產(chǎn)品可靠性分析

29/29ISAS項(xiàng)目文檔項(xiàng)目：產(chǎn)品可靠性分析系部：軟件工程系專業(yè)：ＮIIＴ班級(jí):軟件1010姓名學(xué)號(hào)王小燕201018064６楊英20１01８0６56指導(dǎo)老師:廖玉霞裝訂日期：２012/６/１7

目錄TＯC\o”1—3＂＼ｈ\z\uＨYＰEＲＬINK\l”_Toｃ32850６073”目錄 ３28506０7３\h2HＹPEＲLＩNK\l”_Toｃ３28５060７4＂產(chǎn)品可靠性分析?ＰAGEREＦ_Ｔoｃ3２85０６07４\h4ＨYPERLINＫ＼l”＿Ｔoｃ32８5０60７5”摘要 PAGEREF_Ｔoｃ3２850６0７5\h4HYＰEＲLINK\l”_Toc３２８５0６０７６”1、產(chǎn)品可靠性分析的背景及意義?ＰAGEREF_Toc３２８50607６\h5HYPＥRLINK1．1、可靠性分析的背景?３２850607７\h5HYPERLIＮＫ＼l”_Toc328506078”１．2、可靠性分析的意義?PAGＥＲEＦ＿Ｔoｃ328506078\ｈ7HYＰＥＲＬINK\l”_Toｃ３２850６079＂1.2.1、滿足現(xiàn)代技術(shù)和生產(chǎn)的需要 ＰAＧEREF_Tｏc32850６0７9＼h7HYＰERLIＮK２．1、可靠性建模的概述 PＡＧEREＦ_Toc328506０8３\ｈ8ＨYPＥRLINK\ｌ"_Toc328５0608４"２。2、典型的可靠性模型?PAGＥREF_Tｏc32８5０6084\h9ＨYPＥRLINK2。２．2、并聯(lián)模型?ＰAGEＲEF＿Tｏc3２8５060８６\h10HＹPERLIＮK\ｌ＂＿Toc32850６0８７"2．2。3、ｒ/n表決模型 PＡGEREＦ_Tｏc3２85０6087\h１1HＹＰEＲLINK\ｌ＂_Toc3285060８8＂２.2.４、旁聯(lián)模型 PＡGEＲEF＿Ｔoｃ3２8５０6088\h１2HYPＥＲＬINK\l”_Toc32850６089"2．2.5、小結(jié) ＰAGEREＦ＿Toｃ3２8506089\ｈ１3HＹPERLIＮK3.1、可靠性分配概述 PAＧEＲEF＿Toc32８５0６091\h13ＨYPERLINK\l”_Tｏｃ32８506０９2"3．2、可靠性分配的定義 PＡGＥREＦ_Toc3285060９２\h1４HYＰＥＲＬＩNK＼l"_Ｔoｃ328５06093＂３。3、可靠性分配理論與現(xiàn)狀?PＡGＥREF_Toｃ32８50６093\h15HYＰEＲLINK\l”_Toc3２85０6０94”3.4、可靠性分配方法分類?ＰAGEREF＿Ｔoｃ32８５06094＼h17HＹPＥRＬIＮK3.4．3、基于故障率的分配方法?PＡＧERＥＦ_Toc32850６09７＼h17HYPERLINＫ\l”＿Ｔｏc３２850609８"3.４。4、基于危險(xiǎn)因子和復(fù)雜性因子的分配方法 PAGＥREF＿Toc32８506０9８＼h18HYPERＬINK\l"_Ｔoc328506０99”3．４．５、ＡHP（AnalyticHｉｅｒarchyProｃess)?PAＧERＥＦ_Ｔoc32８50609９\h1８HYＰＥRLINK\l”_Toc32８50６1００”3。4。6、基于故障樹的分配方法?ＰAGEREF_Toc3２８5０6100\h18HＹＰERLINK\l”_Tｏc32850６10１＂４、FMECＡ PAＧEREF_Tｏｃ３2８5０6１01＼ｈ19HYPERLIＮK４．3.１、明確分析對象 PAGERＥF＿Ｔｏc3２８5０6105\ｈ2１ＨYＰERLIＮK＼l＂_Toｃ３２8506106＂４．３．２、時(shí)間性 PAGＥREＦ＿Toc3２8５06106\h21ＨYPＥRLINK\ｌ"_Toc3285061０7＂4。３．３、層次性 PAＧEREF_Toc3285０６107\h21HＹＰERLINＫ\l＂＿Toc328５06108＂5、FTA?PAGEREF_Ｔｏc328506１08\h２２ＨYPEＲLIＮK\ｌ＂_Toc3２850６１0９”5.1、FTA概述?PＡGEＲEF_Ｔoc328506１0９\h22HＹPEＲLＩNK5．3、故障樹的構(gòu)成和頂端事件的選取?PAＧEREF_Tｏc３285０６113＼ｈ26ＨYＰＥRLINK＼l"＿Toc32８506114”5.４、故障樹分析的基本程序 ＰAGＥREF_Toc328506114\ｈ26ＨYPEＲLINK\l＂_Ｔoc3285０６115”6、總結(jié)?PＡGＥREF_Toｃ3２８50６１１5＼h27HＹPERLINK＼ｌ＂＿Toc32８50611６"參考文獻(xiàn)?PAGＥＲEF_Ｔｏc328506116＼h２８

