系统可靠性分配
系统可靠性分配
一、概述
系统可靠性分配是系统可靠性设计的主要内容之一。它是根据一定的原则和方法，将系统可靠性指标自上而下逐级分配到下属各级产品的过程，也是人力、物力、财力合理试用的过程。
可靠性指标分配的目的在于将可靠性指标层层落实，使各级设计者明确自己的目标以便采取响应的措施，将可靠性设计进去。
对可靠性指标进行合理分配必须吃透两头：一头是对全局深刻了解，另一头是充分了解各个局部的特点。了解全局主要包括：用户对可靠性的目前要求及潜在要求，与可靠性相关的各种约束条件，例如性能要求、尺寸、重量、进度、成本、维修要求等。了解局部主要包括：下属产品技术难度，所含新技术比例；目前能达到的可靠性水平；提高可靠性的必要性及可能性；局部在全局的地位，是否是薄弱环节等。
可靠性分配与可靠性预计之间可以起到相辅相成的作用。建立在可靠性预计基础上的分配将会使这种分配更加合理。因此，在可靠性分配前，硬首先做好可靠性预计工作。
可靠性分配应尽早进行才有意义，一般适用于方案论证阶段及设计阶段早期。
需要说明的是，在进行可靠性指标分配时，由于许多情况还不明朗，可供使用的信息有限，很难做到一次分配到位。因而需要进行调整或再分配，即是说，可靠性分配是一个渐进、反复的过程。
二、可靠性分配的准则
要是可靠性分配做到合理，必须一方面满足系统的可靠性指标要求和约束条件要求；另一方面要具有可行性。为此，需遵循以下准则：
⑴危害度愈高，可靠性分配值愈高；
⑵无约束条件时，可靠性的分配值允许较高；
⑶复杂程度高，可靠性的分配值应适当降低；
⑷技术难度大，可靠性的分配值应适当降低；
⑸不成熟产品，可靠性的分配值应适当降低；
⑹恶劣环境条件工作的产品，可靠性的分配值应适当降低；
⑺工作时间长的产品，可靠性的分配值应适当降低。
以上准则是从不同的角度，逐一陈述的，即只考虑了但因素。实际分配中，系统所属产品往往是多因素的，在运用以上准则时要注意综合权衡。
三、可靠性分配方法的分类
按可靠性的模型分，可分为基本可靠性分配和任务可靠性分配。
按约束条件分，可分为无约束系统可靠性分配和有约束系统可靠性分配。
按分配的次数分，可分为首次分配和二次分配等。
在无约束系统可靠性分配中按权重又可分为：等分配法；评分分配法；比例组合法；考虑重要度和复杂度的分配法（AGREE ）等。
在有约束系统可靠性分配中常用的方法有：直接搜查法；拉格朗日乘数法；动态规划法等。
四、系统可靠性分配方法和实例
⒈等分配法
等分配法是对系统中的全部单元配以相等的可靠度的方法。 ⑴串联系统可靠度分配
由于串联系统的可靠度往往取决于系统中最弱的单元，所以当系统中n 个单元具有近似的复杂程度、重要性以及制造成本时，可用等分配法分配系统各单元的可靠度。
串联系统的可靠度为∏==
n
i i
R
1
R
可知，n 个等分配单元的可靠度为
n
i R R n i ,,2,1,1
???== …… ⑴
⑵并联系统的可靠度分配
当系统的可靠度要求很高，而选用已有单元又不能满足要求时，可选用n 个相同单元的并联系统。此时各单元的可靠度大大低于系统的可靠度。
并联系统的可靠度为()∏==n
i i
1
R
11R
－－
可知，n 个等分配单元的可靠度为
()n
i R R n i ,,2,1,111
???=--= …… ⑵
⑶串、并联系统可靠度分配
利用等分配法对串并联系统进行可靠度分配时，可先将串、并联系统简化为等效的串联系统和等效单元，在给同级等效单元分配相同的可靠度。
图1 串、并联系统的可靠性分析
如图1所示的串、并联系统，可将该系统做两步简化，由图（c ）开始按照等分配法对各单元分配可靠度
2
1
1234
R R R S
==
再由图（b ）所示分得
(
)21
2234
34
11S
S
R R R --==
最后再求图（a ）中的R 3、R 4，即
2
1
4334
S R R R ==
⒉AGREE 分配法
AGREE 分配法是由美国电子设备可靠性顾问团（AGREE ）提出的。因为考虑了系统的各单元或各子系统的复杂度、重要度、工作时间以及它们与系统之间的失效关系，故又称为按单元的复杂度及重要度的分配法。与等分配法相比，显得更为合理，适用于各单元工作期间的失效率为常数的串联系统。
所谓复杂度是指单元所含的重要零、部件（其失效会引起单元失效）的数目N i ， i ＝1,2,…,n ，与系统中重要零、部件的总数N 之比，用K i 表示，
N
n K i i =
…… ⑶
式中n i ——第i 个单元的重要零、部件总数；
N ——系统的重要零、部件总数，∑-=
n
i i
n
N
1
。
所谓重要度是指某个单元发生故障时对系统可靠度的影响程度，用W i 表示，
i
i r N W =
…… ⑷
式中N ——由第i 个单元故障引起的系统故障次数；
r i ——第i 个单元的故障次数。
