可靠性 不可修复系统和可修复系统可靠性分析比较
不可修复系统和可修复系统可靠性分析比较
系统是指为了完成某一特定功能，由若干个彼此有联系而且又能相互协调工作的单元所组成的综合体。
顾名思义，可修复系统是指通过维修而恢复功能的系统。而不可修复系统是指系统或组成单元一旦发生故障，不再修复，处于报废状态的系统。不再修复的原因多种多样：在技术上不能修复、在经济方面不值得修复或者对于一次性设备系统没必要修复。
可修复系统和不可修复系统，前者是发生故障后，经过维修可以恢复到正常状态的系统。对于这种系统，主要是维修的速度和由发生故障恢复到正常状态所需要的时间。后者是发生故障后不能修复或者难以修复的系统。对于这样的系统，就需要在初始阶段进行可靠性设计，使之不发生故障或者难以发生故障。对于可修复系统要求它可靠地、不停机地连续工作，偶尔发生故障也要求停机时间尽可能缩短。而对于汽车、拖拉机、机床等非连续工作的产品，则只要求经常处在可用状态。飞机等按照时刻表运行的产品则要求有较严格的时间性。电力、煤气、通讯等设备由于公用性较强，因此要求这样的系统安全性要好，维修速度要高。因而我们在讨论可修复系统时应该研究可靠性、可维修性以及有效性等三个方面的内容。
对于不可维修系统来说，我们总是希望系统具有较高的可靠性，或者说系统不易发生故障。对于可维修系统来说，不仅如此，而且还希望产品本身一旦发生故障时，在规定的维修条件下，如何便于发现故障、排除故障，这称为维修性设计问题。
由于故障发生的原因、部位、程度不同，系统所处环境不同，以及维修工具及修理人员水平不同，因而修复时间是一个随机变量。因此，研究可修复系统的可靠性，不仅包含系统的狭义可靠性，而且还应包括维修因素在内的广义可靠性。
研究可修复系统的主要数学工具是随机过程，最常用的数学方法是马尔科夫过程方法。马尔科夫过程是：如果状态间的转移是随机性的，这个过程被称为随机过程，而对于那种其转移概率与过去有限次前的状态完全无关的过程，则叫做马尔科夫过程。显然马尔科夫过程是研究“无后效性”结构随机过程的一个很有用的数学模型。
此外，可修复系统和不可修复系统在一些概念的定义上也是有所不同的。如： 可靠度的观测值
a．对于不可修复的产品，是指直到规定的时间区间终了为止，能完成规定功能的产品数与在该时间区间开始时刻投入工作的产品数之比。
b．对于可修复产品是指一个或多个产品的无故障工作时间达到或超过规定时间的次数与观察时间内无故障工作的总次数之比。
平均寿命（平均无故障工作时间）的观测值
a．对于不可修复的产品，当所有试验样品都观察到寿命终了的实际值时，是指它们的算术中均值；当不是所有试验样品都观测到寿命终了的截尾试验时是指受试样品的累积试验时间与失效数之比。
b．对可修复的产品，是指一个或多个产品在它的使用寿命期内的某个观察期间累积工作时间与故障次数之比。
累积失效概率的观测值
对于不可修复和可修复的产品都等于一减可靠度的观测值。
平均失效率的观测值
a．对于不可修复的产品是指在一个规定时期内失效数与累积工作时间之比。
b．对于可修复的产品是指它的使用寿命期内的某个观察期间一个或多个产品的故障发生次数与累积工作时间之比。
这两种系统的区别必须区分，以便在可靠性预测、可靠性分配中更加具有针对性、更加准确。（可靠性预测指按照已知零部件或各单元的数据，计算系统的可靠性指标。对系统的几种结构模型的计算、比较以得到满意的系统设计方案和可靠性指标。可靠性分配指按照已经给定的系统可靠性指标，对组成系统的单元进行分配，并在多种设计方案中比较、选优。）
参考文献
[1] 程五一等. 系统可靠性理论. 北京: 中国建筑工业出版社,2010
[2] 陈继平等. 现代设计方法. 武汉:华中科技大学出版社,2008
第4章典型系统的可靠性分析
第四章典型系统的可靠性分析 4.1 系统及系统可靠性框图 4.1.1概述 所谓系统是指为了完成某一特定功能，由若干个彼此有联系的而且又能相互协调工作的单元组成的综合体。 在可靠性研究中，按系统是否可以维修可以将系统分为不可修复系统和可修复系统。不可修复系统是指系统一但失效，不进行任何维修或更换的系统，例如日光灯管、导弹以及卫星推进器等一次性使用的系统。不可修复是指技术上不能修复、经济上不值得修复，或者一次性使用不必要再修复。可修复系统是指通过修复而恢复功能的系统。机械电子产品大多数都是可修复系统，但不可修复系统相对可修复系统来说简单得多，而且对不可修复系统的研究方法与结论也适用于可修复系统，同时是研究可修复系统的基础。 4.1.2系统可靠性框图 系统是由若干个彼此有联系的而且又能相互协调工作的单元组成的综合体，因此各个单元之间必然存在一定的关系，为了分析系统的可靠性，就必须分析系统各单元之间的关系，首先要将所要分析的系统简化为合理的物理模型，然后在由物理模型进一步得到参数和设计变量的数学模型。 对于复杂产品，用方框表示的各组成部分的故障或它们的组合如何导致产品故障的逻辑图，称为可靠性框图。可靠性框图可以用来评价产品或系统的设计布置以及确定子系统或元件的可靠性水平；可靠性框图和数学模型是可靠性预测和可靠性分配的基础。 下面通过实例来说明如何建立可靠性框图。 例4.1 如图4.1所示是一个流体系统工程图，表示控制管中的流体的两个阀门通过管道串联而成。试确定系统类型。 图4.1两阀门串联流体系统示意图
