某设备在不同研制阶段几种可靠性分配方法
可靠性分配
Company LOGO
评分分配法
解：
MFHBF* 1 ( 1 1 ) 3.337 2.9 22.166
4 8 4 8 7 3 … 7 5
研制阶段的门限值作为该阶段必须达到的考核验证的指companylogowwwcompanycom可靠性分配就是在产品设计阶段由生产方与订货方共同协商确定整个系统的可靠度指标根据已给条件及预测数据以及系统的设计结构采取一种分配方法在组成系统的各个分系统间进行分配然后各分系统将所分配得到的可靠度再分配给各个部件每个部件按所分配的可靠度进行设计选取元件零件以确保系统可靠度指标的要求
可靠性分配的目的及用途
建立各分系统所要求的可靠度指标，而这个 指标将为各部件、各分系统的设计、原材料的选 择及产品检验提供重要的数据。 可靠性分配主要在方案论证阶段及初步设计 阶段进行，是一个反复迭代的过程。
可靠性分配分类
基本可靠性分配 任务可靠性分配
Company LOGO
Company LOGO
可靠性分配
可靠性分配概念 可靠性分配的目的、用途、分类 可靠性分配的程序 可靠性分配的原理与准则 可靠性分配的方法 可靠性分配的注意事项
Company LOGO
可靠性分的原理和准则
可靠性分配的原理
* * i新 S新 Ki
Company LOGO
比例组合法
一个液压动力系统，原故障率为256.0×10-6/h， 改进设计要求故障率为 200.0×10-6/h ，试把这指标 分配给各分系统。
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。
【独家专栏】数控机床可靠性技术专题六：可靠性预计与分配技术
【独家专栏】数控机床可靠性技术专题六：可靠性预计与分配技术可靠性预计与分配技术可靠性预计与分配是可靠性设计的重要技术方法，通过可靠性分配可以将整机的可靠度分配到各个零部件，得到满足整机可靠性的零部件可靠度;通过可靠性预计可以从零部件的可靠度预测得到整机的可靠度。
可靠性预计和分配的结果也可以为设计方案优化、设计过程控制、进行可靠性试验等提供重要的依据。
在产品设计阶段，可靠性预计和可靠性分配相辅相成，相互支撑。
可靠性预计是自下而上地预测产品各层次的可靠性指标，判断整机和各部分的设计方案是否满足分配的可靠性要求。
可靠性分配则是指将整机可靠性指标自上而下逐级地分配到产品的各个部件甚至关键零件，借此落实相应层次的可靠性要求，并使整体与各部分之间的可靠性相互协调，尽量做到既避免出现薄弱环节又避免局部“可靠性过剩”而带来的浪费。
只有各层次的可靠性均分别达到分配的要求，才能保证产品可靠性指标得以实现。
对未达到分配指标要求的设计，则能发现其可靠性的薄弱环节、设计上的隐患及提供选择纠正措施的指南，并依此改进设计直到满足可靠性指标要求为止。
到目前为止，国内外学者已经对数控机床的可靠性预计和可靠性分配技术进行了大量的研究。
韩国工业技术研究所的Lee等人对无心磨床进行了可靠性预计。
Zenkin提出了在设计阶段的数控机床可靠性预计方法，主要对故障时间、每工作1000 h的平均修复时间、第一次大修时间等参数进行了预计。
张宏斌提出了数控机床可靠性分配的模糊决策法，在分配过程中通过模糊计算的方法能将一些不确定因素也考虑进来。
杜丽采用模糊综合评判和相似比例法相结合的综合方法对发动机产品进行了可靠性分配。
彭宝华针对可靠性影响因素中一些因素只能定性衡量的问题，提出了复杂系统可靠性分配的层次分析法，并结合实例进行了可靠性分配。
1?可靠性预计与分配的假设条件一般机电产品都非常复杂，为简化操作起见，一般需要确定一些假设条件。
在对数控机床产品进行可靠性预计和分配时，设定如下假设条件：(1)产品及所有组成单元只有故障与正常两种状态，而没有中间状态;(2)各单元是相互独立的，即某一单元的正常或故障不会对另一单元的正常或故障产生影响;(3)当有充分证据证明某零部件的可靠性水平很高时，可以在可靠性模型中将其忽略;(4)当软件可靠性没有纳入产品可靠性模型时，应假设整个系统软件是完全可靠的;(5)产品的所有输入在规定的要求之内，即不考虑由于输入错误而引起产品故障的情况;(6)整机中的部件不同时失效，机器运行时间、机器故障时间和维修时间服从参数为μi、fi和ri的指数分布，且各随机变量相互独立;(7)任一组成部件的故障将导致整个产品的故障。
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 :
可靠性分配及概率计算
应力分析
强度分析
应力分布参数
强度分布参数
可靠性计算
应力——强度分布干涉模型
Text in here
Text in here
1、由图可知即使安全系数大于1，仍然会有一定的不可靠； 2、当工作压力和零件法离散程度大，干涉部分必加大，不可靠 度也增大； 3、当材料性能好，应力稳定使，会使两密度分布离散度小，干 涉区也减小可靠度增大。
把系统可靠性指标按一定原则分配给分系统、部件、元件或零件，
称为可靠性分配。
比如： 可靠性
影响因素 设计技术 零部件材料 使用（运输、安装、维修等）
影响程度 40%
30% 20%
制造技术
10%
可靠性分配方法
设计方案论证阶段 初步设计阶段
详细设计阶段
通常采用等分配法等 比较简单的分配方法
通常采用评分分配法 和比例组合法等
A
蒙特卡洛模拟法求综合应力-强度分布
A
谢谢欣赏!
