系统可靠性模型建立PPT学习教案

1、会计学12021-12-122第1页/共96页第2页/共96页2021-12-124第3页/共96页2021-12-125第4页/共96页2021-12-126第5页/共96页2021-12-127第6页/共96页2021-12-128第7页/共96页2021-12-1292高频放大3混频6检波5中频放大7低频放大9电源4振荡348图3-2 收音机可靠性框图8放音1天线57921106可靠性框图（收音机）图3-35行程开关可靠性框图12431234（a）提前闭合故障模式(b)不能闭合故障模式可靠性数学模型tnitniisniiieetRtR 111)()( 第8页/共96页2021-12-12

2、10第9页/共96页2021-12-12112 2个串联阀系统示意图个串联阀系统示意图第10页/共96页2021-12-1212第11页/共96页2021-12-1213第12页/共96页2021-12-1214第13页/共96页2021-12-1215第14页/共96页2021-12-1216图3-4 F/A-18基本可靠性框图发动机1发动机2燃油系统应急燃油系统液压泵1液压泵2液压飞控系统备用手动系统通用液压系统右发电机左发电机电力分配网应急电力系统环境控制系统塔康系统惯性导航武器控制系统备用罗盘大气数据系统固定增稳机体起落架雷达超高频通信甚高频通信武器自检第15页/共96页2021-12

3、-1217图3-5 F/A-18任务可靠性框图发动机1发动机2燃油系统应急燃油系统液压泵1液压泵2液压飞控系统备用手动系统通用液压系统右发电机左发电机电力分配网应急电力系统环境控制系统塔康系统惯性导航武器控制系统备用罗盘大气数据系统固定增稳机体起落架雷达超高频通信甚高频通信武器第16页/共96页2021-12-1218第17页/共96页2021-12-1219建模步骤1.规定产品规定产品定义定义确定任务和功能确定任务和功能功能分析功能分析确定工作模式确定工作模式规定性能参数及范围规定性能参数及范围故障定义故障定义确定物理界限与功能接口确定物理界限与功能接口确定故障判据确定故障判据确定寿命剖面及

4、任务剖面确定寿命剖面及任务剖面时间及环境时间及环境条件分析条件分析2.建立可靠建立可靠性框图性框图明确建模任务并确定限制条件明确建模任务并确定限制条件建立系统可靠性框图建立系统可靠性框图确定未列入模型的单元确定未列入模型的单元3.确定数模确定数模 系统可靠性数学模型系统可靠性数学模型第18页/共96页第19页/共96页2021-12-1221第20页/共96页2021-12-1222第21页/共96页2021-12-1223系统14.41.13.21.21.34.11.42.44.24.33.43.13.32.32.22.1图3-6 功能分解示意图432第22页/共96页2021-12-122

5、4分类分类定义定义按重按重要程要程度分度分基本功能基本功能 起主要的必不可少的作用；起主要的必不可少的作用； 担任主要的任务，实现其工作目的；担任主要的任务，实现其工作目的； 它的作用改变了，就会产生整体性的变化。它的作用改变了，就会产生整体性的变化。辅助功能辅助功能针对某种特定的构思所必需的功能，或辅助实现基本针对某种特定的构思所必需的功能，或辅助实现基本功能所需要的功能。它相对于基本功能是次要的或从功能所需要的功能。它相对于基本功能是次要的或从属的。属的。按用按用户要户要求分求分必要功能必要功能对于用户的任务需求而言，是必要的和不可缺少的。对于用户的任务需求而言，是必要的和不可缺少的。不必

6、要功能不必要功能对于用户的任务需求而言，该功能并非是非有不可的。对于用户的任务需求而言，该功能并非是非有不可的。第23页/共96页2021-12-1225第24页/共96页2021-12-1226某家用热水器原理图 热水器水箱加热系统过压保护器控制器温度压力传感器开关燃烧室指示灯天然气进气管图3-8 家用热水器功能层次水箱加热系统过压保护器控制器温度压力传感器开关 燃烧室 指示灯天然气进气管图3-9 家用热水器功能框图第25页/共96页2021-12-1227第一层第一层 飞行任务飞行任务 第二层第二层 40执行任务操作执行任务操作第26页/共96页2021-12-1228第27页/共96页2