解要确定系统类型，要从分析系统的功能及其失效模式入手。 1.如果其功能是为了使液体通过，那么系统失效就是液体不能流过，也就是阀门不能打开。若阀门1和阀门2这两个单元是相互独立的，只有这两个单元都打开，系统才能完成功能，因此，该系统的可靠性框图如图3.2a)所示。 2.如果该系统的功能是截流，那么系统失效就是不能截流，也就是阀门泄漏。那么可以看到，要是系统完成预定功能，要求两个阀门至少有一个正常，因此，该系统的可靠性框图如图 3.2b)所示。 a)功能是流体流通时的串联系统可靠性框图b)功能是截流时的并联系统可靠性框图 图4.2 系统可靠性框图 从上面的例子中可以看到：对于同样一个系统，如果它所完成的功能不同，或者定义它的失效状态不同时，其可靠性框图的形式可能时不同的。 例4.2 如图4.3所示是电路中经常使用的并联电容器电路图。从可靠性角度讨论该系统的类型。 图4.3 并联电容器系统图 解：如果所设计的系统在电容器短路时失效，显然，任何一个电容器的失效均会导致该电路的失效，因此，从功能关系来看，该电容器系统的可靠性框图是一个串联系统。如图4.4a)所示。 如果所设计的系统在电路开路时失效，显然，只有全部电容器均失效才会导致该电路的失效，因此，从功能关系来看，该电容器系统的可靠性框图是一个并联系统。如图4.4b)所示。 图4.4 电容系统可靠性框图 讨论题：一个系统由完全相同的三台设备组成，在工作期间系统的负载水平（功能）不同。可以将这项任务分为3个阶段，各个阶段的负载情况是第一阶段必须至少有一阀门阀门 输输 阀门 输 阀门 输 1 2 n a) 串联模型b) 并联模型 1 2 n
硬件系统可靠性设计规范
硬件系统可靠性设计规范 一、概论 可靠性的定义：产品或系统在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力 可靠性及抗干扰设计是硬件设计必不可少的一部分,它包括芯片、器件选择、去耦滤波、印刷电路板布线、通道隔离等。有完善的抗干扰措施，是保证系统精度、工作正常和不产生错误的必要条件。设备可靠性设计规范的一个核心思想是监控过程，而不是监控结果。 二、可靠性设计方法 1、元器件：构成系统的基本部件，作为设计与使用者，主要是保证所选用的元器件的质量或可靠性指标满足设计的要求 2、降额设计：使电子元器件的工作应力适当低于其规定的额定值，从而达到降低基本故障率，保证系统可靠性的目的。幅度的大小可分为一、二、三级降额，一级降额（(实际承受应力)/(器件额定应力) < 50%的降额），建议使用二级降额设计方法，一级降额<70% 3、冗余设计：也称为容错技术或故障掩盖技术，它是通过增加完成同一功能的并联或备用单元（包括硬件单元或软件单元）数目来提高系统可靠性的一种设计方法，实现方法主要包括：硬件冗余；软件冗余；信息冗余；时间冗余等 4、电磁兼容设计：系统在电磁环境中运行的适应性，即在电磁环境下能保持完成规定功能的能力。电磁兼容性设计的目的是使系统既不受外部电磁干扰的影响，也不对其它电子设备产生电磁干扰。硬件措施主要有滤波技术、去耦电路、屏蔽技术、接地技术等；软件措施主要有数字滤波、软件冗余、程序运行监视及故障自动恢复技术等 5、故障自动检测及诊断 6、软件可靠性设计：为了提高软件的可靠性，应尽量将软件规范化、标准化、模块化 7、失效保险技术 8、热设计 9、EMC设计：电磁兼容（EMC）包括电磁干扰（EMI）和电磁敏感度（EMS）两个方面 三、可靠性设计准则
计算机控制系统可靠性设计
计算机控制系统可靠性设计 班级：机制1202班姓名：杨鹤青学号：U201210570 摘 随着计算机控制系统广泛、深入地渗透到人们的生活中,因其可靠性题 要： 而潜在的巨大危害日益凸显。因此，设计具有高可靠性能的计算机控制系统成为必然。目前，针对复杂环境中计算机控制系统的可靠性研究设计已经获得了某些研究成果，且其具有广泛的应用前景。本文就提高计算机控制系统可靠性理论进行了分析，阐述了一些通用的可靠性设计方法。 关键词：计算机控制系统；高可靠性；系统设计 1 研究背景和意义 地球上第一台由多达一万八千只电子管构成的电子计算机ENIAC,因其可 靠性不能满足实际应用的需要，应用不是很广泛。然而，随着半导体技术的突飞猛进,计算机很快在银行存取款、座位预定、交通管制、生产及库存管理、医疗设备、通讯以及军事武器的应用等方面得到广泛应用。在现阶段,伴随着互联网应用的普及的及控制技术发展的进步,人类已经进入新的物联网时代。由此必然使计算机控制系统的应用更加深入的渗透到人们生活的各个领域,给我们的生活带来革命性的变化使人们生活更加舒适。 在物联网时代计算机控制系统已经深入的渗透到人们的生活中,例如：可以通过计算机控制系统实现如交通管理、远程视频监控、远程医疗等等。目前, 计算机控制系统在人们的生产活动、经济活动和社会活动中已无处不在。在人们在享受到了计算机控制系统给我们带来的快捷舒适的同时也最大程度的整合了社会资源节约了人力财力,从而有效节约了成本。因而,计算机控制系统的普及应用已成为社会发展的必然趋势。在享受到计算机控制系统的普及应用所带来的巨大进步的同时也面临着由此带来的新挑战,即计算机控制系统的不可靠。由于计算机控制系统的不可靠性所带来的危害使其潜在巨大威胁,由此带来的担忧是正常的。例如：在被国际航天界称为“黑色96 ”的1996 年,俄罗斯质子号火箭、美国哥伦比亚航天飞机、法国阿里安火箭均在发射中遭到重创。
工业自动控制系统可靠性分析