对于串联系统，每个单元的每次故障都会引起系统故障，所以，每个系统对单元的重要度都是相同的，W i ＝1。对于有冗余的系统，0 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 i W N n 1i ?=λ λ …… ⑸ 式中λi ——分配给第i 个单元的失效率； λ——系统的失效率。 如果系统的可靠度服从指数分布，即t e λ-=R ，则分配的各单元的失效率为 t NW R n i i ln i -= λ …… ⑹ 或 R n t NW MTBF i i i i ln 1 -= = λ 分配给各单元的可靠度为 ()i N n i W R t R i -- =11 …… ⑺ 例1.一个4单元的串联系统，要求在连续工作48h 期间内的可靠度R ＝0.96。而单元1、2的重要度W 1＝W 2＝1，单元3工作时间为10h ，重要度W 3＝0.9，单元4的工作时间为12h ，重要度W 4＝0.85。已知它们的重要零部件数分别为10，20，40，50，问应该怎样分配它们的可靠度？ 解：系统的重要零部件总数为 120 50402010N 1 =+++== ∑=n i i n 计算各单元的失效率 1 11100007.048112096.0ln 10ln -=???-= -= h R NW R n λ 1 22200014.048112096.0ln 20ln -=???-=-=h R NW R n λ 1 33300151.0109.012096.0ln 40ln -=???-=-=h R NW R n λ 1 44400167.012 85.012096.0ln 50ln -=???-=-= h R NW R n λ 计算分配给各单元的可靠度 ()9966 .01 96.0111148120 10 1 11 =-- =-- =W R R N n ()99322 .01 96 .0111148120 20 2 22 =-- =-- =W R R N n ()98498 .090 .096.0111110120 40 3 33 =-- =-- =W R R N n ()98016 .085 .096.0111110120 50 4 44 =-- =-- =W R R N n 系统的可靠度为 9556 .098016.098498.099322.09966.04321=???=???=R R R R R 所以根据重要零部件数分配的单元1、2、3和4的可靠度分别为0.9966、0.99322、0.98498和0.98016。此值比规定的系统可靠性略低，主要是由于公式的近似性质以及单元3、4的重要度小于1的缘故。 由上例可看出，单元的零部件数越少即结构越简单，则分配的可靠度越高；反之，分配给的可靠度就越低。显然，这种分配结果是合理的。 ⒊拉格朗日乘数法 该方法的思路是建立一个拉格朗日函数，使它包含可靠性目标函数，约束条件函数。将有约束条件求极值问题转化为无约束条件求极值问题。 设某系统包含的等效串联分系统数为n ，则拉格朗日函数L(k i ,λ)的表达式为 ()() ∏∑ ==? ? ? ? ? ? - +-= n i n i i i k i i k W W F k L i 1 101,λλ …… ⑻ 式中k i ——第i 个等效串联分系统中，并联单元数； F i ——第i 个等效串联分系统中，单个单元的不可靠度； W 0——系统的约束条件，例如系统的成本、质量等； W i ——第i 个等效串联分系统中，单个单元的成本、质量等； λ——拉格朗日乘数。 在给定特定的条件下 ()常数 C W i i =lnF …… ⑼ 对L(k i ,λ)取偏导数求极值，经数学运算后可求得约束条件下最佳的并联单元数k i ∑== n i i i i i W F W 1 F ln ln k …… ⑽ ()常数C W i i =lnF 意味着每一个单元不可靠度的对数与其成本（或质量等）之比为一固定比 例。也就是说，愈可靠的单元其成本愈高（或质量愈重），这在实际中还是有一定的运 用范围。 例2.一个系统由三个等效串联分系统组成，各分系统中单元的成本及可靠度值见表1。规定该系统可靠度设计指标不小于0.95，总成本W 0不超过9000元。试确定各分系统需要的并联单元数及各分系统可靠度分配值。 图2 例2可靠性框图 表1 例2数据 分系统 单元成本W i /元 单元不可靠度F i 1 1500 0.10 2 1230 0.15 3 1640 0.08 解：第一步，求无冗余时（或各个分系统仅一个单元时）系统的可靠度 ()()()7038 .008.0115.0110.01=---=s R 因R s 小于规定的设计指标，必须进行冗余设计。 第二步，检验lnF i /W i 是否为常数。因为 00154 .0ln ln ln 3 32 21 1-===W F W F W F 所以可用式⑽求各分系统的k i 。 第三步，列表求各系统的k i （见表2）。 表2 k i 计算过程 i lnF i i F ln W 0 i i F ln W ∑== n i i i i i F W F W k 1 ln ln 1 -2.30 -3913.04 -652.17 2.00 2 -1.90 -4736.84 -647.37 2.43 3 -2.53 -3557.30 -648.22 1.83 ∑ \ \ -1947.76 \ 第四步，取k i 为整数值 2k 2k 2k 321＝，＝，＝ 第五步，验算 ( )()()95.096.008.0115.011 .012 2 2 >=---=s R 满足可靠性设计指标， ()9000 87401640123015002<=++?=s W 满足成本约束条件。 