可靠性系统工程设计应用练习题.doc

可靠性工程设计与应用练习题目录1 可靠性工程设计与验证2 系统可靠性评价3 可靠性分配预计验证检查内容和方法4 可靠性试验5 FMEA6 维修性设计与验证7 软件可靠性8 元器件选择与应用9 元器件失效分析1可靠性工程设计验证练习题一、填空题（每空1分，共15分）1，产品的可靠性就是在规定的条件下，在规定的时间内，产品完成规定功能的能力。2，对可维修产品而言，其平均寿命是指两次故障间的时间平均值，称平均故障间隔时间，习惯称平均无故障工作时间，用MTBF记之，它是英文（Mean Time Between Failures）的缩写。3，设有一个由按n个单元组成的系统，其中任意r个（rn）正常工作系统就能正常工作，称为r/n表决系统。4，可靠性预计的常用方法有相似法、元器件计数法 、元器件应力分析法。5，GJB 450A 装备可靠性工作通用要求规定了军用系统和设备在论证、研制、生产、使用阶段可靠性及其工作项目的确定、可靠性管理、可靠性设计与分析、可靠性试验与评价、使用可靠性评价与改进等5系列31项工作项目的通用要求 。6，在元器件的选择使用中，不得使用已淘汰的元器件。7，一批产品有100个，使用了200小时后，有80个能正常工作，则这批产品在200小时时其可靠度的观测值是0.8 。8，设系统下属组件的可靠度分别为r1、r2rn，若这n个系统组成串联系统，则系统的可靠度为Rs=r1r2rn=i=1nri 。9，用GJB/Z 299C-2006 、MIL-HDBK-217F和MIL-HDBK-217E进行预计时，假定元器件的失效率服从指数 分布。10，在下图的储备系统中，若单元的可靠性度为0.3，则两种（a&b）储备方式是无效 的（填有效或无效）。若单元的可靠性度为0.7，则a、b两种储备方式比较，b 更好。RRRRRRRRa b 11，潜在通路的四方面的表现形式是：潜在通路，潜在时间，潜在标志，潜在指示。这些均会导致系统失效或操作失误。二、判断题（每题1.5分，共15分）（判断下列叙述是否正确，正确打“”，错误打“”）1，在电子系统中，电位器必须谨慎使用。一般应尽量少用或不用。因其失效率大都是固定电阻器的10至100倍。（）2，当把可变线性电阻器用作分压器时，为了减少负载误差，负载电阻应尽量小。（）3，为了使气流畅通，流道应当骤然扩张或收缩。（）4，为了“增大电压额定值”而使继电器触点串联工作。（）5，在冷却流道设计中应使转变半径最大。（）6，电子管灯丝电压和继电器线包吸合电流是不能减额的。（）7，为了使设备有良好的热性能，在元器件布局时，热敏或大功耗元器件彼此不要安排得相距太近。（）8，鼓风机的安装应保证它吸气通过设备，而不是排气通过设备。（）9，不是专门为负载转换设计的继电器不应当用来作负载转换。（）10，规定只用于400Hz的继电器可以在60Hz情况下使用。（）11，不是所用元器件都能减额使用（），能够减额使用的元器件不是全都降额越低越好。（）三、计算和问答题1，（本题10分）请以韩国的地铁灾难为例，进行FTA分析，并计算顶事件发生概率，顶事件为：“火灾发生时乘客无法逃生”。人们在地铁中逃生的过程是：首先必须有火灾发生，当火灾发生时，即开始逃生，此时自动门应打开，若此时自动门打不开，可由人工手动打开，若手动也无法打开，则无法逃生。a)地铁发生火灾的概率为0.0001，（即不发生火灾的（安全的）概率为0.9999）；b)地铁列车的门可自动打开的概率为0.9999，（即发生火灾时门无法自动打开的概率为0.0001）；c)地铁列车的门可由乘管在紧急情况下手工打开的概率为0.99999（即发生火灾时门无法用手打开的概率为0.00001）；d)假定，在紧急情况下人能完全镇定、进行必要的操作。地铁火灾中乘客不能逃生A，故障树： 手动门打不开r3=10-5自动门打不开r2=10-4地铁发生火灾r1=10-4B，顶事件发生的概率： F=r142r3=10-410-410-5=110-132，（本题10分）计算下图所示系统的可靠度和MTBF已知，图中是由三种电子设备组成的系统，各单元的失效率为：1=610-5；2=2.510-5；3=1.510-5。假定单元及系统可以近似的认为为指数分布（设任务时间为10000小时）。