第6章-可靠性设计-RP.pptVIP

可靠性预计 Reliability Prediction 可靠性设计的内容 建立系统的可靠性模型，表示出各单元之间的功能逻辑关系； 对系统进行可靠性预计，确定产品的可靠性指标； 对系统进行可靠性分配，确定其零部件的可靠性指标； 对系统进行故障模式、影响及危害度分析FMECA和故障树分析FTA，找出系统的薄弱环节，采取预防措施； 制定可靠性准则，对零部件进行可靠性设计。 可靠性预计是对产品或者系统的可靠性进行定量的估计，推测其可能达到的可靠性水平，是其从定性考虑转入定量分析的关键之处，是实施可靠性工程的基础。 可靠性预计是根据组成系统的元器件、零部件的可靠性来估计的，是一个自下而上、由局部到整体、从小到大的一种系统综合过程； 预计过程是一项贯穿于一个项目的持续性工作，当更多设计，测试及评估数据可利用时，经常要修改预计，预计的准确性很大程度上取决于详细设计及工作数据的可用程度。 但是，这些数据在工程项目的早期阶段是很少得到的。 系统与单元的关系 系统是完成特定功能的综合体，是若干工作单元的有机组合 系统和单元的概念是相对的，系统包括单元，其层次高于单元 可以是按产品层次划分：零部件、组件、设备、分系统、系统中任何相对的两层。 由许多元器件组成的整机可以看成一个系统，由许多整机和其他设备可以组成大型复杂系统 可靠性预计的目的和用途 可靠性预计技术准备 任务分析与结构功能分解 确定系统的全部任务 结构分解 环境分析 产品结构分解 环境分析 环境分析 温度 振动 冲击 加速 辐射 …… 可靠性预计步骤 理解产品或系统（包括系统组成、工作条件、任务剖面和完成功能等）； 明确系统的故障判据； 绘制系统的结构模型； 建立系统可靠性框图； 建立系统可靠性数学模型； 分别预计各个底层单元的可靠性； 根据系统可靠性数学模型预计系统的可靠性； 将可靠性预计结果反馈到其它技术和方法中。 单元可靠性预计 说明 系统可靠性是各单元可靠性的概率综合 单元可靠性预计是系统可靠性预计的基础 直接预计系统各单元的故障率或可靠度 常用的单元可靠性预计方法： 相似产品法 评分预计法 应力分析法 故障率预计法 机械产品可靠性预计法 失效率数据的来源 预计方法使用单元或组件的失效率数据来产生被分析设备的可靠性特征值或平均失效前时间（MTTF）值。这些数据通常从以下来源得到： 从相似产品获得的内场数据 生产商提供的数据 源于数据库中的历史数据 相似产品法 方法说明 相似产品法就是利用与该产品相似的现有成熟产品的可靠性数据来估计该产品的可靠性。成熟产品的可靠性数据主要来源于现场统计和实验室的试验结果。 相似产品法考虑的相似因素一般包括 产品结构、性能的相似性 设计的相似性 材料和制造工艺的相似性 使用剖面(保障、使用和环境条件) 的相似性 相似产品法 预计过程 确定相似产品 分析相似因素对可靠性的影响 确定相似系数 新产品可靠性预计 示例 分析计算 壁厚减薄会使壳体强度下降，会使燃烧室的可靠性下降从而影响发动机的可靠性。 相似系数d = 9.412×106/（9.806×106） 发动机的可靠性 R = 0.9409×d = 0.9033 相似产品法 相似产品法对于具有继承性产品或其它相似的产品是比较适用的，但对于全新的产品或功能、结构改变比较大的产品就不太适用。 相似产品法的前提是产品具有可靠性数据。 评分预计法 在可靠性数据非常缺乏的情况下(可以得到个别产品的可靠性数据)，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，对评分进行综合分析而获得各单元产品之间的可靠性相对比值，再以某一个已知可靠性数据的产品为基准，预计其他产品的可靠性。 时间基准：系统工作时间（一般） 评分预计法 评分因素、评分原则 以产品故障率为预计参数，各种因素评分值范围为1~10，评分越高说明可靠性越差。 复杂度——它是根据组成单元的元部件数量以及它们组装的难易程度来评定。 技术水平——根据单元目前技术水平的成熟程度来评定。 工作时间——根据单元工作的时间来评定（前提是以系统的工作时间为时间基准 ）。 环境条件——根据单元所处的环境来评定。 评分预计法 方法原理 例： 某飞行器由动力装置、武器等六个分系统组成。已知制导装置故障率284.5×10-6/h，试用评分法求得其它分系统的故障率。 计算表格 评分预计法 评分预计法主要适用于产品的初步设计与详细设计阶段，可用于各类产品的可靠性预计。 评分预计法是在可靠性数据十分缺乏的情况下进行可靠性预计的有效手段，但其预计的结果受人为影响较大。 应力分析法 用于产品详细设计阶段的电子元器件失效率预计。 对某种电子元器件在实验室的标准应力与环境条件