[信息与通信]可靠性预计技术讲义.pdf

航天产品 可靠性建模与预计技术讲义 陈 晓 彤 二○○一年八月 1. 前言 建模与预计是用于估计所设计产品是否符合规定可靠性要求的一种方法。建模的目 的是为了对产品进行可靠性分析，特别是为了进行可靠性预计。任务可靠性预计是估计 产品在执行任务过程中完成其规定功能的概率。基本可靠性预计是为了估计由于产品不 可靠导致的对维修与后勤保障的要求。当同时进行这两种预计时，它们可为判明特别需 要强调和关注的方面提供依据，并为用户权衡不同设计方案的费用效益提供依据。 建模和预计应该在研制阶段的早期进行，以便于设计评审，并为产品可靠性分配及 拟定改正措施的优先顺序提供依据。 当产品设计条件、环境要求、应力数据、失效率数据、工作模式发生重要变更时， 应当及时修正可靠性模型和重做可靠性预计。 2. 可靠性建模技术 2.1. 可靠性建模的要求 2.1.1. 基本可靠性模型 基本可靠性模型包括一个可靠性框图和一个相应的可靠性数学模型。基本可靠性模 型是一个串联模型，包括那些冗余或代替工作模式的单元都按串联处理，用以估计产品 及其组成单元引起的维修及后勤保障要求。基本可靠性模型的详细程度应该达到产品规 定的分析层次，以获得可以利用的信息，而且失效率数据对该层次产品设计来说能够作 为考虑维修和后勤保障要求的依据。 2.1.2. 任务可靠性模型 任务可靠性模型包括一个可靠性框图和一个相应的数学模型。任务可靠性模型应该 能描述在完成任务过程中产品各单元的预定用途。预定用于冗余或代替工作模式的单元 应该在模型中反映为并联结构，或适用于特定任务阶段及任务范围的类似结构。任务可 靠性模型的结构比较复杂，用以估计产品在执行任务过程中完成规定功能的概率。任务 可靠性模型中所用产品单元的名称和标志应该与基本可靠性模型中所用的一致。 只有在产品既没有冗余又没有代替工作模式情况下，基本可靠性模型才能用来估计 产品的任务可靠性。然而，基本可靠性模型和任务可靠性模型应当用来权衡不同设计方 案的效费比。 对于导弹来说，系统级、分系统和设备级一般是串联模型。 2.2. 可靠性建模的步骤 2.2.1. 定义产品 a.规定产品故障判据 应该规定每种状态下的故障判据判据。 b.规定条件 规定在执行任务过程中产品各单元所遇到的环境和工作应力。还应规定各单元的 占空因数或工作周期。占空因数是单元工作时间与总任务时间之比。工作周期应当描述 预期的持续时间，以及从产品分配给操作者直至损坏或返回后勤的某一时间周期及在这 个期间内的一系列事件。后勤周期应当描述维修、运输、贮存等事件的预期持续时间及 1 顺序。