的早期进行，可按可靠性结构模型进行分配，使各分系统、单元的可靠性与维修性指标分配值随着研制任务同时下达，在获得较充分的信息后进行再分配。
随着系统研制的进展和设计的更动，可靠性与维修性分配要逐步完善和进行再分配。
可靠性与维修性指标分配方法很多，在这里仅将工程实用、科学合理方法予以介绍。
3.2 AGREE 可靠性指标分配法这是美国电子设备可靠性顾问组在一份报告中所推荐的分配方法。
可靠度分配
Q D = QE = 0.005 = 0.0707, 即得分配的结果为 : A, B, C 的可靠性为 : 1-0.005=0.995; D,E 的可靠性为 : 1-0.0707=0.9293; （当各组成单元的预计失效概率较大时的可靠性分配） 对于串联系统，组成单元失效分布均服从指数分布的情况。 λ sy = λ1 y + λ2 y + L + λ ny
E
2
B3
7
C3
求 A 到 E 的最短距离 (用逆推法 ), 令各阶段目标函数 (距离 ) 为 f n ( s ) , s 为状态变量, x n 为决策变量 , f n ( s) = xn . 第一阶段: f 1 ( D1 ) = 1 (从 D1 到终点 E 的距离等于 1), f 1 ( D2 ) = 2 .
* (2). 给定系统可靠性为 RS ; 使所需的努力总代价为最小 . 努力代价函数 G ( x, y ) 满足一定(常规 )的条件, 即 ( y > x ≥ 0) . (a). G ( x, y) ≥ 0; (b). G ( x, y ) ≤ G ( x, y + ∆y ), ∆ y > 0; G ( x, y ) ≥ G( x + ∆x, y ), ∆x > 0 ; (c). G ( x, y ) + G ( y, z ) = G ( x, z), x < y < z ; (d). 及其它性质 . 问题的数学形式 : n Min G ( R i , Ri* ), ∑ i =1 s.t . n R * ≥ R* , * * to find R1* , R2 ,L , R n S ∏ i i =1 * * 0 < R1* ≤ R2 ≤ L ≤ Rn ≤ 1, * R1 , R2 ,L , R n , RS are known values; R * ≥ R , i = 1,2,L , n. i i 可以证明, 这个最优化问题有如下的唯一解 :
可靠性预计和分配
n
Rsy Riy
i（1 1）当各构成单元旳估计失效概率很小时旳可靠性分配
n
• 因为该系统为串联络统，故有 Rsy Riy ，因为 Rsy 1 qsy ，Riy 1 qiy
，则有
i 1
n
n
n2
1 qsy 1 qiy 1 qiy q jyq ky
1 n q1否需要进行可靠性分配
Rsy RAy RBy RCy RDy 0.9 0.92 0.94 0.96 0.747
因为
Rsy 0.747
不大于系统要求具有旳可靠度 Rsq 0.9
故对系统各构成单元必须进行可靠性分配。考虑此处估计公
式为近似公式，且构成单元中有旳失效概率不够小，为确保 一次分配成功，按 Rsq 0.9进1 行分配
分配旳含义： 给定系统可靠度 Rs* 要求 f (R1, R2,..., Rn ) Rs*
16
一、串联络统可靠性旳分配
1、等分分配法：把可靠度平均分给各个单元
n
Rs Ri i1
Ri
R1/ n s
i 1,2,...n
17
1-2利用估计值旳分配法
当对某一系统进行可靠性估计后，有时发觉该系统旳可 靠度估计值Rsy不大于要求该系统应该到达可靠度值Rsq。 此时必须重新拟定各构成单元（也涉及子系统）旳可靠度， 即对各单元旳可靠度进行重新分配。
R1 R2 R3 R4 R5
解：（1）判断对该系统是否要进行可靠度分配 因为在1000h时
R R R R R R (1000) (1000) (1000) (1000) (1000) (1000)
p
不影响系统失效旳并联单元l，k旳对数
3、上下限综合计算 系统可靠度旳预测值
产品可靠性分配方法研究
产品可靠性分配方法研究
产品可靠性分配是指将产品可靠性指标分配给各个部件或子系统，以保证整个产品系统具有足够的可靠性。