產(chǎn)品可靠性分析摘要隨著時(shí)代的發(fā)展,可靠性分析已形成一個(gè)專門的學(xué)科。為了設(shè)計(jì)、分析和評(píng)價(jià)一個(gè)系統(tǒng)的可靠性，就必須明確系統(tǒng)和它所有的子系統(tǒng)、組件和部件的關(guān)系,定量分配、估算和評(píng)價(jià)產(chǎn)品可靠性。而觸發(fā)了可靠性建模和可靠性分配的產(chǎn)生。故障模式影響及危害性分析（FMECA)運(yùn)用歸納的方法系統(tǒng)地分析產(chǎn)品設(shè)計(jì)可能存在的每一種故障模式及其產(chǎn)生的后果和危害的程度，按每一故障模式的嚴(yán)重程度及該故障模式發(fā)生的概率所發(fā)生的綜合影響對系統(tǒng)中的產(chǎn)品劃等分類，從而全面評(píng)價(jià)系統(tǒng)中各種可能出現(xiàn)的產(chǎn)品故障的影響。故障樹分析法（FＴA），是提高系統(tǒng)可靠性的一種設(shè)計(jì)分析方法?？煽啃越?、可靠性分配、故障模式影響及危害性分析、故障樹分析法等共同構(gòu)成了可靠性分析。關(guān)鍵字:可靠性,建模,分配，分析。?1、產(chǎn)品可靠性分析的背景及意義1。1、可靠性分析的背景可靠性的提出至今已經(jīng)6０多年了，它的發(fā)展可以分為三個(gè)階段:上個(gè)世紀(jì)30—４０年代為初期發(fā)展階段,這一時(shí)期經(jīng)歷了兩次世界大戰(zhàn),戰(zhàn)爭中運(yùn)輸工具和武器裝備的大比例因“意外事故”而失效,使得人們注意到并開始研究這些“意外事故”發(fā)生規(guī)律，這就是可靠性問題的提出。到第二次世界大戰(zhàn)末期,德國火箭專家R。Ｌuｓsｅn首次把V－II火箭誘導(dǎo)裝置作為串聯(lián)系統(tǒng),利用概率乘法,求出其可靠度為７5%，標(biāo)志著對系統(tǒng)可靠性研究的開始。第二階段：５0—6０年代可靠性技術(shù)發(fā)展形成階段。這一時(shí)期世界上不少發(fā)達(dá)國家都注意到產(chǎn)品可靠性問題,并對可靠性問題進(jìn)行了深入的研究，大體上確定了可靠性研究的理論基礎(chǔ)以及研究方向。19５２年，美國軍事部門、工業(yè)部門和有關(guān)學(xué)術(shù)部門聯(lián)合成立了“電子設(shè)備可靠性咨詢組"-—AGRＥE（AｄｖisorｙGroupoｎReliabｉlityｏfElｅcｔｒonicEｑuipmｅnｔ)。并于197５年提出了《軍用電子設(shè)備可靠性報(bào)告》。該報(bào)告首次比較完整的闡述了可靠性的理論及研究方向,從此可靠性研究的方向大體被確定下來.1９54年，美國召開了第一次可靠性和管理學(xué)術(shù)會(huì)議.196２年，又召開了第一屆可靠性與可維修性學(xué)術(shù)會(huì)議及第一屆設(shè)備故障物理學(xué)術(shù)會(huì)議。將對可靠性的研究發(fā)展到對可維修性的研究，進(jìn)而深入到研究產(chǎn)品故障的機(jī)理方面。６0年代以后美國大約40％的大學(xué)開設(shè)了可靠性工程課程。日本是在195６年從美國引進(jìn)可靠性技術(shù)的。1９５8年日本科技聯(lián)盟（ＪUSE）成立了可靠性研究委員會(huì)，1971年日本召開了第一屆可靠性學(xué)術(shù)會(huì)議。日本雖然開展可靠性工作較晚,但其注意將可靠性技術(shù)推廣運(yùn)用到民用工業(yè)部門,取得了很大的成功,大大提高了其產(chǎn)品的可靠度，使其高可靠性產(chǎn)品,如汽車、彩電、冰箱、收錄機(jī)、照相機(jī)等暢銷全世界，也正是日本人率先預(yù)見到今后產(chǎn)品競爭在與可靠性.英國1962年出版了《可靠性與微電子學(xué)》雜志。同時(shí)法國國立通訊研究所也成立了“可靠性中心：,進(jìn)行可靠性數(shù)據(jù)的收據(jù)與分析，并于19６３年出版了《可靠性雜志》。前蘇聯(lián)從195０年起開始注意到可靠性問題并開始對可靠性理論及運(yùn)用進(jìn)行研究.60年代初開始從技術(shù)上、組織上采取措施，提高產(chǎn)品可靠性，促進(jìn)了可靠性技術(shù)的發(fā)展。第三階段為70年代以后。這一階段是可靠性進(jìn)一步發(fā)展的國際化時(shí)代?？煽啃砸饑H的高度重視.１97７年國際電子技術(shù)委員會(huì)（IEＣ)設(shè)立了可靠性與可維修性技術(shù)委員會(huì),負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各國的可靠性用語及定義、可靠性管理、數(shù)據(jù)的收集等?？煽啃匝芯恳呀?jīng)由電子、航空、宇航、核能等尖端工業(yè)部門擴(kuò)展到電機(jī)與電力系統(tǒng)、機(jī)械、動(dòng)力、土木等一般產(chǎn)業(yè)部門，擴(kuò)展到工業(yè)產(chǎn)品的各個(gè)領(lǐng)域。當(dāng)今，提高產(chǎn)品的可靠性已經(jīng)成為提高產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。在全球化的趨勢下,只是那些高可靠性的產(chǎn)品和企業(yè)才能在日趨激烈的市場競爭中幸存下來.