第六步，计算各分系统可靠度分配值 9936 .008 .019775.015.0199.01.0123222 1=-==-==-=R R R ⒋失效率加权分配法 在寿命服从指数分布的串联系统中，采用失效率加权的方法进行可靠性分配，也是较常使用的方法。该方法首先给出各单元的失效率初值i ?λ（该值可以查阅有关表格或根据经验给定），其次确定各单元的权值W i ，即 ∑ = i i i W λλ?? …… ⑾ 再次确定分配给各单元的失效率λi ，即 t i s i i i e R W λλλ-== …… ⑿ λs 是系统的总失效率，最后进行验证，即 ∑=≤=?= +???++n i s s s i s n s s W 1 21?W W W λλλλλλ …… ⒀ 即s s R R ≥?满足要求，否则重新设计。 例3.一串联系统1 001.0-=h s λ，工作时间20h ，系统由四个服从指数分布的单元组成。在 相关表格中差得失效率预计值为11005.0-=h λ，1 2004.0-=h λ，1 3 003.0-=h λ，1 4 002.0-=h λ， 试用失效率加权方法进行可靠性分配。 解：()1 1 4 1015.0002.0003.0004.0005 .0?--==+++=∑h h i i λλ＝ 计算权值 λ λ?i i W = ，得W 1＝0.333，W 2＝0.267，W 3＝0.200，W 4＝0.133 计算分配的失效率 由s k W λλ=i ，得000133 .0,000200.0,000267.0,000333.04321====λλλλ。 求分配的可靠度 由t i i e λ-=0 R ，t ＝20h ，得99740 .0,99600.0,99467.0,99336.00 403020 1====R R R R 校核 由980 .0,001.01 ==-s s R h λ得分配后系统的可靠度为 s s s i i s R R R R R >== ∏=0 4 1 00 ,9816.0 故分配各单元可靠性，使系统总可靠度大于原系统可靠度，满足要求。 ⒌动态规划分配法 本方法是解决在满足规定的系统可靠性指标条件下，使费用或重量，或者尺寸等最小的优化问题。最常用的是使费用最小，下面即以最小费用为例，说明动态规划分配方法。 A 串联系统 目标函数：()∑=n i i i i R R G 1 ,min 约束条件：n i R R R R i i n i s i ,,2,1,10,1 ???=≤≤<≥∏ = …… ⒁ B 并联系统 目标函数：()∑=n i i i i R R G 1,min 约束条件：n i R R R R i i n i s i ,,2,1,10,1(11 ???=≤≤<≥ -∏=）－ …… ⒂ 式中R s ——规定的系统可靠性指标； R i ——第i 单元分配的可靠度； i R ——第i 单元现有预测的可靠度； ()i i i R R ,G ——第 i 单元可靠度由i R 提高到R i 所需费用函数。 参考文献 [1] 金碧辉.系统可靠性工程[M].北京:国防工业出版社,2004. [2] 金伟娅,张达康.可靠性工程[M].北京:化学工业出版社,2005. [3] 姜兴谓,宋政吉,王晓晨.可靠性工程技术[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出社,2005. [4] 王超,王金.机械可靠性工程[M].北京:冶金工业出版社,1992. 可靠性分配及其应用 摘要：可靠性分配是系统可靠性设计的重要任务之一，其结果直接影响系统的设计方案。为了能快速获得在一定费用约束条件下的可靠性优化分配结果，减少分配过程中的主观因素，应该通过多种方法，建立了科学、高效的可靠性分配模型。 关键字：可靠性分配；系统；故障率 0 引言 可靠性分配是可靠性设计的重要任务之一，是把系统设计任务书中规定的可靠性指标，由上到下、由大到小、由整体到局部，按一定的分配方法分配给组成该系统的分系统、设备及元件。通过可靠性指标的分配，可以从技术、人力、时间、资源各个方面分析各部分指标实现的难易情况，从而使系统各层次的设计人员明确各自的设计目标，为指标监控和采取改进措施提供依据。[1]对复杂系统来说，为使可靠性分配方案更为合理，要综合考虑系统各组成单元间在重要度、复杂度、技术发展水平、工作时间和环境条件等方面的不同，进行可靠性优化分配的实质就是综合以上各方面因素，在一定的分配原则下，得到合理的可靠性分配值的优化解。 1 可靠性分配的定义 所谓系统可靠性分配就是要求系统在定义体系结构的时候，设法将系统分解成部件(子系统或模块)，并且为了保证各部件的设计时间、难度、风险大致相等，必须根据系统可靠性要求，确定各模块的可靠性，以保证使得系统开发费最低。 从可靠性分配的定义可以看出，可靠性分配要求在系统生存周期的定义阶段就进行，即在系统的可行性论证、需求分析、初步设计、详细设计阶段进行。随着系统设计的深入，我们可以得到更多的相关信息，从而使可靠性分配结果也越来越趋向合理。[14]比如在可行性论证阶段，因为此时系统的相关信息较少，所以我们可以根据类似产品运用类比法进行可靠性初步分配;而到详细设计阶段，由于可以获得系统复杂性、操作剖面等一些信息，我们就可以用更好的分配方法（如基于操作剖面的可靠性分配法）使结果更加精确。事实上，可靠性分配还可以在开发阶段根据需要进行调整。[2]目前，几乎所有的可靠性模型都用于测试操作阶段，是在完成产品开发初始阶段后用来估计系统可靠性的模型，也就是说至少要在完成定义阶段后才能被使用。