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/e115121010.html, 工业自动控制系统可靠性分析 作者：靳永全 来源：《中国科技博览》2012年第32期 [摘要]：分析了影响工业自动控制系统可靠性的因素，从硬件、软件及编程组态方面，提出了提高可靠性的措施；硬件方面从一次元件及接地方面进行了论述；软件方面包括：I/O信号的处理、程序设计及监视报警等。 中图分类号：TG453+.9 文献标识码：TG 文章编号：1009-914X（2012）32- 0389 -01 1、引言 自动控制系统现在广泛应用于工业生产中，其本身主要由四部分组成：控制器、被控对象、执行机构和变送器，其中任何一个环节的任何一个部件出现故障，都会影响到系统的正常工作。因此针对这些环节进行分析，采取相应的措施可有效提高自动控制系统的可靠性。 2、影响自动控制系统可靠性的因素 自动控制系统本身具有较高的可靠性，其影响因素主要来至于外部，一方面来自于输入输出信号，另一方面来至于就地一次元件；另外逻辑组态的缺陷同样会影响控制系统的可靠性。 2.1 输入输出信号对系统可靠性的影响 控制系统输入输出信号的正确性直接影响到系统的可靠性，如果输入到控制系统的信号不正确，系统将无法确定当前系统及设备状况，甚至给监控人员错误的信息，从而做出不正确的决策，造成故障，影响系统的可靠性。而造成输入输出信号的错误主要有以下几方面的因素： 2.1.1辐射的干扰 控制系统输入信号的辐射干扰主要由电力网络、雷电、无线电广播、高频设备等产生的。辐射干扰对控制系统的影响主要有两个方面，一方面是对控制系统内部的辐射，由控制系统内部电路感应而产生干扰；另一个方面是对控制系统通信网络的辐射，由通迅及信号线路引入到控制系统而产生干扰。辐射干扰主要与电磁场的强度特别是频率有关，通常采用屏蔽或信号隔离的方法，减小干扰的影响，提高系统的可靠性。 2.1.2来自接地系统的干扰 正确的接地可有效避免信号的干扰，提高信号的正确性。如果接地不当，不仅不能减少干扰，反而会影响信号的精度，甚至引入错误的信号。控制系统的接地主要有系统接地、设备接
地铁供电系统可靠性和安全性分析方法研究(通用版)
( 安全论文 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 地铁供电系统可靠性和安全性分析方法研究(通用版) Safety is inseparable from production and efficiency. Only when safety is good can we ensure better production. Pay attention to safety at all times.
地铁供电系统可靠性和安全性分析方法研 究(通用版) 摘要：随着社会的快速发展，地铁也渐渐的融入了人们的生活，为人们提供了便利的出行条件。地铁的供电系统是否安全和可靠运行直接影响到地铁的安全运行和稳定性能。随着地铁线路不断增设，地铁的供电系统也越来越复杂化，出现故障的可能性也在不断提高。如果地铁的供电系统出现故障，会直接导致城市地铁运输功能的失灵，可能会危及乘客的生命和安全。因此，本文重点对地铁供电系统的可靠性和安全性进行分析，旨在提高地铁的运行效率和安全性能。 关键词：地铁供电系统；可靠性；安全性；分析方法；研究 一、地铁供电系统的概述 随着社会和经济的迅速发展，我国的城市人口密度也在不断增
加，人们对地铁的需求也随之不断增强，地铁已经成为人们生活中不可或缺的交通工具，由于地铁具有运行速度快、旅客运送量大、车次多、方便舒适等优点，所以被众多国家所使用，缓解了城市大部分的交通压力。因此，我们对地铁可靠性、安全性的要求也越来越高。地铁供电系统的安全可靠运行，对地铁列车的安全可靠运行起着至关重要的作用。供电系统是地铁运行的重要组成部分，供电系统的安全可靠是地铁正常运行的前提和重要保障。 二、地铁供电系统的组成部分 地铁供电系统是为地铁车辆提供电能运行动力的系统。地铁供电系统是由两部分内容组成。第一部分是高压的供电系统，高压供电的系统的供电方式有三种：集中式供电、分散式供电和混合式供电。集中式供电具有可靠性高、便于统一调度管理、施工方便、维护简单、计费便捷等优点，但投资比较大。分散式供电方式一般会受外部电网影响，可靠性相对差一些。混合供电方式集中了前两者共同的优点，但是增大了复杂性。所以，三种供电方式各有其自身的优点和缺点，需要根据地铁运行及管理的实际情况进行选择；而
PLC控制系统的可靠性分析及设计
PLC控制系统的可靠性分析及设计 国增海 摘要:：分析了影响PLC控制系统可靠性的主要因素，给出了衡量PLC控制系 统可靠性的参数及计算公式，并就提高PLC控制系统可靠性的硬件措施及设计方法进行分析。 关键字：PLC控制系统可靠性干扰设计 正文 一、引言 多年来可编程控制器(以下简称PLC)从其产生到现在，实现了接线逻辑到存储逻辑的飞跃；其功能从弱到强，实现了逻辑控制到数字控制的进步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制及集散控制等各种任务的跨越。今天的PLC在处理模拟量、数字运算、人机接口和网络的各方面能力都已大幅提高，成为工业控制领域的主流控制设备，在各行各业发挥着越来越大的作用。 二、影响PLC控制系统的可靠性因素 在工程实践中，PLC(可编程控制器)常用来组成生产过程控制系统。,PLC控制系通常由,PLC和生产现场设备组成。PLC包括中央处理器、主机箱、扩展机箱及相关的网络与外部设备；生产现场设备包括继电器、接触器、各种开关、极限位置、安全保护、传感器、仪表、接线盒、接线端子、电动机、电源线、地线、信号线等。它们当中任何一个出现故障都会影响系统正常工作。因此，分析其对系统可靠性影响的程度，是进行可靠性设计、提高控制系统工作可靠性的重要依据。就PLC本身而言，其工作可靠性是非常高的。有资料表明，在PLC控制系统故障中，PLC的故障仅占系统故障的5%，如图1示。
