第四章_系统可靠性模型和可靠度计算

第四章系统可靠性模型和可靠性计算，4.1系统和系统结构模型分类，系统将多个部件(子系统、组件)有机地结合在一起，可以全面执行特定工作任务的输入和输出特性。沈阳工业大学设备工程学院，第四章系统可靠性模型和可靠性计算，沈阳工业大学设备工程学院，系统可靠性由两个因素：1)单元本身的可靠性决定；2)每个单位的组合。第四章系统可靠性模型和可靠性计算，沈阳工业大学设备工程学院，系列系统：当单位之间的故障时间随机变量相互独立时，如果某个单位发生故障，就会导致系统故障的系统。第四章系统可靠性模型和可靠性计算，1，2，n，沈阳工业大学设备工程学院，并行系统：并行冗余系统，没有特定组件故障导致系统故障，系统冗馀组件全部故障的情况下，这种系统才称为“作业冗馀系统”。并行系统属于一种作业储备系统。备用系统分为作业备用系统和非作业备用系统、第四章系统可靠性模型和可靠性计算、纯并行系统，即多个单元执行相同操作的组合。所有单元同时工作，其中任何一个单元都可以单独支持整个系统的工作，系统可以正常工作，除非系统中的所有单元都出现故障。如果使用不符合设计指标要求的内嵌系统，则可以使用冗余系统提高可靠性水平。沈阳理工学院设备工程学院，工作准备制度：r/n投票系统，即由n个单元组成的并行系统中，至少有r个单元同时运行才能保证正常运行状态的系统。第四章系统可靠性模型和可靠性计算，、1、2、r、n、沈阳工业大学设备工程系，非工作备用系统：系统中至少有一个工作，另一个单元处于待机状态，一个单元发生故障理想的侧系统：将交换机转换为理想的交换机，可靠性为100%。非理想侧系统：将开关转换为非理想开关。第四章系统可靠性模型和可靠性计算，沈阳工业大学设备工程学院，基本可靠性：产品在规定条件下无故障的时间和概率。基本可靠性模型用于估计产品和组件的维修和保修要求。即使有冗馀设备，也是串行型号。如果系统中的所有设备都出现故障，则需要维修或更换。备件越多，系统的基本可靠性就越低。工作可靠性：产品在规定的工作部分内完成规定功能的能力。任务可靠性模型用于估计执行任务期间产品规定功能的概率，是通过说明产品每个单位在执行任务期间的预期作用来衡量工作有效性的模型。备件越多，系统的工作可靠性就越高。第四章系统可靠性模型和可靠性计算，可靠性模型：为预测或估计产品可靠性而建立的数学模型和可靠性方块图。沈阳理工学院设备工程学院，系统的结构图表示构成系统的部件之间的物理关系和工作关系。系统的可靠性方块图描述了系统的功能和构成系统的部件之间的可靠性功能关系。，系统方框图和可靠性方框图，第四章系统可靠性模型和可靠性计算，沈阳工业大学设备工程学院，实例1:管道阀门系统方框图，系统分配过程中的可靠性方框图，系统关闭可靠性方框图，系统可靠分配正常运行状态，系统关闭状态正常运行状态，第四章系统可靠性模型和可靠性计算，沈阳工业大学设备工程系两个保险机构都包括保险机构正常运行解除、第四章系统可靠性模型和可靠性计算、沈阳工业大学设备工程系、1、系列系统可靠性计算等所有单位中的任何一个失败，整个系统都可能中断的系统称为系列系统。4.2各系统可靠性模型可靠性计算，第四章系统可靠性模型和可靠性计算，设置系统的故障时间t，构成该系统的各单元的故障时间随机变量为ti，i=1，2.n，沈阳工业大学设备工程学院，第四章系统可靠性模型和可靠性计算，系统的可靠性可以表明，在系列系统中，每个单位的可靠性要求大于系统的故障时间。也就是说，系统的可靠性大于每个单位的故障时间同时发生系统故障的概率。系统的可靠性，沈阳工业大学设备工程学院，系列系统的特点：1)系列系统的可靠性等于每个单元可靠性的乘积；2)串行系统的可靠性小于或等于系统内最小的单元可靠性。3)随着单位数量的增加，平均无故障工作时间减少。也就是说，一个系列系统连接的单元越多，可靠性就越低。第四章系统可靠性模型和可靠性计算，沈阳工业大学设备工程学院，2，并行系统可靠性计算1)纯并行系统配置系统的所有单元发生故障时，引起系统故障的系统称为并行系统。第四章系统可靠性模型和可靠性计算，设置系统故障时间随机变量t，系统的I单位故障时间随机变量为ti，则由n个单位组成的纯并行系统故障概率为：沈阳工业大学设备工程系，第四章系统可靠性模型和可靠性计算，只有在纯并行系统中每个单位的故障时间没有达到系统的运行时间的情况下，即，每个单位发生故障后，系统才能发生故障，因此系统可靠性是单位同时故障的概率(单位失败时间随机变量相互独立。)