这些模型共同回答了这样一个问题：“这系统有多可靠”。模型的使用依赖于在系统初始阶段的分析和设计，因此，它们几乎对系统工程的设计、计划阶段没有产生任何影响。可靠性分 《可靠性理论》模拟题（补） 一.名词解释 1.可靠性：产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。 2. 可靠性设计：系统可靠性设计是指在遵循系统工程规范的基础上，在系统设计过程中，采用一些专门技术，将可靠性“设计”到系统中去，以满足系统可靠性的要求。 3. 最小割集和最小径集：最小割集就是引起顶上事件发生所必需的最低限度的割集。最小径集就是顶上事件不发生所需的最低限度的径集。 4. 网络：连接不同点之间的路线系统或通道系统。 5.广义可靠性：广义可靠性是指产品在其整个寿命期限内完成规定功能的能力，它包括可靠性（即狭义可靠性）与维修性。 6.可靠性指标分配：指根据系统设计任务书中规定的可靠性指标（经过论证和确定的可靠性指标），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，并将它们写入相应的设计任务书或经济技术合同中。 7. 降额设计：使元器件或设备工作时所承受的工作应力（电应力或温度应力），适当低于元器件或设备规定的额定值，从而达到降低基本故障率、提高使用可靠性的目的。 8. 人机系统：指人与其所控制的机器相互配合,相互制约,并以人为主导而完成规定功能的工作系统。 二.填空题 1.可靠性的定义包含有五个方面的内容，它们是：对象、使用条件、使用期限、规定的功能、概率等。 2.由三种失效率曲线所反应，表现产品在其全部工作过程中的三个不同时期分别是：早期失效期、偶然失效期、耗损失效期。 3.对于可修复的产品，其平均无故障工作时间或平均故障间隔称为平均寿命。 4.失效率函数为常数λ时，可靠度函数表达式可写为： t e t Rλ- = )(。 5.系统进行可靠度分配时，若已知各元件的预计失效率，而进行分配的方法称为阿林斯分配法。 6.简单求解网络可靠度的常用方法有状态枚举法、全概率分解法、最小割集法、最小径集法、不交布尔代数运算规则。 7.割集和径集中反应导致顶上事件发生所必需的最低限度的是最小割集；反应顶上事件不发生所需的最低限度的是最小径集。 8.常用的可靠性特征量有：可靠度、失效率、平均寿命、可靠寿命等。 9.产品失效率曲线一般可分为：递减型失效率曲线、恒定型失效率曲线、递增型失效率曲线。 嵌入式软件可靠性设计规范汇总 43.高级报警显示：红色，1.4Hz～ 2.8Hz，信占比率20%～60%开 44.中级报警显示：黄色，0.4Hz～0.8Hz，信占比率20%～60%开 45.低级报警显示：蓝绿色或者黄色，常开，信占比率100% 46. 高优先级和中优先级的报警上、下限设置值，一旦超出可能引起较严重后果的非合理报警数值区域时，均需加单独的对话弹出框予以提醒操作者 47. 默认的报警预置不允许修改，并提供让用户能恢复到出厂默认报警设置的操作途径 48.做报警日志记录，为以后的故障分析、维修检查或商业纠纷提供依据 与硬件接口的软件49. 数据传输接口的硬件性能限制了数据传输速率的提高，在确定波特率前，要确认硬件所能承受的最高传输率，光耦、485、232、CAN、传输线上有防护 器件（TVS或压敏电阻）的端口 50.硬件端口读进来的数据必须加值域范围的判断 51.硬件端口读取数据，必须加可控时间或次数的有限次限制 52.A/D的位数比前端放大电路的精度要求略高即可，并通过数学计算验证 53. 对运动部件的控制，正向运动突然转向反向运动时，必须控制先正向减速到0，然后再反向加速的控制方式 54. 运动部件停机后、再快速启动的工作控制方式是不允许的。须停机、开机、delay延时、再启动执行机构，以确保执行机构先释放原来运动状态的惯性，然后再从静态下启动 55. 运动部件都有过渡过程特性，软件驱动时的上升沿和下降沿的过渡特性会 直接影响到硬件的安全和执行效果 56. 板卡启动时，先initMCU、然后Delay、然后initIO，以确保各芯片的上电 电源都已经稳定下来再启动工作 57. 对采集自有可能受到干扰的模拟端口输入的数字量数据，一定要加上、下 限、Δ/Δt、规律性干扰的滤波措施三个方面的容错性机制 58. 对数字端口传输数据可以连续传输两遍，以防范随机性偶发干扰，实时性要求较高的，可以连续传三遍，2：1判定 59. 模块之间的数据通信联络，用周期性读取的方式、或请求-应答的方式传送 数据，一旦超出周期性时间要求，或未应答，则判定硬件失效，需有软件的 项目名称 系统可靠性分配报告 编制：____________________________ 审核：_____________________________ RAMS经理： _______________________ 技术经理: 目录 1?概述 (3) 2?可靠性建模 (3) 3?可靠性指标分配 (3) 3.1可靠性指标分配方法 (3) 3.2可靠性指标分配原则 (4) 3.3系统的可靠性分配 (6) 1.概述 正文宋体、小四、行距固定值20磅 2.可靠性建模 正文宋体、小四、行距固定值20磅 3.