1123解：11=1/（11+121=231总=11+2+3=23610-5+2.510-5+1.510-5=810-5MTBF=1总=1/810-5=12500h证可靠度r1、r2、r3R11=1-(1-r1)(1-r1)2r1-r12则Rs=r11r2r3=(2r1-r12)r2r3 (1)依据R=e-t公式r1=e-(610-5)104, r2=e-(2.510-5)104， r3=e-(1.510-5)104代入（1）式。2系统可靠性评价练习题一、问答题1，什么时候进行系统可靠性指标的评价？2，系统可靠性指标评价时应注意什么？二、选择题（多选）1，可靠性指标验证的一般规定？( abc )a.一般应内场试验验证 b.内场试验无法验证时可采用外场验证c.可靠性指标要求极高可通过综合各种试验数据进行评价d.任何时候都可以采用外场评价2，工程中对大型负责系统可靠性指标的采用的评定方法？(bc )a.网络法 b.蒙特卡洛数值仿真法 c.金字塔法 d.计算法3，对大型负责系统可靠指标进行外场评价关键？(abd )a.数据的准确性 b.数据的完整性 c.数据的成熟性 d.故障判据3可靠性分配、预计、验证检查内容和方法练习题1、试述：可靠性指标“正确性”检查内容及方法a.确定指标时是否进行需要与可能的权衡，是否进行了技术经济可行性论证与评审；b.是否与保障性、维修性、安全性等有关指标相协调；如：A1=MTBFMTBF+MTTRA1固有可用度（保障性参数）；MTBF平均故障间隔时间（可靠性参）：MTTR平均修复时间（维修性参数）。c.在立项综合论证报告中，是否提出了装备成熟期可靠性目标值和门限值（或只提门限值）：在研制总要求中是否提出装备最终的成熟期可靠性目标值和门限值（或只提门限值）以及工程研制阶段的可靠性门限值。在研制合同中，是否将其转换成规定值和最低可接受值（或只提最低可接受值）；d.对装备中某些分系统或关键设计是否单独提出可靠性指标，是否与总体指标协调；e.可靠性指标是否与验证方法协调。2、可靠性分配与预计的检查方法a.是否按规定值（成熟期）进行分配和预计；b.是否按基本可靠性或任务可靠性分别进行分配和预计；c.预计工作是否反映当前产品的技术状态；d.对预计结果是否进行了分析，提出了哪些改进措施，是否落实到产品图纸和技术文件中。3、可靠性鉴定与验收试验的检查方法a.是否制订了可靠性鉴定试验大纲和计划，并已通过了评审；b.受试样品（一般不小于二台）是否已通过了功能试验、环境试验及ESS，是否已达到定型状态。受试样品是否随机抽取；c.试验剖面是否由产品的寿命剖面与任务剖面转化得到；d.故障判别准则是否明确；e.可靠性鉴定试验的结论如何；试验中暴露了哪些问题；试验结束后，采取哪些纠正措施，其效果如何；是否已将纠正措施落实到产品图纸及技术文件中。4、航天、航空等部门元器件管理的“七统一”是什么？统一选用统一采购统一下厂监制、验收统一做二次筛选统一进行破坏性物理分析（DPA）统一进行失效分析统一建立元器件数据库5、元器件质量与可靠性检查的主要内容和要求对型号总体单位及配套承制单位按有关法规和规定，检查其贯彻落实情况。重点查看、检查：（1）是否建立元器件质量与可靠性的管理机构及设置相应主管人员（建立有关机构的文件、机构及其职责的规定等）；管理责任落实情况（年度工作计划及其执行的总结报告等）。（2）是否制定型号元器件大纲及型号（产品）元器件质量与可靠性管理文件（是否下发至型号工程全线；配套单位是否制定相应具体实施文件）；“大纲”和“规定”执行的有效性（典型案例）。（3）是否制订和颁发了型号（产品）用元器件有关的设计要求（型号元器件优选目录是否在“初样”或“C型件”阶段颁发；降额设计、热设计等规范是否在“工程研制”阶段初颁发等），及其贯彻落实情况（有关规定、规范；案例分析）。（4）检查是否制订和颁发元器件筛选、检测、失效分析和下厂监制、验收等有关规范和规定（元器件二次筛选规范、DPA规范、关键元器件下厂监制、验收规定等）；其贯彻落实情况（筛选试验报告、DPA报告、下厂监制报告等），有何成效（案例分析）。（5）检查型号（配套单位）对从事元器件使用、监制、采购、保管等有关人员进行相应元器件质量与可靠性知识培训的工作计划，以及落实情况。4可靠性试验练习题一、填空题（每题15分）1，环境应力筛选是为了剔除产品早期失效问题；而可靠性增长试验是为了提高产品的固有可靠性。2，杜安（Duane）模型的基本特征是：时间与MTBF在双对数纸上能拟合成一条直线，该模型是用于产品的可靠性增长试验。3，产品MTBF的区间估计必须包括：置信度和置信区间两部分组成。4，可靠性鉴定和验收试验方案中，参数称为生产方风险；为使用方风险；1为检验下限值；0为检验上限值；D为鉴别比。