不僅如此，現(xiàn)在國外還把對可靠性的研究工作提高到節(jié)約資源和能源的高度來認(rèn)識(shí),力求通過可靠性研究來延長使用期，通過有效的可靠性分析、設(shè)計(jì)達(dá)到有效利用材料、減少工時(shí)和產(chǎn)品輕便化。1.2、可靠性分析的意義1。2。1、滿足現(xiàn)代技術(shù)和生產(chǎn)的需要現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展特點(diǎn)之一是自動(dòng)化水平不斷提高。一條自動(dòng)化生產(chǎn)線是由許多零部件組成，生產(chǎn)線上一臺(tái)設(shè)備出了故障,則會(huì)導(dǎo)致整條線停產(chǎn)，這就要求組成線上的產(chǎn)品要有高可靠性，上邊提到的Apｐｏlo宇宙飛船正是由于高可靠性，才一舉順利完成登月計(jì)劃.現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的另一特點(diǎn)設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜化,組成設(shè)備的零件多，其中一個(gè)零件發(fā)生故障會(huì)導(dǎo)致整機(jī)失效.如１986年美國“挑戰(zhàn)者”號(hào)航天飛機(jī)就是因?yàn)榛鸺破鲀?nèi)橡膠密封圈因溫度低而失效,導(dǎo)致航天飛機(jī)爆炸和七名宇航員遇難及重大經(jīng)濟(jì)損失。由此可見,只有高可靠性產(chǎn)品才能滿足現(xiàn)代技術(shù)和生產(chǎn)的需要。1。2.2、獲得高的經(jīng)濟(jì)效益提高產(chǎn)品可靠性可獲得很高的經(jīng)濟(jì)效益.如美國西屋公司為提高某產(chǎn)品的可靠性，曾作了一次全面審查，結(jié)果是所得經(jīng)濟(jì)效益是為提高可靠性所花費(fèi)用的100倍。另外,產(chǎn)品的可靠性水平提高了還可大大減少設(shè)備的維修費(fèi)用.１９６1年美國國防部預(yù)算中至少有25%用于維修費(fèi)用.蘇聯(lián)過去有資料統(tǒng)計(jì)，在產(chǎn)品壽命期內(nèi)下列產(chǎn)品的維修費(fèi)用與購置費(fèi)用之比為:飛機(jī)為5倍，汽車為６倍,機(jī)床為8倍，軍事裝置為10倍，可見提高產(chǎn)品可靠性水平會(huì)大大降低維修費(fèi)用，從而提高經(jīng)濟(jì)效益。1。2.3、提高競爭能力只有產(chǎn)品可靠性提高了，才能提高產(chǎn)品的信譽(yù),增強(qiáng)日益激烈的市場競爭能力。日本的汽車曾一度因可靠性差,在美國造成大量退貨，幾乎失去了美國市場。日本總結(jié)了經(jīng)驗(yàn)，提高了汽車可靠性水平，因此使日本汽車在世界市場上競爭力很強(qiáng).中國實(shí)行改革、開放的國策，現(xiàn)又面臨加入WTＯ，挑戰(zhàn)是嚴(yán)峻的。我們面臨的是世界發(fā)達(dá)國家的競爭,如果我們的產(chǎn)品有高的可靠性，那就能打入激烈競爭的世界市場，從而獲得巨大經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)民族工業(yè)的發(fā)展；相反,則會(huì)被別國擠出市場，甚至失去部分國內(nèi)市場，由此可見生產(chǎn)高可靠性的產(chǎn)品的重要性。2、可靠性建模2.1、可靠性建模的概述用于定量分配、估算和評(píng)價(jià)產(chǎn)品可靠性的一種數(shù)學(xué)模型叫“可靠性模型”?？煽啃阅Ｐ桶煽啃苑娇驁D和可靠性數(shù)學(xué)模型二項(xiàng)內(nèi)容?？煽啃苑娇驁D與產(chǎn)品的工作原理圖相協(xié)調(diào)。產(chǎn)品的工作原理圖表示產(chǎn)品各單元之間的物理關(guān)系,而可靠性方框圖表示產(chǎn)品各單元之間的功能邏輯關(guān)系，兩者不能混淆。產(chǎn)品的可靠性數(shù)學(xué)模型是定量描述產(chǎn)品可靠性的各種參數(shù),如:失效率λ、可靠度R(t）、平均故障間隔時(shí)間MＴBＦ等.λ是指產(chǎn)品的故障總數(shù)與工作時(shí)間和壽命單位總數(shù)之比。R（t)表示產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的概率。MTBF表示產(chǎn)品的總工作時(shí)間與發(fā)生的故障次數(shù)之比.對于壽命服從指數(shù)分布的電子產(chǎn)品,MTBＦ=１／λ。2．2、典型的可靠性模型典型的可靠性模型有四種：串聯(lián)模型,并聯(lián)模型，r/n表決模型和旁聯(lián)模型。設(shè)產(chǎn)品由n個(gè)單元組成,各單元壽命服從指數(shù)分布，產(chǎn)品和各單元失效率分別為λs和λｉ，平均故障間隔時(shí)間分別為MTBFＳ=１/λs和MTBFi=１/λｉ,可靠度分別為Rs（t）＝e-St和Ｒｉ（ｔ)=ｅ－it，i=1,2，。。．