7、021-12-1229第28页/共96页2021-12-1230第29页/共96页2021-12-1231第30页/共96页2021-12-1232第31页/共96页第32页/共96页2021-12-1234第33页/共96页2021-12-1235第34页/共96页2021-12-1236第35页/共96页2021-12-1237串联系统可靠性框图串联系统可靠性框图123n第36页/共96页2021-12-1238 nidttniistietRtR1)(10)()( niistnitseetR11)( 第37页/共96页2021-12-1239ininiiiiiiiKKKK 332211 n

8、iisBFsT111 niins1321 第38页/共96页2021-12-1240hTsBFs88.514422.191014 项目项目元器件元器件 数量数量总失效率总失效率 集成电路集成电路3.710-736001.3310-3晶体管晶体管10-735003.510-4电阻、电容电阻、电容10-877500.7810-4厚膜电路厚膜电路2.410-8501.210-6接插件接插件10-8100001.010-4焊接点焊接点10-8830000.8310-4MTBF实测值为实测值为500h第39页/共96页2021-12-1241S系统正常xi单元i正常x1x3x2S=x1 x2x3 123

9、123sRtPSPxPxPxRtRtRt当几个单元相互独立，系统可靠度：niistRtR1)()(第40页/共96页2021-12-1242第41页/共96页2021-12-1243并联系统可靠性框图并联系统可靠性框图1M2n第42页/共96页2021-12-1244 niiStRtR1)(11)( 212102121)(111)()()(212121212121 dttRMTBFeeeeeeteeetRssttttttsttts第43页/共96页2021-12-1245 ndttRMTBFetRssnts1211)()1(1)(0 s(t)1121=2ttt2s(t)s(t)第44页/共96

10、页2021-12-1246B1B3B2B系统故障Bi单元i故障B=B1 B2B3当个单元相互独立，系统不可靠度： 123123sF tP BP BP BP BF tFtF t第45页/共96页2021-12-1247并联单元数与系统可靠度的关系并联单元数与系统可靠度的关系tRs( t )1.00.80.60.40.2n=5n=4n=3n=2n=1第46页/共96页2021-12-1248r/n(G)系统可靠性框图系统可靠性框图1M2nr/n(G)第47页/共96页2021-12-1249 nriiniinmStRtRCRtR)(1)()( nriinttiinmseeCRtR)1()( 01)

11、(nrisBFidttRTs 第48页/共96页2021-12-12502/3(G)系统可靠性框图系统可靠性框图123121323(a)(b)2/3(G)2/3表决器第49页/共96页2021-12-1251 6531212333)1(23)(3232 stttttsMTBFeeeeetR第50页/共96页2021-12-1252第51页/共96页2021-12-1253非工作贮备系统可靠性框图非工作贮备系统可靠性框图12n故障监测和故障监测和转换装置转换装置K第52页/共96页2021-12-1254 niisMTBFMTBF1 niisMTBF11 第53页/共96页2021-12-125

12、5 !1!21)(12ntttetRnMTBFntss ttsseetRMTBF2121112221)(11 第54页/共96页2021-12-1256)1()(tRetRDts 2121111)()(121 DsttDtsRMTBFeeRetR 第55页/共96页2021-12-1257第56页/共96页2021-12-1258第57页/共96页2021-12-1259第58页/共96页2021-12-1260EDCBAEDCADCBAEDBADCEDABAsRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRABCDEPACDEPABCDPABDEPCDPADEPABPCDADEABPtR )