由图可见，PLC控制系统的故障主要发生在生产现场设备中，通常占系统故障的95%；与PLC相接的输入、输出设备的可靠性是影响PLC控制系统可靠性的主要因素。 三、提高PLC控制系统可靠性的硬件措施 干扰的形成需要同时具备3要素，即干扰源、藕合通道和对干扰敏感的受扰体。因此抗干扰的原则是抑制干扰源、破坏干扰通道和提高受扰体的抗干扰能力。硬件抗于扰技术是系统设计时的首选措施，它能有效抑制干扰源，阻断干扰传输通道。 1、电源的选择 电网于扰串入PLC系统主要通过供电电源(如CPU电源、I／0电源等)、变送器供电电源和与PLC系统具有直接电气连接的仪表供电电源等耦合而来。 对于PLC系统供电的电源，一般都采用隔离性能较好的隔离变压器；对于变送器和共用信号仪表供电应选择分布电容小、抑制带大(如采用多次隔离和屏蔽及漏感技术)的配电器，以减少干扰。 2、输入输出的保护 输入通道中的检测信号一般较弱，传输距离可能较长。检测现场干扰严重和电路构成往往模数混杂等因素使输入通道成为PLC系统中最主要的干扰进入通道。在输出通道中，功率驱动部分和驱动对象也可能产生较严重的电气嗓声，并通过输出通道藕合作用进入系统。 ①采用数字传感器。采用频率敏感器件或由敏感参量R、L、c构成的振荡器等方法使传统的模拟传感器数字化，多数情况下其输出为TTL电瓶的脉掉量，而脉冲量抗干扰能力强。 ②对输入输出通道进行电气隔离。用于隔离的主要器件有隔离放大器、隔离变压器、纵向扼流圈和光电耦合器等，其中应用最多的是光电耦合器。利用光耦合两个电路的地环隔开，两电路即拥有各自的地电位基准，它们相互独立而不会造成干扰。 ③模拟量的输入输出可采用V/F、F/V转换器。V/F(电压/频率)转换过程是对输入信号的时间积分，因而能对噪声或变化的输入信号进行平滑，所以抗于扰能力强。 四、PLC控制系统的可靠性设计 对于一个电控系统来说，可靠性设计的主要任务是预测和预防系统所有可能发生的故障，确定系统潜在的隐患和薄弱环节，通过设计预防和设计改进，有效地消除隐患和薄弱环节，使系统达到规定的可靠性要求。可靠性设计的方法通常包括：制定和贯彻可靠性设计准则，元器件、零部件的正确选择与使用，降额设计，冗余设计，耐环境设计，热设计，电磁兼容设计，动态设计（健壮设计）等内容。 如前述，PLC作为一种高可靠性的控制装置，在其所组成的控制系统中，系统的可靠性主要取决于与它的输入、输出端相连接，处于生产现场的输入信号元件、输出执行元件的可靠性。因此，采用高质量的元器件，对故障率较高的元器件进行状态监控和故障诊断，充分利用PLC内部丰富的软元件代替某些元器件或者屏蔽输入的误信号，对关键部位采用冗余设计以确保工作可靠等，都是提高PLC 控制系统可靠性的有效措施。 1、尽量使用成熟技术和高质量元器件，防范和化解故障风险
可靠性考试名词解释
1.可靠度：是指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。 2.不可靠度：在规定条件下，产品的实际寿命不超过规定寿命T的概率。 3.失效率：工作到某时刻尚未失效的产品，在该时刻后单位时间内发生失效的概率。 4.可靠性工程：为达到产品的可靠性要求而进行的一套设计、研究、生产和试验工作。 5.平均寿命：寿命的数学期望。 6.可靠寿命：指可靠度等于给定值r时产品的寿命。 7.可靠性框图：根据系统的结构功能按可靠性要求进行分析的表示方法。 8.贮备系统：为了提高系统的可靠性，还可以贮备一些单元，以便当工作单元失效时，立 即能由贮备单元接替，这种系统称为贮备系统。 9.疲劳破坏：机械结构在交变应力作用下产生的破坏。 10.完全寿命试验：对所抽样n个样品全部进行试验且直到失效。 11.累计失效概率：是产品在规定条件和规定时间内失效的概率。 12.维修性：指在规定的条件下使用的可维修产品，在规定的时间内，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。 13.维修度：指在规定的条件下使用的产品发生故障后，在规定的时间（0、t）内完成修复 的概率。 14.修复率：指修理时间已达到某一时刻，但尚未修复的产品在该时刻后的单位时间内完成 修理的概率。 15.有效度（可用度）：是指可维修产品在规定的条件下使用时，在某时刻具有或维持其功 能的概率。 16.不可修复系统：指系统或其组成单元一旦发生失效，不再修复，系统处于报废状态。 17.最小路集：系统工作的最少工作事件组合。 18.最小割集：系统不工作的最少不工作事件组合。 19.系统的可靠性设计：指在遵循系统工程规范的基础上，在系统设计过程中，利用专门技 术，将可靠性“设计”到系统中去，以满足系统可靠性要求。 20.可靠性指标分配：指根据系统设计任务书规定的可靠性指标，按照一定的分配原则和分 配方法，合理的分配给组成该系统的各分系统、设备、单元和元器件。 21.可靠性预计：是在产品可靠性结构模型的基础上，根据同类产品在研制过程及使用中所 得到的失效数据和有关资料，预测产品及其单元在今后的实际使用中所能达到的可靠性水平，或预测产品在特定的应用中符合规定功能的概率。 22.FMECA：故障模式影响及危害分析，就是按照一定的格式有步骤地分析每一个部件可 能产生的失效模式，每一个失效模式对系统的影响及失效后果的严重程度。 23.