n，t為產(chǎn)品的工作時(shí)間。２.２。１、串聯(lián)模型串聯(lián)模型是指組成產(chǎn)品的所有單元中任一單元失效都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)產(chǎn)品失效的模型?？煽啃苑娇驁D1n21n2數(shù)學(xué)模型Rs(ｔ）=Ｒ1(t）R２（t）…Rｎ（t)=e－（1+2＋…+n）t=e—λst;λs=1+2+…+nＭTBＦＳ＝1/λs=１/（1/MＴBF1+1/MTBＦ2+…+1/ＭTＢFn)若1＝2＝…=n＝(MTBＦ1=ＭTBF２=…＝MＴBFn＝MTBF)則λs=nMTＢＦS=ＭTＢＦ/n2.2。2、并聯(lián)模型并聯(lián)模型是指組成產(chǎn)品的所有單元都失效時(shí)產(chǎn)品才失效的模型，為工作儲(chǔ)備模型?？煽啃苑娇驁D1122nn數(shù)學(xué)模型nRｓ（ｔ）=1-∏[1-e—it］ｉ＝１若1=２＝…＝ｎ=(ＭTBＦ1=MTBＦ2=…＝MTBFn=MTＢF）則λＳ=λ／（1＋1/2+…+1/ｎ）MTＢFs=MTBＦ（１+１/2+…+1／n)當(dāng)n=2時(shí)，就是通訊系統(tǒng)廣泛采用的雙備份λ２=λ/1．5MTBF2＝1。5MＴBＦ即雙備份系統(tǒng)的MTBF是無備份的１．5倍，失效率是無冗余的0．667。換句話說，如果可靠性分配給某一個(gè)環(huán)節(jié)的失效率為λ，則用失效率為１.5λ的單元采用雙備份系統(tǒng)也能滿足要求,即用可靠性不高的單元實(shí)現(xiàn)了高可靠性的系統(tǒng).2．2.３、r/n表決模型r/n表決模型——組成產(chǎn)品的n個(gè)單元中，至少有r個(gè)正常,產(chǎn)品才能正常工作的模型，為工作儲(chǔ)備模型?？煽啃苑娇驁D22r/nnn數(shù)學(xué)模型nＲｓ（t)=∑Cni［e-iｔ］i×[1—e-it]ｎ－ｉ,Cｎi=n?。郏颍。╪－r）!]ｉ＝r若1=2=…=n＝(ＭTBF1＝ＭTBF2=…=MＴBFｎ=ＭTBF）則λS=λ/（１／ｒ+…+1／n）MTＢＦs＝ＭＴBF（１/r+…+1／n)顯然，當(dāng)r=n時(shí),演變?yōu)榇?lián)模型。當(dāng)ｒ＝1時(shí),演變?yōu)椴⒙?lián)模型。2。2.4、旁聯(lián)模型旁聯(lián)模型——組成產(chǎn)品的ｎ個(gè)單元中只有一個(gè)單元工作,當(dāng)工作單元失效時(shí)通過失效監(jiān)測及轉(zhuǎn)換裝置接到另一個(gè)單元進(jìn)行工作的模型,為非工作儲(chǔ)備模型?？煽啃苑娇驁D1122失效監(jiān)測及轉(zhuǎn)換裝置ｎｎ數(shù)學(xué)模型nnkRs（t)=∑［П——-————］e-ｉti=1k＝1k－ｉki若1=２=…=n=(MTBF1=MTBF2=…=ＭTBFｎ=MTＢF),監(jiān)測及轉(zhuǎn)換裝置可靠度為1則λs=／nMTBFS=nMTBＦ2.2.5、小結(jié)若1=2=…＝n=（MTBＦ１=ＭTBF2=…＝MTBFn=MＴＢＦ),則（1）串聯(lián)模型λs=nＭTBFS＝MTＢF/n⑵并聯(lián)模型λS＝λ/(１+1/2＋…+1/ｎ）MTＢFs=ＭＴＢＦ(1+1／2+…+1/ｎ)⑶r/n模型λＳ=λ／（1/r＋…+1/ｎ）ＭTＢFs＝ＭTBF(1/r＋…＋1/n）⑷旁聯(lián)模型λs=／nMＴBFS=nMＴBF3、可靠性分配３。1、可靠性分配概述可靠性分配是可靠性設(shè)計(jì)的重要任務(wù)之一，是把系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)書中規(guī)定的可靠性指標(biāo)，由上到下、由大到小、由整體到局部，按一定的分配方法分配給組成該系統(tǒng)的分系統(tǒng)、設(shè)備及元件。通過可靠性指標(biāo)的分配，可以從技術(shù)、人力、時(shí)間、資源各個(gè)方面分析各部分指標(biāo)實(shí)現(xiàn)的難易情況，從而使系統(tǒng)各層次的設(shè)計(jì)人員明確各自的設(shè)計(jì)目標(biāo),為指標(biāo)監(jiān)控和采取改進(jìn)措施提供依據(jù).對復(fù)雜系統(tǒng)來說,為使可靠性分配方案更為合理,要綜合考慮系統(tǒng)各組成單元間在重要度、復(fù)雜度、技術(shù)發(fā)展水平、工作時(shí)間和環(huán)境條件等方面的不同，進(jìn)行可靠性優(yōu)化分配的實(shí)質(zhì)就是綜合以上各方面因素，在一定的分配原則下,得到合理的可靠性分配值的優(yōu)化解。3．2、可靠性分配的定義?所謂系統(tǒng)可靠性分配就是要求系統(tǒng)在定義體系結(jié)構(gòu)的時(shí)候，設(shè)法將系統(tǒng)分解成部件（子系統(tǒng)或模塊),并且為了保證各部件的設(shè)計(jì)時(shí)間、難度、風(fēng)險(xiǎn)大致相等，必須根據(jù)系統(tǒng)可靠性要求，確定各模塊的可靠性，以保證使得系統(tǒng)開發(fā)費(fèi)最低。