可靠性指标分配 可靠性分配即根据项目技术协议中规定的可靠性指标，按照一定的方法合理的分配到各个子系统功能模块或部组件，确定薄弱环节，采取有效的措施改进设计，从而保证各部组件、各分系统以及全系统达到可靠性指标要求。可靠性分配时一个自上而下，由大到小，从整体到局部，逐步分解，分配到各分系统，设备和元器件的过程。可靠性分配的目的是使各级设计人员明确其可靠性设计要求，根据要求估 计所需的人力、时间和资源，并研究实现这个要求的可能性及办法。 3.1可靠性指标分配方法 可靠性分配中采用了评分分配法。该分配方法是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，再根据该比值给每个分系统或设备分配可靠性指标。它适用于具备一定的人员技术素质基 础，可以发挥人员的主观能动性，发挥人员的工程经验，并使评分结 果具有一定的收敛性。 3.2可靠性指标分配原则 ①对于复杂度高的分系统、设备等，应分配较低的可靠性指标。因为产品越复杂，其组成单元就越多，要达到高可靠性就越困难并且更为费钱。 ②对于技术上不成熟的产品，分配较低的可靠性指标。对于这种产品提出高可靠性要求会延长研制时间，增加研制费用。 ③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。 ④当把可靠度作为分配参数时，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。 ⑤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的故障会影响人身安全或任务的完成。 评分法对上述因素进行综合评价，依据评价结果对可靠性指标进行分配。首先按照各因素对可靠性的要求，划分4个等级，等级标号越高对可靠性要求越低，分配的不可靠度或故障率越高。表1给出了可靠性影响因素等级划分标准。 常用安全PLC 的结构和性能 【摘要】本文介绍了几种常见的安全PLC的结构和性能，然后对各种安全PLC的特性进行了归纳和总结。 【关键词】安全PLC N选X系统三重冗余四重冗余 Abstract: The article analyses several popular safety PLC’s architecture and performance. Finally, summarize their features. Key word: Safety PLC XooN TMR QMR 近几十年来，多起工业事故发生的原因可以追溯到计算机系统的失效，引起了人员伤亡、设备损坏和环境污染。这些信息也唤醒了国家和公众对减少危险、建立安全工业流程的意识。为此，IEC制定了新的安全国际标准：IEC 61508/ 61511，也已经由工业组织合作制定完成，我国的相关标准也即将颁布。 为了帮助读者了解目前安全仪表系统（SIS）使用安全PLC实现电气/电子/可编程电子系统（E/E/PES）功能的情况，就常见的几种安全系统结构进行探讨，希望能对今后的系统选择有所借鉴和参考。 1．PLC 是一个逻辑解算器 一个安全系统的逻辑解算器是一种特殊类型的PLC，它具有独立的安全功能认证，但也有继电器逻辑或者固态逻辑的运算能力。逻辑解算器从传感器读入信号，执行事先编制好的程序或者事先设计好的功能，用于防止或者减轻潜在的安全隐患，然后通过发送信号到执行器或最终元件采取行动。 逻辑解算器的设计有很多种，来满足不同的市场需求、应用和任务。我们下面将就比较典型的安全PLC的结构进行探讨。 2．安全PLC 的体系结构 当你构建一个安全系统时，可以有很多方式来安排安全系统部件。有些安排考虑的是对成功操作有效性的最大化。（可靠性或可用性）。有些安排考虑的是防止特殊失效的发生（失效安全，失效危险）。 控制系统部件的不同安排可以从它们的体系结构中看出来。这节内容将介绍市场上几款常见的可编程电子系统（PES）的体系结构，了解它们的安全特性，以及在安全和关键控制的应用。它们是已经在实践中存在的多种结构的代表，真正现场使用的系统就是这些结构的不同组合。 下面的内容将用N选X (比如2选1) 的方式：XooN 来介绍系统。在每个类型中，X 代表需要执行安全功能的通道数，而N 代表整个可用的通道数。. 2.1．1oo1 单通道系统 单控制器带有单个逻辑解算器和单个I/O 代表了一个最小化的系统，见下图（图1）。这个系统没有提供冗余，也没有失效模式保护。电子电路可以失效安全（输出断电，回路开路）或者失效危险（输出粘连或给电，短路）。这种安排方式是典型的非安全－常规PLC系统结构。 系统可靠性分配 一、概述 系统可靠性分配是系统可靠性设计的主要内容之一。它是根据一定的原则和方法，将系统可靠性指标自上而下逐级分配到下属各级产品的过程，也是人力、物力、财力合理试用的过程。 可靠性指标分配的目的在于将可靠性指标层层落实，使各级设计者明确自己的目标以便采取响应的措施，将可靠性设计进去。 对可靠性指标进行合理分配必须吃透两头：一头是对全局深刻了解，另一头是充分了解各个局部的特点。了解全局主要包括：用户对可靠性的目前要求及潜在要求，与可靠性相关的各种约束条件，例如性能要求、尺寸、重量、进度、成本、维修要求等。了解局部主要包括：下属产品技术难度，所含新技术比例；目前能达到的可靠性水平；提高可靠性的必要性及可能性；局部在全局的地位，是否是薄弱环节等。 可靠性分配与可靠性预计之间可以起到相辅相成的作用。