确定强度分布的方法
确 定 强 度 判 据
A
确 定 名 义 强 度 分 布
B
用适 当的 强度 系数 去修 正名 义强 度
C
确定强 度公式 中名义 强度、 每一个 强度修 正系数 和参数 分布
把上 述的 分布 综合 成为 强度 分布
D
E
综合应力——强度分布的方法
代数法
矩法
用泰勒级数来求随机变量函数的均值和标准离差
拉格朗日乘子法
拉格朗日乘子法
动态规划法
思路：
动态规划法
解：Sij 表示对第i个系统选择 j 个设备 Si 包含了第i个设备所有可能的情况。 S（i，j），Si的值都是前面代表可靠性，后面代表价格。 支配：花了更多的钱，可靠性反而低，可以删除。
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
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
某设备在不同研制阶段的几种可靠性分配方法【摘要】本文以某设备为例，在不同研制阶段，根据产品定义的清晰程度以及有关类似产品的可靠性数据信息，分别介绍了几种常用的可靠性分配方法，为产品的可靠性设计及改进性设计提供了依据。
【关键词】可靠性研制阶段分配方法
1 某设备的组成及可靠性指标要求
某设备由发动机、接收机、自动装置、控制设备、电源五部分组成。
可靠性指标要求为：平均无故障间隔时间mtbf为180小时，任务可靠度为0.9（置信度0.8），单次工作时间为12小时。
2 等分配法
这是在设计初期，即方案论证阶段，当产品没有继承性，而产品定义并不十分清晰时所采用的最简单的分配方法。
等分配法的原理：对于简单的串联系统，认为其各组成单元的可靠性水平相同。
在本例中，认为机载设备分配给各分系统的可靠度指标均为。
显然，这种分配方法是不合理的，首先它没有考虑到原有各分系统的可靠度，也没有考虑到各分系统的工作时间、重要性与复杂程度。
因此，可能会出现有的分系统分配的可靠度过高，根本不能达到，有的分系统分配的可靠度过低，甚至低于分系统原有的可靠度。
3 评分分配法
评分分配法是在方案设计阶段的初期，可靠性数据非常缺乏的情况下，通过有经验的设计人员或专家对影响可靠性的几种因素评分，并对评分值进行综合分析以获得各单元产品之间的可靠性相对比值，在根据相对比值给每个分系统或设备分配可靠性指标的分配方法。
此法适合有经验的设计者使用。
应用这种方法时，时间一般应以系统工作时间为基准。
这种方法主要用于分配系统的基本可靠性，也可以用于分配串联系统的任务可靠性，一般假设产品服从指数分布。
该方法适合方案论证阶段和初步设计阶段。
评分分配法通常考虑的因素有：复杂度、技术水平、工作时间和环境条件，各因素的评分值范围为1～10分，分值越高说明可靠性越差。
在本例中，各分系统的评分值及mtbf分配值见表1：
各分系统评分数ωi=复杂度、技术发展水平等各项评分相乘。
该分系统评分系数ci=各分系统评分数÷各分系统评分数之和。
各分系统挂飞可靠性mtbfi=系统可靠性mtbf/该分系统评分系数ci。
4 比例法
比例分配法是假定组成全系统的各分系统具有相同的关键性。
首先根据以往的相关数据和设计经验，预测出各分系统的可靠度，根据预计出的可靠度求出预计失效概率，最后依据指标规定的系统失效概率与分系统的预测失效概率的比例来分配分系统的可靠度。
即先求出系统的比例因子
再计算各系统的可靠度ri（i=1，2，3，…，n），根据各分系统的可靠性指标计算全系统的可靠度rs，并与系统的可靠性指标相比较。
如果，说明可靠性的指标分配方案合理；否则，要重新进行可靠性指标分配，直到满足为止。
比例法须知条件：系统由k个独立的的分系统（或单元）组成，每个分系统（或单元）有预先研制阶段或类似系统的故障统计资料。
此法适合系统研制初期（方案设计阶段）使用，主要用于分配系统的任务可靠性，。
在本例中，根据历史信息或估计各分系统可靠度预计值见表2：
5 考虑重要度和复杂度的分配法
随着项目研制的进展，产品定义越来越清晰，进行可靠性分配时，必须综合考虑各分系统的重要度和复杂度。
在本例中，动力装置分系统由两台发动机并联组成，一台发动机故障而动力装置还未故障时，系统也未故障。
这就涉及了产品的重要度。
在串联系统中，各分系统的重要度往往是相同的，某个分系统中构成部件数所占的百分比越大就越复杂，就越容易出故障，这就涉及了产品的复杂度。
综合考虑分系统的重要度和复杂度，系统可靠性的分配公式为：考虑重要度和复杂度分析本例如表3：
6 结语
人们在工程实践中已逐渐认识到，产品的可靠性是设计出来的、
生产出来的、管理出来的。
在设计阶段，首先要明确的就是可靠性指标，为了保证这一指标的实现，必须把系统的指标分配给各个分系统，然后再把各个分系统的指标分配给下一级单元，一直分到零件级。
要进行可靠性分配，首先要明确设计目标、约束条件、系统下属各级产品定义的清晰程度以及有关类似产品的可靠性数据信息。
随着研制的进展，产品定义越来越清晰，可靠性分配方法也应有所不同。
采用合适的可靠性分配方法将系统的可靠性指标合理地分配到规定的产品层次，才能为产品的可靠性设计及改进性设计提供重要依据。
参考文献：
[1]王自力.航空可靠性工程技术与应用.北京：国防工业出版社，2008.
[2]michaelg.phcht，可靠性工程基础.北京：电子工业出版社，2011.
[3]吴永平.工程机械可靠性.北京：人民交通出版社，2002.。