产品可靠性分配是保
证产品质量和可靠性的重要步骤，也是产品设计过程中的关键环节
之一。
产品可靠性分配方法有很多种，下面介绍其中几种常用的方法：
1. 直接分配法：直接将产品可靠性要求分配给各个部件或子系统，这种方法适用于产品结构简单、各部件的可靠性指标已知或易
计算的情况。
2. 经验分配法：通过历史数据或类似产品的可靠性水平，对各
部件或子系统的可靠性指标进行经验分配，这种方法适用于产品结
构复杂、缺乏相关可靠性数据的情况。
3. 权重分配法：根据各部件或子系统对整个产品可靠性的贡献
程度，给出相应的权重，再将产品可靠性要求按权重分配给各部件
或子系统，这种方法适用于产品结构复杂、各部件或子系统的重要
性不同的情况。
4. 故障模式影响分析法：通过分析各部件或子系统的故障模式
及其影响，评估各部件或子系统的可靠性指标，然后将产品可靠性
要求分配给各部件或子系统，这种方法适用于产品结构复杂、各部
件或子系统之间相互影响的情况。
总之，选择合适的产品可靠性分配方法，能够为产品质量和可
靠性的保证提供有力的保障。
现代设计理论之可靠性分配方法简介
可靠性分配方法(一)等分配法（无约束分配法）等分配法（Equal Apportionment Technique ）是对全部的单元分配以相同的可靠度的方法。
按照系统结构和复杂程度，可分为串联系统可靠度分配、并联系统可靠度分配、串并联系统可靠度分配等。
（1）串联系统可靠度分配当系统中n 个单元具有近似的复杂程度、重要性以及制造成本时，则可用等分配法分配系统各单元的可靠度。
这种分配法的另一出发点考虑到串联系统的可靠性往往取决于系统中最弱的单元。
当系统的可靠度为s R ，而各分配单元的可靠度为i R 时因此单元的可靠度i R 为（2）并联系统可靠度分配当系统的可靠度指标要求很高（例如Rs>0.99）而选用已有的单元又不能满足要求时，则可选用n 个相同单元的并联系统，这时单元的可靠度远远大于系统的可靠度。
当系统的可靠度为s R ，而各分配单元的可靠度为i R因此单元的可靠度i R 为（3）串并联系统可靠度分配先将串并联系统化简为“等效串联系统”和“等效单元”，再给同级等效单元分配以相同的可靠度。
优缺点：等分配法适用于方案论证与方案设计阶段，主要优点是计算简单，应用方便。
主要缺点是未考虑各分系统的实际差别。
（二）按相对失效率和相对失效概率分配（无约束分配法）相对失效率法和相对失效概率法统称为“比例分配法”。
相对失效率法是使系统中各单元容许失效率正比于该单元的预计失效率值，并根据这一原则来分配系统中各单元的可靠度。
此法适用于失效率为常数的串联系统。
对于冗余系统，可将他们化简为串联系统候再按此法进行。
相对失效概率法是根据使系统中各单nini i s R R R ==∏=11/ 1,2,,ni s R R i n==（）11ns i R R =--（）1/11,1,2,,ni s R R i n=--=（）元的容许失效概率正比于该单元的预计失效概率的原则来分配系统中各单元的可靠度。
重要度是指用一个定量的指标来表示各设备的故障对系统故障的影响，按重要度考虑的分配方法的实质即是：某个设备的平均故障间隔时间（可靠性指标）应该与该设备的重要度成正比。
可靠性分配
可靠性分配第三章可靠性与维修性指标分配3.1 概述3.2 AGREE可靠性指标分配法3.3 可靠性工程加权分配法3.4 维修性工程加权分配法3.5 进行可靠性与维修性指标分配在工程实施上应注意事项第三章可靠性与维修性指标分配3.1 概述可靠性与维修性指标分配是为了把系统的可靠性与维修性定量要求按照一定的准则分配给系统各组成单元而进行的工作。
其目的是将整个系统的可靠性与维修性要求转换为每一个分系统或单元的可靠性与维修性要求，使之协调一致。
它是一个由整体到局部，由上到下的分解过程。
通过可靠性与维修性指标分配，把设计目标落实到相应层次的设计人员身上。
各相应层次的设计人员通过可靠性与维修性指标预计，当感到采用常规的设计不能达到系统的要求时，可以采取特殊设计措施。
比如:采取降额设计、冗余设计、动态设计、热设计、优选元器件、最大的减少元器件数量等措施，以满足系统可靠性要求。