可靠性验收试验：为了保证产品的可靠性随生产周期、工艺、工装、工作流程、零部件 质量变化而降低，以及当产品定型后，为考核成批生产的产品是否达到规定的可靠性指标所做的实验。 24.可靠性鉴定：就是鉴定产品的设计和生产工艺是否能生产出符合可靠性要求的产品，应 当遵循有关的可靠性鉴定试验标准和方法。 25.可靠性增长试验：是在真实和模拟真实的环境条件下对产品进行正规试验的过程。 26.定时截尾试验：是指对n个样品进行试验，事先规定试验截尾时间t，到时刻t所有试样 停止试验，利用试验数据评估产品的可靠性特征量。 27.定数截尾试验：是指对n个样品进行试验，事先规定试验截尾的故障数r，试验进行到 出现r个故障数为止，利用试验数据评估产品的可靠性特征量。 28.可靠性试验：通过寿命试验来判断某批产品能否符合规定的可靠性要求。 29.可信性是表示可用性及其影响因素。可靠性、维修性、维修保障性的非定量综合描 30.维修性在规定使用条件下使用的可维修产品，在规定条件下并按规定的程序和手段实 施维修时，保持或恢复能执行规定功能状态的能力。
可靠度分析方法的一般概念
精心整理基于性能的设计过程为分为三个步骤： ①按照建筑物的用途以及用户对建筑物的需求来确定性能的要求，从而建立一个目标性能； ②根据建立好的目标性能选用一种合适的结构设计方法； ③对各项性能指标进行综合评定，判断所设计的建筑物能否满足目标性能的要求。一般采用风险率 （1 （2 （3 （4 在实际工程中，极限状态函数往往是很难用显式表达出来，响应面法是在设计验算点附近用多项式来拟合复杂的极限状态函数，然后用一般的可靠度计算方法计算结构可靠度，因此响应面法在实际工程的计算当中得到广泛应用。 蒙特卡洛法的原理是： 对所研究的问题建立相似的概率模型，根据其统计特征值（如均值、方差等），采用某种特定方法
产生随机数和随机变量来模拟随机事件，然后对所得的结果进行统计处理，从而得到问题的解。（1）根据待求的问题构造一个合适的随机模型，所求问题的解应该对应于该 模型中随机变量的均值和方差等统计特征值；在主要特征参数方面，所构造的模 型也应该与实际问题相一致。 （2）根据模型中各个随机变量的统计参数和概率分布，随机产生一定数量的 随机数。通常我们先产生服从均匀分布的随机数，然后通过某种变换转化为服从 （3 （4 （5 1 2 3 4、重复2、3过程过程N次(N=600)。 5、统计分析上述过程产生的组抗力，得到偏压柱在偏心距为时的抗力 平均值和标准差。 6、给出一组偏心距值，重复以上步骤，便可得到混凝土偏心受压柱截面抗 力—曲线，平均值及标准差。
验算点法(JC)： 洛赫摩和汉拉斯在研究荷载组合时提出了按当量正态化条件，将非正态随机变量当量为正态随机变量进行可靠度计算的新方法。该方法较为直观、易于理解，是国际安全度联合会推荐（JCSS）推荐使用的方法，又称为JC法。 需要已知验算点的坐标值，但对于非正态随机变量和非线性极限状态方程，其坐标值不能预先求得，所以需进行迭代计算。 JC （2）BP 1957 则应对边界条件具 有“最小偏见”的，这实际上是个优化问题，即最大熵原理的定义。 随机有限元法 采用有限元法分析具有确定性物理模型的结构可靠度，可先确定极限状态函数中每项参数如作用效应和结构抗力等的统计参数和概率分布；再通过有限元分析求出结构的随机反应，如结构反应的平
DCS控制系统可靠性的提高
DCS控制系统可靠性的提高 在生产全过程中，加强人员安全管理和技术培训，尽可能地优化和改良设备，是发电厂提高可靠性的重要方面。对发电厂而言，发电设备可靠性是一项综合性指标，主要包括：非计划停运次数、等效可用系数、等效非计划停运系数、降低出力次数、利用小时数等，通过这些指标可以比较全面地了解一个发电厂安全稳定运行水平。 在电力日益紧张的今天，如何提高设备可靠性愈来愈受到各个电厂的重视。本文作者根据自己长期在电厂从事热控检修工作的经验，从DCS 控制系统角度，就控制系统选型、设备安装、程序设计和调试验收以及技术培训等方面，就如何提高整个DCS控制系统的可靠性进行了阐述。 1、DCS控制系统可靠性 随着国民经济的发展和人民生活质量的提高，电力对国民经济的重要性和人民生活质量的提高之间的关系越来越紧密。由于电力生产的特殊性，在“抓安全，重效益”的企业目标下，提高电力可靠性变成了一项社会性的工作。只有充分发挥各级管理人员的积极性和创造力，依靠技术的进步，有效调动全体员工的能动性，才能把提高发电设备可靠性这项工作做得更细、更实，以取得良好的绩效。 对于大型电厂，控制系统的可靠性对整个电厂的安全可靠性生死攸关。上世纪七十年代左右，随着4C技术的发展和火电厂单机参数的提高，控制系统向功能分散、管理集中方向发展，其可靠性也得到了大大的提高，国外开始在大型电厂（站）中开始采用分散控制系统（DCS）。我国也于上世纪八十年代中后期在成套引进发电机组上应用DCS，至目前，新建机组在控制系统选型上均采用了各型成熟的DCS控制系统，单机容量较大的老机组也通过控制系统改造，基本采用了DCS 控制系统。 作为技术进步的体现，DCS控制系统的大范围推广，为电力生产的安全、经济运行作出了巨大贡献。但在国家电力体制改革后，尤其是市场经济的调控下，如何尽可能提高DCS控制系统的可靠性，从而保证电力生产的安全和经济，以尽可能提高安全和利润指标变成了一项越来越重要的工作。
PLC控制系统可靠性设计