從可靠性分配的定義可以看出,可靠性分配要求在系統(tǒng)生存周期的定義階段就進(jìn)行，即在系統(tǒng)的可行性論證、需求分析、初步設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)階段進(jìn)行.隨著系統(tǒng)設(shè)計(jì)的深入，我們可以得到更多的相關(guān)信息,從而使可靠性分配結(jié)果也越來越趨向合理。比如在可行性論證階段，因?yàn)榇藭r(shí)系統(tǒng)的相關(guān)信息較少,所以我們可以根據(jù)類似產(chǎn)品運(yùn)用類比法進(jìn)行可靠性初步分配;而到詳細(xì)設(shè)計(jì)階段,由于可以獲得系統(tǒng)復(fù)雜性、操作剖面等一些信息,我們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）使結(jié)果更加精確.事實(shí)上，可靠性分配還可以在開發(fā)階段根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。目前，幾乎所有的可靠性模型都用于測試操作階段，是在完成產(chǎn)品開發(fā)初始階段后用來估計(jì)系統(tǒng)可靠性的模型，也就是說至少要在完成定義階段后才能被使用。這些模型共同回答了這樣一個(gè)問題:“這系統(tǒng)有多可靠”。模型的使用依賴于在系統(tǒng)初始階段的分析和設(shè)計(jì)，因此，它們幾乎對系統(tǒng)工程的設(shè)計(jì)、計(jì)劃階段沒有產(chǎn)生任何影響.可靠性分配模型是用來回答這樣一個(gè)問題:“系統(tǒng)應(yīng)該有多可靠”.系統(tǒng)可靠性分配在計(jì)劃、設(shè)計(jì)階段為不同的產(chǎn)品部件在時(shí)間及工作量的分配上提供了指導(dǎo)，為開發(fā)管理提供了有效的控制工具并且把可靠性設(shè)計(jì)融入到系統(tǒng)之中,因此，這個(gè)階段對系統(tǒng)后來的可靠性的影響是非常關(guān)鍵的。3．３、可靠性分配理論與現(xiàn)狀系統(tǒng)可靠性分配與系統(tǒng)可靠性工程中的另外兩項(xiàng)工作—可靠性的預(yù)計(jì)、評(píng)價(jià)組成了整個(gè)系統(tǒng)可靠性的主要工作.以前系統(tǒng)可靠性研究的主要目的是評(píng)價(jià)和度量系統(tǒng)的可靠性和對系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行預(yù)測?？煽啃缘念A(yù)計(jì)、評(píng)價(jià)經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)形成了一套相對較為成熟的理論,而系統(tǒng)可靠性分配研究是在近些年才發(fā)展起來的研究工作,所以系統(tǒng)可靠性分配相對于可靠性的評(píng)價(jià)和度量技術(shù)還顯得不夠成熟，還有待進(jìn)一步完善。從國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r來看，國內(nèi)較國外相對落后。目前，國外的系統(tǒng)工程界人士，如Ｍuｓa、Fraｎ等人己在影響可靠性分配的因素如操作剖面、收集歷史數(shù)據(jù)的特性等方面有了一定的研究。Ｆaｔeｍｅhzaｈedi、MarｙE．Hｅlander等人也提出了一些可靠性分配方法并建立了相應(yīng)的可靠性分配模型。這些工作和方法總的特點(diǎn)是它們是在與實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合的基礎(chǔ)上被提出來，具有較強(qiáng)的應(yīng)用針對性，但同時(shí)也存在著模型使用范圍受到限制的缺陷。由于系統(tǒng)的復(fù)雜性,影響系統(tǒng)系統(tǒng)可靠性的因素眾多且不確定，而它們又是應(yīng)用分配方法的關(guān)鍵，所以國外的可靠性分配的研究領(lǐng)域還在不斷的發(fā)展和完善之中。在國內(nèi),徐仁佐、楊曉青等專家也開展了相應(yīng)的可靠性分配研究工作,如面向多用戶的模塊化系統(tǒng)系統(tǒng)的可靠性分配、系統(tǒng)可靠性指標(biāo)分配的故障樹分析法等在理論上都具有一定的創(chuàng)新性。但是由于國內(nèi)系統(tǒng)業(yè)發(fā)展起步較晚,這方面工作還沒有得到充分的重視,可靠性分配方法和模型方面的研究較國外相對要少。一些方法因?yàn)橥瑢?shí)際工程結(jié)合獲得的經(jīng)驗(yàn)較少，還缺乏在實(shí)際工程中的檢驗(yàn)。