二、计算题（每题20分）1，某型汽车在研制开发阶段进行跑车试验共累计500，000km，其间共发生故障7次，分别在5000km、50000km、140000km、180000km、250000km和390000km时，请问，该型汽车在跑车试验结束时的可靠性水平（点估计和90%置信下限估计）答：可将其作为可靠性增长试验看待：（1）先进行增长趋势检验（方法一）由r=7，T=50000，m=r=7，得：X=13.79410.53（c=90%）说明该试验结果有明显增长趋势，由此可以用增长模型；（2），增长模型的拟合优度检验由b=(m-1)/x=0.435 C(m)=0.0129C(m,0.2)=0.124说明该试验结果可以用AMSAA增长模型进行评估；（3）用AMSAA增长模型求点估计和90%置信下限估计由b=0.435, a=m/Tb=0.02323, 得点估计（500000）=164202（km）又由表4查得1=0.353, 得90%置信下限估计L（500000）=57963(km)3，某电子产品共进行了1000小时可靠性测定试验，共发生4次故障，试求其MTBF点估计值与置信度为80%的单边下限估计值？答：可按照可靠性测定试验方法求得：MTBF点估计值=1000/4=250(h)80%的单边下限估计值=1000/6.721=148.79（h）5 FMEA练习题6维修工程设计与验证练习题一、是非题：对的打（），错的打（）1，维修性分配应当将系统维修性指标分配到分系统和设备级（）2、平均修复时间是排除故障所需时间的平均值，统计修复时间时应当包括修复过程的所有时间，包含等待备件、维修人员的时间（）3、维修工时率是产品单位工作时间所需的维修工时平均值，它实际上是可靠性和维修性的综合参数（）4、同样的装备和测试条件下，所规定的能够正确隔离的可更换单元数越大，则故障隔离率就大（）二、选择题：选择的（）1，装备研制的可靠性、维修性要求应包括以下主要内容：A、可靠性、维修性定性定量要求（）B、可靠性、维修性定性定量要求、需完成的工作项目和验证要求（）C、可靠性、维修性定性定量要求、使用剖面和寿命剖面（）D、可靠性、维修性定性定量要求、工作项目要求、验证要求和文件要求（ ）2、装备的维修是否简便、迅速、经济取决于：A、装备的固有设计（）B、装备的设计和维修人员的技术（）C、装备的设计和各种保障资源（）D、主要是一个维修技术和训练问题（）3、确定装备维修性指标的主要依据是：A、维修工作的实际需求，如维修的难度、工作量（）B、装备的使用需求、维修方案、采用的技术可望达到的维修性水平等（）C、国内外同类装备的维修性水平并与可靠性进行权衡（）D、装备的寿命剖面、任务剖面、维修方案、考核方法和维修性增长（）4、维修性预计的时机是：A、装备整个寿命周期（）B、装备整个研制过程（）C、装备研制的方案阶段、工程研制阶段（）D、装备研制的方案阶段、工程研制阶段含设计更改时（）三、问答题1、你所在单位（部门）的装备维修性工作状况如何，你认为应当如何开展或加强维修性工作？（写出本单位情况，提出想法就可以了）答：初步按合同和研制总要求，在研制阶段进行了维修性设计，按标准要求分析较欠缺，缺乏产品全寿命期维修实际经验数据，与用户沟通不够。需以可靠性为中心系统采取维修性工程标准、设计验证评价、验收符合产品实战使用维修要求。2、说明测试性的主要参数（3个以下即可）故障检测率：产品在规定期内，在规定的条件下用规定的方法能够正确检测出的故障数与所发生的故障总数之比。故障隔离率：在规定期间内，在规定的条件下用规定的方法，能将被检测出的故障正确隔离到不大于规定模糊度的可更换单元的百分数。虚警率：虚警率是在规定期内，测试装置、设备发生的虚警数与显示的故障总数之比。故障检测时间：从开始故障检测到给出故障指标所经过的时间。故障隔离时间：从检测出故障到完成故障隔离所经过的时间。重测合格率：在中继级和基地级维修时，测试设备指示的故障单元总数中重测合格单元数与故障单元总数之比，用百分数表示。3、维修性定性要求有哪些？电子装备重点应考虑哪些要求？维修性定性要求：维修性可达性；标准化与互换性；防差错措施与识别标志；维修安全；检测诊断准确、快速、简便；贵重件的可修复性；维修人素工程要求；简化产品设计与维修。电子装备重点应考虑：维修可在实习生 、标准化与互换性、检测诊断准确、快速、简便，防差错等。4、维修性分配的常用方法有哪些？等值分配法；按故障率分配法；相似产品分配法；加权因子分配；保证可用度按照单元复杂性的分配方法。