浅谈PLC控制系统的可靠性设计 摘要：分析研究plc应用中的可靠性和抗干扰技术是十分必要的。要提高plc控制系统的可靠性，一是在硬件上采取措施;二是在软件上设计相应的保护程序;因此，plc控制系统的抗干扰非常重要。本文将主要探讨plc控制系统中常见的干扰源及其防范措施。 关键词：plc、可靠性设计、干扰源 abstract: the application of plc technology in the reliability and performance is essential. to improve the reliability of the plc control system, one measures in hardware; the second is in the software design the appropriate protection procedures; thus, plc control system interference is very important. this article will explore the plc control system, common sources of interference and its preventive measures. keywords: plc, reliability, design, sources of interference 1引言 plc控制系统的可靠性直接影响到企业的安全生产和经济运行，plc系统的抗干扰能力是整个系统可靠运行的关键。因此，分析研究plc应用中的可靠性和抗干扰技术是十分必要的。 2干扰源 plc系统的干扰源根据其来源分为内部干扰源和外部干扰源。内
基于混合法的监控系统可靠性分析
基于混合法的监控系统可靠性分析 于 敏a ，何正友b ，钱清泉b (西南交通大学 a. 信息科学与技术学院；b. 电气工程学院，成都 610031) 摘 要：针对复杂监控系统规模庞大及关键设备为双机冗余结构的特点，提出以动态故障树(DFT)为基础并结合蒙特卡罗方法对监控系统进行可靠性分析的混合方法。利用DFT 建立系统可靠性模型，通过蒙特卡罗仿真算法对模型进行仿真计算，得到系统的可靠性指标。通过对地铁车站级监控系统的可靠性分析，证明了该模型的可行性和算法的有效性。 关键词：监控系统；动态故障树；蒙特卡罗方法；可靠性分析 Reliability Analysis of Monitor System Based on Hybrid Method YU Min a , HE Zheng-you b , QIAN Qing-quan b (a. School of Information Science & Technology; b. School of Electric Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China) 【Abstract 】For dealing with the large scale characteristic of complex monitor system as well as redundant structures of critical components, a hybrid method of reliability analysis for monitor system is presented on basis of dynamic fault tree and in combination with Monte Carlo simulation algorithm. Dynamic Fault Tree(DFT) is used to establish the reliability model of monitor systems. Reliability indices can be obtained by Monte Carlo method, which is used to solve the reliability model. A special reliability analysis case of the subway station-level monitor system is proposed, it demonstrates the feasibility of the model and the effectiveness of the algorithm. 【Key words 】monitor system; Dynamic Fault Tree(DFT); Monte Carlo method; reliability analysis 计 算 机 工 程 Computer Engineering 第36卷 第19期 Vol.36 No.19 2010年10月 October 2010 ·博士论文· 文章编号：1000—3428(2010)19—0014—04 文献标识码：A 中图分类号：TP391 1 概述 监控系统是实现监视控制与数据采集功能的系统，完成远方现场运行参数与开关状态的采集和监视、远方开关的操作、远方参数的调节等任务，并为采集到的数据提供共享的途径[1-2]。监控系统作为一种保证复杂系统正常工作与提高其运行可靠性的重要手段已经被广泛应用[3]。 对系统进行可靠性分析时，经常采用静态(传统)故障树模型及其相应的处理方法。但在工程中，监控系统的关键设备诸如服务器、网络设备等多采用双机冗余结构，而传统故障树方法用于描述冗余部件之间的顺序失效以及动态冗余管理机制时存在局限。因此，可引入动态故障树(Dynamic Fault Tree, DFT)对其进行可靠性分析。