采取可接近性设计、可更换性设计、模块化设计、故障定位(BIT)设计等措施以满足系统维修性要求。
通过可靠性与维修性指标分配，还可以暴露系统设计汇总的薄弱环节及关键单元和部位，为指标监控和改进措施提供依据，为管理提供所需的人力、时间和资源等信息。
因而，可靠性与维修性指标分配是可靠性设计中不可靠缺少的工作项目，也是可靠性工程与维修性工程决策点。
可靠性与维修性指标分配应在系统研制的早期进行，可按可靠性结构模型进行分配，使各分系统、单元的可靠性与维修性指标分配值随着研制任务同时下达，在获得较充分的信息后进行再分配。
随着系统研制的进展和设计的更动，可靠性与维修性分配要逐步完善和进行再分配。
可靠性与维修性指标分配方法很多，在这里仅将工程实用、科学合理方法予以介绍。
3.2 AGREE 可靠性指标分配法1这是美国电子设备可靠性顾问组在一份报告中所推荐的分配方法。
这种方法与等分配法不同的是同时考虑了各单元的相对重要度和复杂度，显得更为合理。
所谓重要度是指某一单元发生故障时对系统可靠性影响程度，用W表示: i 式中N——由于第i个单元故障引起系统故障的次数; sr——第i个单元的故障次数。
可靠性预测和分配详解
可靠性预测和分配详解什么是可靠性预测和分配可靠性预测和分配是在工程领域中广泛应用的方法，用于评估和预测产品或设备在特定条件下的可靠性，以及将可靠性信息分配到不同组件或系统上。
可靠性预测和分配在新产品的设计和开发阶段尤为重要，因为它可以帮助制定测试和维修计划，减少设备停机时间，提高效率和降低成本。
可靠性预测可靠性预测是一种根据过去的测试数据或经验数据预测产品或设备在未来运行中的表现的方法。
可靠性预测通常包括以下步骤：• 收集数据–从过去的测试和运行中收集到与产品或设备有关的数据。
• 数据清洗和分析–通过统计分析、可靠性建模和其他数学方法，确定与产品或设备有关的因素，并对数据进行清洗和分析。
• 建立模型–根据已分析的数据，建立数学模型来预测产品或设备的可靠性。
• 预测可靠性–利用建立的数学模型，预测产品或设备在特定条件下的可靠性。
可靠性预测的关键是正确收集和分析数据，并建立准确的数学模型。
如果数据不准确或模型不充分，预测的可靠性也会不准确。
可靠性分配可靠性分配是一种将可靠性信息分配到不同组件或系统上的方法，以确定每个组件或系统的贡献和重要性。
可靠性分配通常包括以下步骤：• 确定可靠性需求–确定整个系统或特定组件的可靠性需求。
• 确定组件或系统结构–确定系统的组成结构和组件之间的关系。
• 确定贡献和重要性–根据组件或系统的结构和可靠性需求，确定每个组件或系统的贡献和重要性。
• 分配可靠性–通过数学方法将整个系统可靠性分配到各组件或系统上，以确定每个组件或系统的可靠性目标。
可靠性分配的关键是准确地确定贡献和重要性，以及如何将可靠性分配到不同的组件或系统上。
如果贡献和重要性不准确，或者分配不合理，最终的可靠性可能会受到影响。
可靠性预测和分配的应用可靠性预测和分配在工程领域中有广泛的应用，包括以下方面：• 产品设计和开发–可靠性预测和分配可以帮助制定测试和维修计划，减少设备停机时间，提高生产力和降低成本。
• 维修和保养–可靠性预测和分配可以帮助制定维修计划，准确预测系统或组件的故障率，以及优化维修时间和成本。
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……
通过以上方程， 也可以 求个单元的可靠度 Rid
AGREE分配法
单元或子系统的复杂度定义为:单元中所含重要零件、 部件（其失效会引起单元失效）的数目Ni （i=1,2，…，n）与系统中重要零件、部件的总数 N之比，即第i个单元的复杂度Ki为
Ni Ni Ki N Ni
id t
相对失效率法与相对失效概率法 2.并联系统可靠度分配
Fsd F1d F2 d Fnd Fid
i 1 n
Fsd ：系统容许失效率
Fid ：各单元容许失效概率
F2 d F1d F2 F1 F3d F1d F3 F1
Fnd F1d Fn F1
……
Fi： 单元失效概率
宁波理工学院
系统的可靠性分配
一 可靠性分配原理 二 几种常见的可靠性分配方法