建立在可靠性预计基础上的分配将会使这种分配更加合理。因此，在可靠性分配前，硬首先做好可靠性预计工作。 可靠性分配应尽早进行才有意义，一般适用于方案论证阶段及设计阶段早期。 需要说明的是，在进行可靠性指标分配时，由于许多情况还不明朗，可供使用的信息有限，很难做到一次分配到位。因而需要进行调整或再分配，即是说，可靠性分配是一个渐进、反复的过程。 二、可靠性分配的准则 要是可靠性分配做到合理，必须一方面满足系统的可靠性指标要求和约束条件要求；另一方面要具有可行性。为此，需遵循以下准则： ⑴危害度愈高，可靠性分配值愈高； ⑵无约束条件时，可靠性的分配值允许较高； ⑶复杂程度高，可靠性的分配值应适当降低； ⑷技术难度大，可靠性的分配值应适当降低； ⑸不成熟产品，可靠性的分配值应适当降低； ⑹恶劣环境条件工作的产品，可靠性的分配值应适当降低； ⑺工作时间长的产品，可靠性的分配值应适当降低。 以上准则是从不同的角度，逐一陈述的，即只考虑了但因素。实际分配中，系统所属产品往往是多因素的，在运用以上准则时要注意综合权衡。 三、可靠性分配方法的分类 按可靠性的模型分，可分为基本可靠性分配和任务可靠性分配。 按约束条件分，可分为无约束系统可靠性分配和有约束系统可靠性分配。 按分配的次数分，可分为首次分配和二次分配等。 系统可靠性冗余分配最优配置问题 随着科技的不断进步，人们对系统整体可靠性优化设计的要求越来越高。为了改进一个给定基本系统的可靠性，设计工程师一般有两种选择：①增强单个元件的可靠度，如加大科研成本的投入，研制出可靠度更高的元件；②对不同阶段提供冗余，即对系统的同一阶段分配多个相同的元件（相当于备用元件），当其中一个元件发生故障时，其他新的元件可以代替故障元件进行工作，以减少故障时间。而实验证明，当单个元件可靠度达到某个水平后，要想再继续增加单个元件的可靠度，其成本将呈指数增长。因此，若提高元件可靠度至某个水平之后还希望继续提升，则只能对系统进行冗余。即对系统的每个阶段进行重复配置元件,当系统发生故障时,冗余配置的部件介入并承担故障元件的工作,由此减少系统的故障时间。 当对系统各阶段进行冗余配置时，系统资源也会随着每个阶段冗余度的增加带来更多消耗。即随着冗余度的增加，整个系统的成本、体积、重量、可靠度也都会有所增加。一个系统所追求的最优配置是成本、体积、重量的尽可能小，可靠度的尽可能大，但一般情况下各项目标不能同时达到最优的，这时可靠性设计者就需要在这几个目标中进行权衡。 如下图所示，该系统是一个四阶串联的燃气轮机的超速监测系统原理图，k 1、k 2、k 3、k 4分别为待分配冗余的四个阶段，同一个阶段安装的元件是相同的。要对该系统进行可靠性冗余分配设计，即是在满足系统的约束条件下，通过建立模型给出一种方法来确定k 1、k 2、k 3、k 4这四个阶段元件的冗余分配数量x j 以及各阶段元件的可靠度r j ，使得系统可靠度尽可能的大，总成本、总体积、总重量尽可能的小。 工程中，该系统的总体积可表示为V=∑v j n j=1x j 2，v j 为第j 级每个元件的重 量和体积的乘积；总重量W=∑w j n j=1x j exp? (x j /4)，w j 为第j 级每个元件的重量；总成本C=∑αj /λj βj n j=1[x j +exp? (x j /4)]，λj 为常数，表示第j 级元件的故障率，假 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.sodocs.net/doc/601299840.html, 可靠性分配及其应用 [摘要]可靠性分配是系统可靠性设计的重要任务之一，其结果直接影响系统的设计方案。为了能快速获得在一定费用约束条件下的可靠性优化分配结果，减少分配过程中的主观因素，建立了可靠性预计值的可靠性分配模型，并设计了新的编码方式和新的变异率调整模型，使改进后的遗传算法能用于求解复杂系统的可靠性分配问题。最后给出导弹武器可靠性分配的计算实例和结果分析。 0 引言 可靠性分配是可靠性设计的重要任务之一，是把系统设计任务书中规定的可靠性指标，由上到下、由大到小、由整体到局部，按一定的分配方法分配给组成该系统的分系统、设备及元件。通过可靠性指标的分配，可以从技术、人力、时间、资源各个方面分析各部分指标实现的难易情况，从而使系统各层次的设计人员明确各自的设计目标，为指标监控和采取改进措施提供依据。对复杂系统来说，为使可靠性分配方案更为合理，要综合考虑系统各组成单元间在重要度、复杂度、技术发展水平、工作时间和环境条件等方面的不同，进行可靠性优化分配的实质就是综合以上各方面因素，在一定的分配原则下，得到合理的可靠性分配值的优化解。 1 可靠性分配的定义 所谓系统可靠性分配就是要求系统在定义体系结构的时候，设法将系统分解成部件(子系统或模块)，并且为了保证各部件的设计时间、难度、风险大致相等，必须根据系统可靠性要求，确定各模块的可靠性，以保证使得系统开发费最低。 从可靠性分配的定义可以看出，可靠性分配要求在系统生存周期的定义阶段就进行，即在系统的可行性论证、需求分析、初步设计、详细设计阶段进行。随着系统设计的深入，我们可以得到更多的相关信息，从而使可靠性分配结果也越来越趋向合理。比如在可行性论证阶段，因为此时系统的相关信息较少，所以我们可以根据类似产品运用类比法进行可靠性初步分配;而到详细设计阶段，由于可以获得系统复杂性、操作剖面等一些信息，我们就可以用更好的分配方法(如基于操作剖面的可靠性分配法)使结果更加精确。