13、()()()()()()()()(第59页/共96页第60页/共96页2021-12-1262第61页/共96页2021-12-1263第62页/共96页2021-12-1264tteetR 32123)( )1()(2tetRt tttttseeteeetRtRtRtRtRtR 32221768231111)()(1)()(11)()( 系统的可靠性数学模型为：在划分虚单元后应是一个简洁的串联、并联组合模型 前例图3-21、22第63页/共96页2021-12-1265第64页/共96页2021-12-1266图3-23 复杂系统任务可靠性框图6782/3(G)2111图3-24 简化后的系

14、统任务可靠性框图21111092135421413524356假设：组成系统的各单元的寿命服从故障率为的指数分布。 第65页/共96页2021-12-1267)|()()|()()()(xSPxPxSPxPSPtRs 式中式中 ：)(tRs 系统的可靠度；系统的可靠度； 网络网络S正常的概率；正常的概率； 单元单元x正常的概率；正常的概率； 单元单元x故障的概率；故障的概率； 在单元在单元x正常的条件下，网络正常的条件下，网络S正常的概率；正常的概率； 在单元在单元x故障的条件下，网络故障的条件下，网络S正常的概率；正常的概率； )(SP)(xP)(xP)|(xSP)|(xSP第66页/共96

15、页2021-12-1268)()|()()|(xSPxSPxSPxSP )()()()()()(xSPxPxSPxPSPtRs 第67页/共96页2021-12-1269图3-25 分解单元的选取x312y31231423142(a)P(x)=1时的网络(c)网络S(x)(b)P(y)=1时的网络(d)网络S(y)44第68页/共96页2021-12-1270图3-26 全概率分解产生的无用单元示例ACBDEDB悬挂环逆向单元简化输入节点输出节点输出节点输入节点BA第69页/共96页2021-12-1271第70页/共96页2021-12-1272mAAAA,321miiAS1 iijAxij

16、ixA 第71页/共96页2021-12-1273)()1()()()()()(113211 miimmkjikjimjijimiimiisAPAAAPAAPAPAPSPR 第72页/共96页2021-12-1274 0 ijxijxCij节点到间有单元 直接相连节点到间无单元直接相连第73页/共96页2021-12-1275)(rijCnkkjikijijCCCnjiC1)2()2(2, 2 , 1,C)2(ijC)2(ijCnkrkjikrijrijrrCCCnrC1)1()()(11, 3 , 2CCC)(rijC 0rC第74页/共96页2021-12-1276 132, nLLLCC

17、C 1 nLC第75页/共96页2021-12-1277第76页/共96页2021-12-1278第77页/共96页2021-12-1279求最小路集算法的功能流程图求最小路集算法的功能流程图第78页/共96页2021-12-1280 IiIiEiri01)1,(第79页/共96页2021-12-1281 其其它它011)(LjIjjF第80页/共96页2021-12-1282第81页/共96页2021-12-1283开始输入：n,I,L,R,E0)jCr(j,1jCjC0)jCF(r(j,)jCr(j,w)P(v,0)jCr(j,0)jCF(r(j,n,1,i1,iC)nC,1(CC 初值：

18、j=I,P(1,1)=Iw=1,v=2Ii0Ii11)iEr(i,LI,i0Li1Ii1F(i)P(k,w+1)=P(k,w)vUw1jCjC1wU,1,k w=w+1j=P(v,w)F(j)=1v=v+10F(j) 1jCw)1,P(vj1jCjC1vv结束YNY节点无重复NNY一条最小路集结束，准备下一条最小路集的起点未到输出节点节点j做下次出发的起点NY节点j以下都走过，后退到前一个节点，准备走另一支第82页/共96页示例示例某卫星某卫星过渡轨道、同步及准同步轨道阶段过渡轨道、同步及准同步轨道阶段任务任务可靠性模型的建立可靠性模型的建立第83页/共96页2021-12-1285第84页/共96页2021-12-1286第85页/共96页2021-12-1287二次分离段二次分离段进入准同步轨进入准同步轨道状态后，将道状态后，将远地点发动机远地点发动机抛离卫星本体抛离卫星本体。其