DFT 是在传统故障树基础上引入新的逻辑门来表征动态系统故障行为，常利用Markov 状态转移过程进行计算，但它的计算量将随着系统规模的增 大呈指数增长[4]， 且Markov 过程仅适用于失效与维修时间变量服从指数分布的情况。文献[5]提出利用基于梯形公式的顶事件概率计算法，但仍然存在组合爆炸的问题，并不适用于大型监控系统分析。而蒙特卡罗方法作为一种以概率统计理论为基础的数值计算方法，其计算量不受系统规模的制约[6]。结合DFT 具有建模物理概念清楚的特点，本文提出利用混合法对监控系统可靠性进行分析。 2 监控系统可靠性模型 2.1 动态逻辑门 DFT 指至少包含一个专用动态逻辑门的故障树，具有顺序相关性、容错性以及冗余等特性[3]，本文对监控系统可靠性分析可引入如图1所示的4个动态逻辑门。图1(a)~图1(c)为双机储备门，用于描述双机冗余子系统的状态与其主、备用设备状态之间的关系。其中，输入事件A 、B 分别用于描述主、备用设备的状态，输出事件C 则用于描述双机冗余子系统的状态。若主设备的失效率为λ，备用设备的失效率一般为αλ,01α≤≤。当冷储备时备用设备故障率为0，则 0=α；温储备时备用设备故障率小于主设备故障率，则10<<α；热储备时主、备用设备的故障率相同，即有1=α。图1(d)为顺序与门，当且仅当事件按从A 到B 的顺序发生时，输出事件C 才会发生。 (a)双机冷备门 (b)双机温备门 (c)双机热备门 (d)顺序与门 图1 动态逻辑门 2.2 DFT 预处理 当使用混合法对监控系统可靠性进行分析时，根据系统的失效原因建立DFT ，DFT 的顶事件为系统的故障事件，底事件为设备的故障事件。但蒙特卡罗方法是依据静态故障树的结构函数作为仿真的逻辑关系，因此，仿真之前需对DFT 进行预处理，将DFT 转换成静态故障树的方法如下： 基金项目：国家自然科学基金资助项目(50878188) 作者简介：于 敏(1982－)，女，博士研究生，主研方向：大型监控系统可靠性分析；何正友，教授、博士生导师；钱清泉，教授、 中国工程院院士 收稿日期：2010-04-18 E-mail ：yugnm@https://www.360docs.net/doc/e115121010.html,
可靠性数据分析的计算方法.doc
可靠性数据分析的计算方法
PROCEEDINGS,Annual RELIABILITY and MAINTAINABILITY Symposium （ 1996） 可靠性数据分析的计算方法 Gordon Johnston, SAS Institute Inc., Cary 关键词：寿命数据分析加速试验修复数据分析软件工具 摘要 &结论 许多从事组件和系统可靠度研究的专业人员并没有意识到，通过廉价的台 式电脑的普及使用，很多用于可靠度分析的功能强大的统计工具已经用于实践中。软件的计算功能还可以将复杂的计算统计和图形技术应用于可靠度分析问题。这大大的便利了工业统计学家和可靠性工程师，他们可以将这些灵活精确 的方法应用于在可靠度分析时所遇到的许多不同类型的数据。 在本文中，我们在 SAS@系统中将一些最有用的统计数据和图形技术应用到例子的当中，这些例子主要包涵了寿命数据，加速试验数据，以及可修复系统中的数据。随着越来越多的人意识到创新性软件在可靠性数据分析中解决问题的需要，毫无疑问，计算密集型技术在可靠性数据分析中的应用的趋势将会继续扩大。 1. 介绍 本文探讨了人们在可靠性数据分析普遍遇到的三个方面： 寿命数据分析 试验加速数据分析 可修复系统数据的分析 在上述各领域，图形和分析的统计方法已被开发用于探索性数据分析，可靠性预测，并用于比较不同的设计系统，供应商等的可靠性性能。 为了体现将现代统计方法用于结合使用高分辨率图形的使用价值，在下面的章节中图形和统计方法将被应用于含有上述三个方面的可靠性数据的例子中。2. 寿命数据分析 概率统计图的寿命数据分析中使用的最常见的图形工具之一。Weibull 图是最常见的使用可靠性的概率图的 类型，但是当 Weibull 概率分布并不符合实际数据的时候，类似于对数正态 分布和指数分布这一类的概率图在寿 命数据分析中也能够起到帮助。 在许多情况下，可用的数据不仅包含故障时间，但也包含在分析时没 有发生故障的单位的运行时间。在某 些情况下，只能够知道两次故障发生 之间的时间间隔。例如，在测试大量 的电子元件时，如果记录每一个发生 故障的元件的故障时间，那么这可能 不经济。相反，在固定的时间间隔内
U3-不可修复系统可靠性习题课_2017-09-26
不可修复系统可靠性习题课 2017.09.26 1. 失效率函数()t λ定义为产品的寿命T 的函数： ''()()()()()1()() f t F t R t t R t F t R t λ===-- 产品工作到时刻t 依然正常，则它在(,)t t t +?中失效的概率是多少？试从离散型的随机变量和连续性的随机变量分别表示相应的概率。 2. 假设某一电机的可靠性分布为指数分布， MTTF 为7500 小时,计算工作一个月（30天）不发生故障的概率。 3. 有两种零件，一种寿命分布呈指数型，平均寿命为1000小时；另一种寿命分布呈正态型，平均寿命为900小时，标准差为400小时。现打算在100小时的使用时间内尽量不发生故障，问选择哪一种零件为宜？ 4. 有三个阀门连在一起，阀门如发生故障，水便不能通过。 设三个阀门发生故障的概率均为p 。求水能流过a-b 的概率。 假设 p=0.2，求因阀门故障不能流过 a-b 的概率值。 5. 假设一串联系统由n 个MTTF=1000h(指数分布)的相同元件组成，试求当 n=1,n=2,n=3,n=5,n=10时系统的MTTF ，并画出元件个数与平均寿命的关系图。 6. 有失效率为50 FIT 的集成逻辑电路，试分析计算下列各情况的可靠度及平均寿命：