由于系統(tǒng)工程是一個(gè)非常復(fù)雜的領(lǐng)域，而且系統(tǒng)的生產(chǎn)過程豐富多彩，因此到目前為止，己提出的許多可靠性分配模型，如同其它評(píng)價(jià)、預(yù)測系統(tǒng)可靠性模型一樣,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)并沒有一個(gè)普遍適用的分配模型。這些模型根據(jù)不同的影響因素，從不同的角度來建立，會(huì)產(chǎn)生一些分配模型對產(chǎn)品1比較適合，而對產(chǎn)品2并不適用的情況，也即沒有在所有情況下都優(yōu)秀的單個(gè)模型,因此有必要為實(shí)踐者建立關(guān)于如何選擇的標(biāo)準(zhǔn)。3.4、可靠性分配方法分類目前,對于硬件可靠性的分配己有許多成熟的技術(shù)可以應(yīng)用，但是對于如何進(jìn)行系統(tǒng)可靠性的分配，相關(guān)的文獻(xiàn)資料和技術(shù)報(bào)告不多見，特別是在軍用系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用方面,還在不斷摸索.下面簡要列出已有的各種方法與技術(shù)及其優(yōu)缺點(diǎn)：３．4。1、快速分配法是借鑒功能類似的舊系統(tǒng)或舊模塊的可靠性數(shù)據(jù)進(jìn)行可靠性分配,該方法方便實(shí)用，需要有可借鑒的系統(tǒng)或模塊的可靠性指標(biāo)數(shù)據(jù)，對于新開發(fā)的系統(tǒng),如沒有參考數(shù)據(jù)，則此方法無法應(yīng)用。３。4．2、等分法可用于順序或并行執(zhí)行的系統(tǒng)，優(yōu)點(diǎn)是它非常簡單,但是它沒有考慮各模塊之間的不同屬性，如重要性、復(fù)雜性等的不同，只是單純的平均分配,對于那些需要精確分配各部件可靠性指標(biāo)的系統(tǒng)則無法采用。3．4.3、基于故障率的分配方法先根據(jù)一種系統(tǒng)可靠性模型對系統(tǒng)在交付時(shí)的故障率進(jìn)行估計(jì)，然后根據(jù)估計(jì)出的結(jié)果將故障率指標(biāo)按一定的比例分配到各個(gè)模塊中，但是估計(jì)和計(jì)算系統(tǒng)可靠性模型中各參數(shù)的值比較麻煩，且不容易找到一種合適的系統(tǒng)可靠性模型。３。4。4、基于危險(xiǎn)因子和復(fù)雜性因子的分配方法根據(jù)系統(tǒng)的危險(xiǎn)性和復(fù)雜性將故障率分配到各個(gè)模塊中去，過程比較簡單,缺點(diǎn)是危險(xiǎn)性因子的估計(jì)帶有一定主觀因素,復(fù)雜性因子的確定往往不容易得到。3.４.5、AHＰ（AｎaｌｙticHieｒarｃhyPｒocesｓ)ＡHP是一種基于功能概圖的分配方法,它考慮了系統(tǒng)的開發(fā)成本,能在保證系統(tǒng)可靠性達(dá)到一定要求的條件下，節(jié)約開發(fā)資源，但是其算法比較復(fù)雜，而且功能概圖的確定也具有一定的主觀性,且功能概圖的最后確定不是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段就能完成的,它需要多個(gè)反復(fù)才能最后確定,但系統(tǒng)的分配指標(biāo)需要在設(shè)計(jì)階段完成。3。4.6、基于故障樹的分配方法這是一種全新的思路,首先提出把故障樹技術(shù)運(yùn)用到可靠性分配中去，創(chuàng)建的快速分配模型具有直觀、有效、簡單的特點(diǎn)，并且通過圖形演繹的方法,表達(dá)了系統(tǒng)的內(nèi)部聯(lián)系及其關(guān)鍵模塊，從而有效地指導(dǎo)用戶有針對性地進(jìn)行可靠性指標(biāo)分配.但故障樹分析法要求分析研究人員對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)十分了解,增加了分析的難度。系統(tǒng)可靠性的分配方法是在近幾年才逐漸發(fā)展起來的,這些方法本身可能還存在著或多或少、程度不同的問題。而且很多方法與系統(tǒng)可靠性的建模、預(yù)測等有著緊密關(guān)系，因此，系統(tǒng)可靠性的建模以及預(yù)測技術(shù)的好壞也將直接影響到可靠性分配結(jié)果的優(yōu)劣。所以，在系統(tǒng)可靠性指標(biāo)分配中，采用多種技術(shù)綜合分析是十分有效的。４、FＭEＣＡFMEＣA是指故障模式影響及危害性分析,故障模式影響及危害性分析(ＦaiｌuｒeMode，ＥffecｔｓandＣriticalｉｔyAnaｌyｓis，簡記為ＦMＥCＡ）是故障模式影響分析（FＭEA)和危害性分析（CriticalitｙＡnalｙsiｓ，簡記為ＣA）的組合分析方法。４。1、故障模式影響分析故障模式影響分析（FailureMoｄeaｎｄＥfｆｅctsAnalｙｓｉs，簡記為ＦＭEA)是一種系統(tǒng)化的故障預(yù)想技術(shù),它是運(yùn)用歸納的方法系統(tǒng)地分析產(chǎn)品設(shè)計(jì)可能存在的每一種故障模式及其產(chǎn)生的后果和危害的程度。