其中，表示I单位的失败概率Fi(t)，即沈阳工业大学设备工程学院，第四章系统可靠性模型和可靠性计算，2)投票系统(1)n-1/n投票系统是n单位并行的，仅允许一个单位有效的系统。例如：三分之二的投票系统、三个单位的冗馀系统、一个或多个单位需要正常工作时，整个系统将正常工作。找到右边三分之二投票系统的可靠性。沈阳工业大学设备工程系，第四章系统可靠性模型和可靠性计算，有四种情况，确保这种表决系统正常运行：1、2、3个单位全部正常运行；1失败，2，3正常运行；2失败，1，3正常运行；3故障，1，2正常运行。如果t是系统的故障时间，则t1、t2、t3是每个单位故障时间的随机变量，此时系统的可靠性为：沈阳工业大学设备工程学院，第四章系统可靠性模型和可靠性计算，t1、t2、t3相互独立时，三个单位的可靠性全部为r，沈阳工业大学设备工程学院，(2)n-r/n投票系统n个单位并行，只有r个单位失败的系统，每个单位的可靠性相同时，系统的可靠性为4章计算可靠性通常使用等效系统来实现。第四章系统可靠性模型和可靠性计算，沈阳工业大学设备工程学院，第四章，组成非工作储备系统可靠性计算系统的n个单位中，只有一个单位工作，在工作单位发生故障的情况下，通过故障监控装置和转换装置向另一个单位执行工作的系统称为非工作存储系统。稳定性方块图如下所示：第4章系统可靠性模型和可靠性计算，冷存储系统：当工作单元运行时，备用或备用单元完全不工作，备份单元在备份过程中效率为零，存储期间的长度被认为不会影响将来的使用寿命。热备盘系统：当工作单元运行时，备用或备用设备未完全停止。在实际操作中，无论冷备件还是热备盘，冗馀设备的效率都不等于零。沈阳工业大学设备工程系，第四章系统可靠性模型和可靠性计算，理想的耦合系统可靠性计算：开关的可靠性为100%，理想的耦合系统运行时间为t(两种情况下):1)第一单元单独运行时间t；2)第一个单元在t1出现故障后，第二个单元运行到指定的时间t。非工作储备系统分为：理想的侧系统和非理想的侧连接系统，沈阳工业大学设备工程学院，第四章系统可靠性模型和可靠性计算，系统的可靠性是：沈阳工业大学设备工程学院，第四章系统可靠性模型和可靠性计算，非理想交换机的侧系统：考虑开关故障概率的非理想侧系统成功模型： (2)在t1t，第二个单元通过交换机运行，tct1和t2t-t1同时发生。沈阳工业大学设备工程系，5，复杂系统可靠性计算，第四章系统可靠性模型和可靠性计算，全概率公式方法首先选择系统的主要单位，然后将该单位分为正常运行和失败两种状态，用全概率公式计算系统的可靠性。可靠性：RS=rer (s | re) r (s | Fe)，沈阳工业大学设备工程学院，e单位可靠条件下系统运行的概率，e单位不可靠条件下系统运行的概率，第4章系统可靠性模型和可靠性计算，沈阳工业大学设备工程学院，广义定义3333因此，其定义包括枪弹、后张弹、迫击炮、无弹炮、火箭、导弹、空弹、孙土弹、鱼雷、雷声、地雷、爆破筒、爆破筒、炸药包等。狭义定义：弹药包含火炸药或化学前提，是敌军能够投射到达到杀伤、破坏或其他战术目的的物体上的总称。因此，弹药的范围缩小。除了地雷、地雷、地雷、爆破罐、爆炸物包等使用时不需要投影的爆炸物外。本书所研究的弹药的可靠性主要是指窄的弹药。第四章系统可靠性模型和可靠性计算，4.3弹药系统可靠性模型，弹药定义，沈阳工业大学设备工程系，弹药系统一般由战斗部分和投影部分组成。战斗部分是向敌人投降，发挥战斗效果的部分，起到执行受影响对象和其他任务的作用，一般由保险丝、炮弹和填充物组成。投影部分用于将战斗部分投影到敌人的部分，通常由发射充电及其容器(药、工具包或火箭发动机机体)和点火具五部分组成。第四章系统可靠性模型和可靠性计算，弹药的一般构成，沈阳工业大学设备工程学院，第四章系统可靠性模型和可靠性计算，弹药系统可靠性模型，一般弹药系统的可靠性指标分为安全、功能可靠性和存储可靠性。沈阳理工学院设备工程学院，fuze是系统研究，主要由机关、保险机构、保险机构解除延期、防爆机构、爆炸序列5部分组成。引信产品的可靠性为：盲