1)1个电路，工作100小时； 2)2个电路串联，工作100小时； 3)2个电路并联，工作100小时； 4)2/3（G）的表决系统，工作100小时； 5)串-并联系统（m=2, n=2），工作100小时； 6)并-串联系统（m=2, n=2）, ，工作100小时； 7)2单元旁联系统，工作100小时。 7.已知下图中每个部件的可靠度为R，试求系统的可靠度。
可靠性 不可修复系统和可修复系统可靠性分析比较
不可修复系统和可修复系统可靠性分析比较 系统是指为了完成某一特定功能，由若干个彼此有联系而且又能相互协调工作的单元所组成的综合体。 顾名思义，可修复系统是指通过维修而恢复功能的系统。而不可修复系统是指系统或组成单元一旦发生故障，不再修复，处于报废状态的系统。不再修复的原因多种多样：在技术上不能修复、在经济方面不值得修复或者对于一次性设备系统没必要修复。 可修复系统和不可修复系统，前者是发生故障后，经过维修可以恢复到正常状态的系统。对于这种系统，主要是维修的速度和由发生故障恢复到正常状态所需要的时间。后者是发生故障后不能修复或者难以修复的系统。对于这样的系统，就需要在初始阶段进行可靠性设计，使之不发生故障或者难以发生故障。对于可修复系统要求它可靠地、不停机地连续工作，偶尔发生故障也要求停机时间尽可能缩短。而对于汽车、拖拉机、机床等非连续工作的产品，则只要求经常处在可用状态。飞机等按照时刻表运行的产品则要求有较严格的时间性。电力、煤气、通讯等设备由于公用性较强，因此要求这样的系统安全性要好，维修速度要高。因而我们在讨论可修复系统时应该研究可靠性、可维修性以及有效性等三个方面的内容。 对于不可维修系统来说，我们总是希望系统具有较高的可靠性，或者说系统不易发生故障。对于可维修系统来说，不仅如此，而且还希望产品本身一旦发生故障时，在规定的维修条件下，如何便于发现故障、排除故障，这称为维修性设计问题。 由于故障发生的原因、部位、程度不同，系统所处环境不同，以及维修工具及修理人员水平不同，因而修复时间是一个随机变量。因此，研究可修复系统的可靠性，不仅包含系统的狭义可靠性，而且还应包括维修因素在内的广义可靠性。 研究可修复系统的主要数学工具是随机过程，最常用的数学方法是马尔科夫过程方法。马尔科夫过程是：如果状态间的转移是随机性的，这个过程被称为随机过程，而对于那种其转移概率与过去有限次前的状态完全无关的过程，则叫做马尔科夫过程。显然马尔科夫过程是研究“无后效性”结构随机过程的一个很有用的数学模型。 此外，可修复系统和不可修复系统在一些概念的定义上也是有所不同的。如： 可靠度的观测值 a．对于不可修复的产品，是指直到规定的时间区间终了为止，能完成规定功能的产品数与在该时间区间开始时刻投入工作的产品数之比。 b．对于可修复产品是指一个或多个产品的无故障工作时间达到或超过规定时间的次数与观察时间内无故障工作的总次数之比。 平均寿命（平均无故障工作时间）的观测值
(整理)硬件系统可靠性设计规范
精品文档 精品文档硬件系统可靠性设计规范 一，概论 可靠性的定义：产品或系统在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力 可靠性及抗干扰设计是硬件设计必不可少的一部分,它包括芯片、器件选择、去耦滤波、印刷电路板布线、通道隔离等。有完善的抗干扰措施，是保证系统精度、工作正常和不产生错误的必要条件。 设备可靠性设计规范的一个核心思想是监控过程，而不是监控结果。 二，可靠性设计方法 ●元器件：构成系统的基本部件，作为设计与使用者，主要是保证所选用的元器件的质量或可靠性指标满 足设计的要求 ●降额设计：使电子元器件的工作应力适当低于其规定的额定值，从而达到降低基本故障率，保证系统可 靠性的目的。幅度的大小可分为一、二、三级降额，一级降额（(实际承受应力)/(器件额定应力) < 50%的降额），建议使用二级降额设计方法，一级降额<70% ●冗余设计：也称为容错技术或故障掩盖技术，它是通过增加完成同一功能的并联或备用单元（包括硬件 单元或软件单元）数目来提高系统可靠性的一种设计方法，实现方法主要包括：硬件冗余；软件冗余； 信息冗余；时间冗余等 ●电磁兼容设计：系统在电磁环境中运行的适应性，即在电磁环境下能保持完成规定功能的能力。电磁兼 容性设计的目的是使系统既不受外部电磁干扰的影响，也不对其它电子设备产生电磁干扰。硬件措施主要有滤波技术、去耦电路、屏蔽技术、接地技术等；软件措施主要有数字滤波、软件冗余、程序运行监视及故障自动恢复技术等 ●故障自动检测及诊断 ●软件可靠性设计：为了提高软件的可靠性，应尽量将软件规范化、标准化、模块化 ●失效保险技术 ●热设计 ● ●EMC设计：电磁兼容（EMC）包括电磁干扰（EMI）和电磁敏感度（EMS）两个方面 三，可靠性设计准则 1， 2，在确定设备整体方案时，除了考虑技术性、经济性、体积、重量、耗电等外，可靠性是首先要考虑的重要因素。在满足体积、重量及耗电等于数条件下，必须确立以可靠性、技术先进性及经济性为准则的最佳构成整体方案。 3，对己投入使用的相同（或相似）的产品，考察其现场可靠性指标，维修性指标及对这两种备标的影响因素，以确定提高当前研制产可靠性的有效措施。