事实上，可靠性分配还可以在开发阶段根据需要进行调整。 电子系统可靠性设计与寿命预测 课程报告 班级： 姓名： 学号： 2014.8.12 浅析正交表的使用 摘要：本文分析了正交试验设计方法常用的各种列表以及表中统计量符号表达中存在的问题，诸如列表中常出现正交表名书写错误、表中栏目名称不确切、表格和数据重复或短缺、因素与指标关系图多样化，以及极差分析表中统计量符号的多样化表示、方差分析表中多字母的统计量符号表示等，并对变量符号的规范表示给出了建议。 关键词：正交试验设计使用正交表 正交试验设计是利用一套规格化的表格——正交表,科学合理地安排试验,通过部分试验了解全面试验的情况，方便地找到诸多因素中对试验指标有显著影响的主要因素,确定使试验指标达到最佳的因素水平组合。正交试验设计方法的广泛应用，说明了科技的进步，也使科技论文的写作出现了重大转变；但正交试验设计方法的表达中存在不少问题，直接影响着科技论文和期刊的质量，因此，笔者对正交试验设计常用的各种列表和表中变量符号的使用情况进行分析。1、正交试验设计列表中存在的问题 1.1 正交试验设计方法及常见列表 正交试验设计过程通常包括： （1）确定试验因素及水平数； （2）选用合适的正交表； （3）列出试验方案及试验结果； （4）对正交试验设计结果进行分析，包括极差分析和方差分析； （5）确定最优或较优因素水平组合。 正交试验设计方法涉及的表格较多，编排时一般要遵循既简单明了又能完整表达的原则，因此列出的表格主要有：正交试验因素水平表、正交试验设计方案及试验结果、极差分析表和方差分析表。 1.2 正交表名的书写 选择合适的正交表，是正交试验设计的基础，而正交表名的写法是固定的，各个位置上的数字所代表的意义各不相同，一张正交表代表一种设计方法。如四因素三水平正交表L9（34），有的期刊中把它写成L9（43），有的写成L934，也有的写成L9（3）4，还有的写成L9（33）。实际上，正交表名Lm（q n）中的L表示一张正交表，其下标m表示试验次数（水平组合数），括号内的q表示因素的水平数，指数n表示最多可以安排因素（包括互作）的个数。如果试验设计时套用了正交表的设计方案L9（34），就不能因为，仅有3个因素，就将所套用的正交表名作随意改变。 1.3 表中栏目的称谓 一是常用一些意义广和范围大的词语来做栏目名称，不太确切。如有的将因素水平表中的“水平”列的栏目称为“序号”，更有的将正交试验设计方案及试验结果表中的“试验号”列的栏目也称为“序号”；二是将不同列栏目的意义混淆，如将“水平”与“因素”混淆，把因素水平表中的“水平”列（一般为第1列）的栏目称为“水平因素”，或者称为“因素”，而“因素”实际是各因素列（一般从第2列开始）的栏目；三是同一栏目又有多个称谓，如将“水平”列的栏目也称为“位极”，将因素水平表称为“因素位极表”，应统一称为“水平”。 1.4 重复的表格或数据 正交试验设计所用表格本身较多，如果表格或数据有重复，版面的浪费就很严重。常见的表格重复，主要是有的把选定的正交表单独列一次，这是不必要的，因为在正交试验设计方案及试验结果表中还要列出正交表。常见的数据重复，一是极差分析表与因素与指标关系图同时列出，实际上因素与指标关系图就是根据极差分析表中各水平的指标平均值而作的，因此只列其一即可；二是因素水平表中已给出了因素A、B…和水平1、2…所代表的实际含义，而在正交试验设计方案表的每个水平后的括号里再一次标注该水平所代表，的实际含义，这实际是数据的重复列出，这样，因素水平表给出的编号就失去了意义；当然，在不影响版面的情况下，可适当在每个水平后标注1次，以便直观。 1.5 短缺重要的表格或数据 人机系统可靠性设计基本原则 1．系统的整体可靠性原则 从人机系统的整体可靠性出发，合理确定人与机器的功能分配，从而设计出经济可靠的人机系统。 一般情况下，机器的可靠性高于人的可靠性，实现生产的机械化和自动化，就可将人从机器的危险点和危险环境中解脱出来，从根本上提高了人机系统可靠性。 2．高可靠性组成单元要素原则 系统要采用经过检验的、高可靠性单元要素来进行设计。 3．具有安全系数的设计原则 由于负荷条件和环境因素随时间而变化，所以可靠性也是随时间变化的函数，并且随时间的增加，可靠性在降低。因此，设计的可靠性和有关参数应具有一定的安全系数。 4．高可靠性方式原则 为提高可靠性，宜采用冗余设计、故障安全装置、自动保险装置等高可靠度结构组合方式。 (1)、系统“自动保险”装置。自动保险，就是即使是外行不懂业务的人或不熟练的人进行操作，也能保证安全，不受伤害或不出故障。 这是机器设备设计和装置设计的根本性指导思想，是本质安全化追求的目标。要通过不断完善结构，尽可能地接近这个目标。 (2)、系统“故障安全”结构。故障安全，就是即使个别零部件 发生故障或失效，系统性能不变，仍能可靠工作。 系统安全常常是以正常的准确的完成规定功能为前提。可是，由于组成零件产生故障而引起误动作，常常导致重大事故发生。为达到功能准确性，采用保险结构方法可保证系统的可靠性。 从系统控制的功能方面来看，故障安全结构有以下几种： ①消极被动式。组成单元发生故障时，机器变为停止状态。 ②积极主动式。组成单元发生故障时，机器一面报警，一面还能短时运转。 ③运行操作式。即使组成单元发生故障，机器也能运行到下次的定期检查。 通常在产业系统中，大多为消极被动式结构。 5．标准化原则 为减少故障环节，应尽可能简化结构，尽可能采用标准化结构和方式。 6．高维修度原则 为便于检修故障，且在发生故障时易于快速修复，同时为考虑经济性和备用方便，应采用零件标准化、部件通用化、设备系列化的产品。 7．事先进行试验和进行评价的原则 对于缺乏实践考验和实用经验的材料和方法，必须事先进行试验和科学评价，然后再根据其可靠性和安全性而选用。 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; s r——第i个单元的故障次数。 i 对于串联模型，各单元对于系统的重要度是相同的，W=1，对于有冗余单i元的系统，0 项目名称 系统可靠性预计报告 编制： ___________________ 审核： ___________________ RAMS经理： ___________________ 技术经理： ___________________ 目录 1.概述 (3) 2.引用文件 (3) 3. 系统组成及工作原理 (4) 3.1 系统组成 (4) 3.2 产品的工作原理 (4) 4. 产品功能 (4) 5.可靠性模型建立 (6) 5.1 假设条件 (6) 5.2 建立基本可靠性模型 (7) 5.2.1 基本可靠性框图 (7) 5.2.2 可靠性数学模型 (7) 5.2.3可靠性预计的依据和元器件质量等级 (8) 6.可靠性预计 (8) 6.1可靠性预计方法 (8) 6.2 可靠性预计数据来源 (9) 6.3 预计结果 (9) 6.3.1 各模块失效率计算 (9) 6.3.2 整机总失效率及MTBF (9) 7.结果及分析 (10) 1.概述 正文宋体、小四、行距固定值20磅 …… 2.引用文件 编制本报告的依据如下： ◆GJB450-88 装备研制与生产的可靠性通用大纲； ◆GJB451-90 可靠性维修性名词术语； ◆GJB/Z299-98 电子设备可靠性预计手册； ◆GJB813-90 可靠性模型的建立和可靠性预计； ◆GJB7826-87 系统可靠性分析技术—失效模式和效应分析FEMA 程序； ◆GB7289-87 可靠性、维修性与有效性预计报告编写指南； ◆MIL-STDI785 系统和设备研制和生产的可靠性大纲； ◆MIL-HDBK-217E 电子设备可靠性预计。 3.系统组成及工作原理 3.1 系统组成 正文宋体、小四、行距固定值20磅 …… 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。 3.2AGREE 可靠性指标分配法 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 n i n i i s R R R ==∏=1 1/ 1,2, ,n i s R R i n ==（）11n s i R R =--（）1/11,1,2, ,n i s R R i n =--=（） 硬件系统的可靠性设计 目录 1 可靠性概念 (4) 1.1 失效率 (4) 1.2 可靠度 (5) 1.3 不可靠度 (6) 1.4 平均无故障时间 (6) 1.5 可靠性指标间的关系 (6) 2 可靠性模型 (7) 2.1 串联系统 (7) 2.2 并联系统 (9) 2.3 混合系统 (11) 2.4 提高可靠性的方法 (12) 3 可靠性设计方法 (12) 3.1 元器件 (12) 3.2 降额设计 (13) 3.3 冗余设计 (14) 3.4 电磁兼容设计 (15) 3.5 故障自动检测与诊断 (15) 3.6 软件可靠性技术 (15) 3.7 失效保险技术 (15) 3.8 热设计 (16) 3.9 EMC设计 (16) 3.10 可靠性指标分配原则 (17) 4 常用器件的可靠性及选择 (19) 4.1 元器件失效特性 (19) 4.2 元器件失效机理 (21) 4.3 元器件选择 (23) 4.4 电阻 (23) 4.5 电容 (26) 4.6 二极管 (30) 4.7 光耦合器 (31) 4.8 集成电路 (32) 5 电路设计 (38) 5.1 电流倒灌 (38) 5.2 热插拔设计 (40) 5.3 过流保护 (41) 5.4 反射波干扰 (42) 5.5 电源干扰 (49) 5.6 静电干扰 (51) 5.7 上电复位 (52) 5.8 时钟信号的驱动 (53) 5.9 时钟信号的匹配方法 (55) 6 PCB设计 (60) 6.1 布线 (60) 6.2 去耦电容 (62) 7 系统可靠性测试 (62) 7.1 环境适应性测试 (62) 7.2 EMC测试 (63) 7.3 其它测试 (63) 8 参考资料 (64) 9 附录 (64)可靠性分配及其应用
可靠性理论模拟题
嵌入式软件可靠性设计规范checklist
系统可靠性分配报告
常见五种安全PLC 的冗余系统结构和安全性可靠性分析
系统可靠性分配
系统的可靠性冗余分配最优配置问题
基于混合法的监控系统可靠性分析
可靠性分配理论及其应用
电气系统可靠性报告
人机系统可靠性设计基本原则(设备改善遵循的原则)
可靠性分配
系统可靠性预计分析报告
可靠性分配
现代设计理论之可靠性分配方法简介
硬件系统的可靠性设计