等分配法 相对失效率法与相对失效概率法 AGREE分配法 成本最小分配法
社会也是一个系统，也有可靠性
一个团队，大到一个社会，都是 由一个个人组成的。 这个团队， 这个社会的可靠与否与其中的每 个人的可靠度有很大关系。 要想保证整个社会的可靠度，就 必须保证每个人的可靠度。
相对失效率法与相对失效概率法
i
i 1.若单元服从指数分布的串联系统： （i=1,2，· · · ，n）
i 1
n
i
i ：各单元相对失效率
i
i ：各单元预计失效率
id ：各单元容许失效率
Ri ：各单元分配可靠度
id i sd
i
i 1
n
sd
i
Ri e
相对失效率法与相对失效概率法
易混淆的几个概念：失效率与失效概率，容许失 效率与预计失效率
失效率：工作到某时刻t时尚未失效的产品，在 时刻t以后的下一个单位时间内发生失效的概率， 记为 (t )
失效概率：与可靠度对应，产品在规定条件下 和规定时间内不能完成规定功能的概率，记为 F(t)
相对失效率法与相对失效概率法
通过上述方程，求得各单元 应该分配的容许失效概率值 Fid，进而求各单元可靠度
相对失效率法与相对失效概率法
既然并联系统中能用相对失效概率法，对， 串联系统中能用相对可靠性法吗？ 即：
Rsd R1d R2 d Rnd Rid
i 1 n
R2 d R1d R2 R机械系统更是如此！
可靠性分配原理及准则 • 可靠性分配是将工程设计规定的系统可靠度 合理的分配给组成该系统的各个单元，确定 系统各组成单元的可靠性定量要求，从而保 证整个系统的可靠性指标。 技术 时间 人力 资源 ……
可靠性分配考率因素
可靠性分配准则
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
情况2：一个新设计的系统与老的系统非常相似，也就是组
成系统的各单元类型相同，只是对这个新系统只提出新的 可靠性要求。
解决办法：相对失效率法与相对失效概率法
相对失效率法：系统中个单元的容许失效率正比于该单元的 预计失效率值，并根据这一原则来分配系统中的各单元的可 靠度。 相对失效概率法：系统中个单元的容许失效率正比于该单元 的预计失效率值，并根据这一原则来分配系统中的各单元的 可靠度。
考虑到复杂度和重要度后，单元失效率 i 与系统失效率s的 比值可表示为
i ki s wi
AGREE分配法
若系统可靠度服从指数分布，即 Rs e 将λs代入上式，则分配给各单元的失效率为
ki ln Rs i wi t
st
分配给各单元的可靠度为
Ri t e
i t
故障频繁性 故障致命性 部件维修性 部件复杂性 加工制造水平 环境条件 费用
等分配法
情况1：在系统中各个单元可靠度大致相同，复杂 度相差无几 解决方法：等分配法 具体算法：设各个单元可靠度为Ri，系统可靠度 为Rs，按等配法，组成系统的各单元可靠度为 （1）串联系统： 1
Ri Rs n
（2）并联系统： 1 Ri 1 (1 Rs ) n (3)串并联系统：利用等效分配法计算
R' (t ) t R(t ) i (t )
s (t )
成本最小分配法
目标函数：
min G( Ri , Rid )
i 1
n
GRi , Rid 使第i个单元的可靠度由Ri
提高到Rid所需成本
约束条件：
R
i 1
n
id
Rsd
Rsd：系统需要的可靠度
大人，关于上节课，我认 为从可靠度的角度讲，同 学可靠度很低，有待提高 啊！
单元或子系统的重要度定义为该单元失效而引起的 系统失效的概率，记为wi。 mi:由第i个单元故障引起的系 mi wi 统故障次数； ri ri：第i个单元的故障次数
AGREE分配法
情况3：当需要考虑系统各单元或各系统的复杂度、 重要度、工作时间以及它们与系统之间的失效关系 解决方法：AGREE分配法
e
ki ln Rs wi
ln Rs 1 wi
ki
AGREE分配法
课本上所说AGREE分配法适用于失效率为 常数的串联系统，那其他的情况会如何？
i ki s wi
一般 k i 为一个常数
wi
若单元为一般分布。欲知 R (t ) i
可见，此时需要知道 系统的具体可靠性分布！
Rs (t )