通過全面分析找出設(shè)計(jì)薄弱環(huán)節(jié)，實(shí)施重點(diǎn)改進(jìn)和控制.實(shí)踐表明，對系統(tǒng)功能可靠性要求的制定及可靠性分配相對結(jié)果是可靠性分配與指標(biāo)調(diào)整的基礎(chǔ)。故障模式影響分析(FMEA）包括故障模式分析、故障原因分析和故障影響分析。ＦMＥA的實(shí)施一般通過填寫FMEA表格進(jìn)行。為了劃分不同故障模式產(chǎn)生的最終影響的嚴(yán)重程度，在進(jìn)行故障影響分析之前,一般對故障模式的后果等級(jí)進(jìn)行預(yù)定義,最終影響的嚴(yán)重程度等級(jí)又成為嚴(yán)酷度(指故障模式所產(chǎn)生的嚴(yán)重程度)類別。嚴(yán)酷度類別嚴(yán)重程度定義Ⅰ級(jí)(災(zāi)難的）這是一種會(huì)引起人員死亡或系統(tǒng)毀壞的故障Ⅱ級(jí)（致命的）這種故障會(huì)引起人員的嚴(yán)重傷害、重大經(jīng)濟(jì)損失或?qū)е氯蝿?wù)失敗的系統(tǒng)嚴(yán)重?fù)p壞Ⅲ級(jí)（臨界的）這種故障會(huì)引起人員的輕度傷害，一定的經(jīng)濟(jì)損失或?qū)е氯蝿?wù)延誤或降級(jí)的系統(tǒng)輕度損壞Ⅳ級(jí)（輕度的）這是一種不足以導(dǎo)致人員傷害、一定的經(jīng)濟(jì)損失或系統(tǒng)損壞的故障,但它會(huì)導(dǎo)致非計(jì)劃性維護(hù)。４。2、危害性分析危害性分析（ＣA）的目的是按每一故障模式的嚴(yán)重程度及該故障模式發(fā)生的概率所發(fā)生的綜合影響對系統(tǒng)中的產(chǎn)品劃等分類，以便全面評(píng)價(jià)系統(tǒng)中各種可能出現(xiàn)的產(chǎn)品故障的影響.ＣA是FMEA的補(bǔ)充或擴(kuò)展,只有在進(jìn)行FMEA的基礎(chǔ)上才能進(jìn)行CＡ。ＣA常用的方法有兩種，即風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)（RiskPriorityNumber，PRN）法和危害矩陣法,前者主要用于汽車等民用工業(yè)領(lǐng)域，后者主要用于航空、航天等軍用領(lǐng)域。4．3、實(shí)施FMECＡ應(yīng)注意的問題4。3.1、明確分析對象找出零部件所發(fā)生的故障與系統(tǒng)整體故障之間的因果關(guān)系是FMECA的工作思路，所以明確FMＥCA的分析對象，并針對其應(yīng)有的功能,找出各部件可能存在的所有故障模式，是提高ＦＭＥCA可靠性和有效性的前提條件。4.3.2、時(shí)間性ＦMEA、ＦMECA應(yīng)與設(shè)計(jì)工作結(jié)合進(jìn)行，在可靠性工程師的協(xié)助下，由產(chǎn)品的設(shè)計(jì)人員來完成，貫徹“誰設(shè)計(jì)、誰分析”的原則,并且分析人員必須有公正客觀的態(tài)度，包括客觀評(píng)價(jià)與自己有關(guān)的缺陷,理性分析缺陷的原因。同時(shí)FMEA必須與設(shè)計(jì)工作保持同步，尤其應(yīng)在設(shè)計(jì)的早期階段就開始進(jìn)行ＦMEＣA，這將有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的薄弱環(huán)節(jié)并為安排改進(jìn)措施的先后順序提供依據(jù)。如果在產(chǎn)品已經(jīng)設(shè)計(jì)完成并且已經(jīng)投產(chǎn)以后再進(jìn)行ＦMEA，其實(shí)對設(shè)計(jì)的指導(dǎo)意義不大。一旦分析出原因，就要迅速果斷地采取措施,使FＭEA分析的成果落到實(shí)處,而不是流于形式.4.3。3、層次性進(jìn)行FMECA時(shí)，合理的分析層次確定，特別是初始約定層次和最低約定層次能夠?yàn)榉治鎏峁┟鞔_的分析范圍和目標(biāo)或程度.此外,初始約定層次的劃分直接影響到分析結(jié)果嚴(yán)酷度類別的確定。一般情況下,應(yīng)按以下原則規(guī)定最低約定層次：(1)所有可獲得分析數(shù)據(jù)的產(chǎn)品中最低的產(chǎn)品層次；(２）能導(dǎo)致災(zāi)難的（I類）或致命的（II類)故障的產(chǎn)品所在的產(chǎn)品層次;（3）定或預(yù)期需要維修的最低產(chǎn)品層次，這些產(chǎn)品可能導(dǎo)致臨界的（IＩI類)或輕度的(IV類)故障。（4）．FＭECA團(tuán)隊(duì)協(xié)作和經(jīng)驗(yàn)積累往往ＦMECA都采用個(gè)人形式進(jìn)行分析的，但是單獨(dú)工作無法克服個(gè)人知識(shí)、思維缺陷或者缺乏客觀性.從相關(guān)領(lǐng)域選出具有代表性的個(gè)人,共同組成ＦMEＣＡ團(tuán)隊(duì)。通過集體的智慧，達(dá)到相互啟發(fā)和信息共享，就能夠較完整和全面地進(jìn)行ＦMECＡ分析，大大工作效率。