7软件可靠性练习1，对软件失效可以采用哪三种表示方法？软件可靠性评估时通常需要采集哪两种软件失效数据？对软件失效通常可以采用累积失效函数、失效密度函数、失效平均时间函数等三种方法表示。在软件可靠性评估时，通常需要采集失效计数数据或者失效间隔时间数据。2，请简要描述软件操作剖面的含义。操作剖面定义为操作及其发生概率组成的集合，是对用户使用行为的描述。可以表示为：PF=（item1,P1），(item2,P2),(itemn,Pn)其中，item1item2itemn=i=1nPi=13，请描述基于软件重要度等级分配可靠性需求的前提和步骤。前提：基于对软件失效影响认知来分配失效率，重要度是指持续系统运行并且保持故障防护的能力。对于确定的操作模式或CSCI，如果其重要度等级为关键级别，应分配较低的失效率。重要度等级较低的操作模式或CSCI，分配低一些的重要度因子和高一些失效率。步骤：（1）确定整个软件系统的可靠性需求（s）（2）确定整个软件系统的CSCI数量（N）（3）对于每个CSCI，确定它的重要度因子（Ci）。对于系统更为重要CSCI，赋予较低的Ci值。（4）确定系统的任务持续时间（T）。（5）确定系统任务持续期内，每个CSCI的活动时间（Ti）。（6）计算系统的失效率调节因子（K）：K=i=1NCiTiT（7）计算每个CSCI分配的失效率指标（i）：i=s（CiK）4，在软件开发的需求分析阶段应围绕可靠性工程做哪些主要工作？（1）进行平衡关系研究，包括：可靠性与功能特性的平衡关系，可靠性与费用、进度的平衡关系。（2）建立可靠性指标，为每个失效类别分别建立可靠性指标，考虑可靠性对体系结构的影响。5，在软件可靠性管理工作中需要遵循的三个基本策略是什么？（1）第一次就做正确。强调利用一切可用的方法及工具，确保软件没有任何错误。“第一次就做正确”的策略必须采取适当的实践，强调错误的避免及失误的预防。（2）早发现，早实施。检测及修复应成为计划性和经常性活动，对错误进行早期检测及消除，可以使得错误一旦发生就立刻解决，有助于减少系统失效的发生概率。（3）“监控它”。在整个软件生命周期，进行原始数据的收集和评估。6，简述软件可靠性增长测试和软件可靠性验证测试的同异。相同点：软件可靠性增长测试和软件可靠性验证测试都是基于使用的测试方法。不同点：（1）增长测试在软件交付前进行，验证测试在软件确认阶段进行；（2）增长测试的目标是通过可靠性测试暴露软件缺陷，采取有效地措施排除失效率较大的缺陷，以提高交付软件的可靠性。验证测试的目标是验证软件需规范中软件可靠性目标的满足情况，在测试过程中不进行软件缺陷消除；（3）增测试通常进行若干次，验证测试通常只进行一次。7，使用基本执行时间模型（Musa）和对数泊松执行时间模型（Musa-Okumoto）对软件可靠性进行评估时，需要选取的模型参数是什么？参数模型基本模型对数泊松模型初始失效强度00失效强度变化总失效数V0-失效强度衰减率-8元器件选择与应用练习题一、问答题：1，产品研制中为什么要进行元器件的选择？2，为什么要进行元器件的二次筛选？二、选择题（多选）1，元器件选择的目的与作用？（ abc ）a.保证电子系统和设备的可靠性。 b.降低综合保障费用和寿命周期费用。c.降低元器件的失效率。 d.提高元器件的失效率。2，保证产品可靠性的方法？ （ ab ）a.正确选择与应用元器件 b.采用可靠性设计措施来保证。c.靠经验。 d.试验来保证。3，GJB 367A中对元器件的选用要求？（ ab ）a.应能保证设备满足本规范及产品规范的要求 b.元器件应有可靠性指标。c.对选用元器件的品种、规格无要求。 d.元器件可以随意代用。4，在高频电路中，应采用电容器？（ abc ）a.云母 b.瓷介 c.聚苯乙烯 d.铝电解电容器5，元器件的质量等级和质量系数含义？（ ac ）a.质量等级元器件在制造、检验、筛选过程中其质量的控制等级。b.质量等级元器件在筛选过程中其质量的筛选等级。c.质量系数反映了不同质量等的元器件其失效率的差异程度。d.质量系数反映了元器件的筛选等级不同。三、选择题（单选）1，GJB 299C中将各类元器件划分为几个质量层次？( C )a.1 b.2 c.3 d.42，符合GJB 33中，国产元器件质量等级表征？( a )a. A1 b. B1 C. B2 d. c3，元器件优选目录管理？( a )a.实施动态管理 b.实施固定管理 c.不用管理 d.实施计划管理