FMECA特別強(qiáng)調(diào)程序化、文件化,并應(yīng)對FMECA的結(jié)果進(jìn)行跟蹤與分析,以驗(yàn)證其正確性和改進(jìn)措施的有效性，將好的經(jīng)驗(yàn)寫進(jìn)企業(yè)的FMEＣＡ經(jīng)驗(yàn)反饋里，積少成多，形成一套完整的FＭECA資料，使一次次FＭEＣA改進(jìn)的量變匯集成企業(yè)整體設(shè)計(jì)制造水平的質(zhì)變,最終形成獨(dú)特的企業(yè)技術(shù)特色.５、FTA5。1、FＴA概述故障樹分析法簡稱FTA（FａｕｌtTreeAnaｌysiｓ），在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中通過對可能造成系統(tǒng)失效的各種因素、系統(tǒng)失效原因的各種可能組合方式或其發(fā)生概率，以計(jì)算系統(tǒng)失效概率,采取相應(yīng)的糾正措施,以提高系統(tǒng)可靠性的一種設(shè)計(jì)分析方法.故障分析是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中通過對可能造成系統(tǒng)失效的各種因素（包括硬件、軟件、環(huán)境、人為因素)進(jìn)行分析，畫出邏輯框圖（失效樹),從而確定系統(tǒng)失效原因的各種可能組合方式或其發(fā)生概率,以計(jì)算系統(tǒng)失效概率，采取相應(yīng)的糾正措施，以提高系統(tǒng)可靠性的一種設(shè)計(jì)分析方法。FＴA是以故障樹作為模型對系統(tǒng)進(jìn)行可靠性分析的一種方法。故障樹分析把系統(tǒng)最不希望發(fā)生的故障狀態(tài)作為邏輯分析的目標(biāo)，在故障樹中稱為頂事件,繼而找出導(dǎo)致這一故障狀態(tài)發(fā)生的所有可能直接原因，在故障樹中稱為中間事件。再跟蹤找出導(dǎo)致這些中間故障事件發(fā)生的所有可能直接原因。直追尋到引起中間事件發(fā)生的全部部件狀態(tài)，在故障樹中稱為底事件。用相應(yīng)的代表符號(hào)及邏輯們把頂事件、中間事件、底事件連接成樹形邏輯圖，責(zé)成此樹形邏輯圖為故障樹。故障樹是一種特殊的倒立樹狀邏輯因果關(guān)系圖，它用事件符號(hào)、邏輯門符號(hào)和轉(zhuǎn)移符號(hào)描述系統(tǒng)中各種事件之間的因果關(guān)系。利用FＴA模塊，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程當(dāng)中,通過對造成系統(tǒng)故障的各種因素（包括硬件、軟件、環(huán)境、人為因素等）進(jìn)行分析，畫出邏輯框圖（即故障樹），從而確定系統(tǒng)故障原因的各種可能組合方式及其發(fā)生概率以計(jì)算系統(tǒng)故障概率，采取相應(yīng)的糾正措施，以提供系統(tǒng)可靠性的一種分析方法。它以圖形的方式表明了系統(tǒng)中失效事件和其它事件之間的相互影響，是適用于大型復(fù)雜系統(tǒng)安全性與可靠性分析的常用的有效方法。利用FTA,用戶可以簡單快速地建立故障樹,輸入有關(guān)參數(shù)并對系統(tǒng)進(jìn)行定性分析和定量分析,生成報(bào)告,最后打印輸出。5．2、故障樹分析法的產(chǎn)生與特點(diǎn)5.2。1、故障樹分析法的產(chǎn)生從系統(tǒng)的角度來說，故障既有因設(shè)備中具體部件(硬件）的缺陷和性能惡化所引起的，也有因軟件，如自控裝置中的程序錯(cuò)誤等引起的。此外，還有因?yàn)椴僮魅藛T操作不當(dāng)或不經(jīng)心而引起的損壞故障。20世紀(jì)6０年代初,隨著載人宇航飛行，洲際導(dǎo)彈的發(fā)射，以及原子能、核電站的應(yīng)用等尖端和軍事科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，都需要對一些極為復(fù)雜的系統(tǒng),做出有效的可靠性與安全性評(píng)價(jià)；故障樹分析法就是在這種情況下產(chǎn)生的.故障樹分析法是19６１年為可靠性及安全情況，由美國貝爾電話研究室的華特先生首先提出的.其后，在航空和航天的設(shè)計(jì)、維修,原子反應(yīng)堆、大型設(shè)備以及大型電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。目前，故障樹分析法雖還處在不斷完善的發(fā)展階段,但其應(yīng)用范圍正在不斷擴(kuò)大,是一種很有前途的故障分析法.5．2。2、故障樹分析法的特點(diǎn)它是一種從系統(tǒng)到部件,再到零件,按“下降形”分析的方法。它從系統(tǒng)開始,通過由邏輯符號(hào)繪制出的一個(gè)逐漸展開成樹狀的分枝圖，來分析故障事件(又稱頂端事件）發(fā)生的概率。同時(shí)也可以用來分析零件、部件或子系統(tǒng)故障對系統(tǒng)故障的影響，其中包括人為因素和環(huán)境條件等在內(nèi)。它對系統(tǒng)故障不