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可靠性设计
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基本可靠性模型
基本可靠性模型
用以估计产品及其组成单元发生故障所引起的 维修及保障要求的可靠性模型。
全串联模型，即使存在冗余单元，都按串联处理。 故储备单元越多，系统的基本可靠性（无故障持续 时间和概率）越低。 度量使用费用。任一单元发生故障，都会引起维修 和保障要求。
模n 式
e e it
it
i 1
图3- 35行程开关i 1可靠性框图i 1
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RBD和原理图的关系
原理图表示系统中各部分之间的物理关系， 而RBD表示系统中各部分之间的功能关系， 即用简明扼要的直观方法表现能使系统完 成任务的各种串—并—旁联方框的组合。 虽然根据原理图也可以绘制出可靠性逻辑 图，但并不能将它们二者等同起来。
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RBD和原理图的关系
建立RBD时绝不能从结构和原理上判定系 统类型，而应从功能上研究系统类型。
下图所示的流体系统，从结构上看是由管道及 其上安装的两个阀门串联组成。为确定系统类 型，一定要分析系统的功能及其失效模式。
2个串联阀系统示意图
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可靠性框图
系统可靠性（方）框图(Reliability Block Diagrams，简写RBD）
方框：产品或功能 逻辑关系：功能布局 连线：系统功能流程的方向
无向的连线意味着是双向的。
节点（节点可以在需要时才加以标注）
输入节点：系统功能流程的起点 输出节点：系统功能流程的终点 中间节点
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F/A-18基本可靠性模型
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
左
发电机 发电机
电力分 配网
环境控 制系统
应急电 力系统
超高频 通信
甚高频 通信
雷达
武器控 制系统
武器
塔康 系统
惯性 导航
备用 罗盘
5. 建模实例：某卫星过渡轨道、同步及准
同步轨道任务可靠性
6. 系统任务可靠性建模的注意事项
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1. 可靠性模型概述
系统、单元和产品
系统
系统是由相互作用和相互依赖的若干单元结合 成的具有特定功能的有机整体。
“系统”、“单元”
相对概念——可以是按产品层次划分：零部件、组件、 设备、分系统、系统、装备中任何相对的两层 “系统”包含“单元”，其层次高于“单元”
内容提要-1
1. 可靠性模型概述
1.1 术语及定义 1.2 基本可靠性模型－任务可靠性模型 1.3 建模的程序
2. 系统功能分析 3. 典型的可靠性模型
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内容提要-2
4. 不可修系统可靠性模型
4.1 虚单元 4.2 不含桥联的复杂系统任务可靠性模型 4.3 含桥联的复杂系统任务可靠性模型
产品可以指任何层次，也可视为系统或单 元。
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描述系统的模型
原理图
反映了系统及其组成单元之间的物理上的连接 与组合关系。
功能框图、功能流程图
反映了系统及其组成单元之间的功能关系。
系统的原理图、功能框图和功能流程图是 建立系统可靠性模型的基础。 可靠性模型描述了系统及其组成单元之间 的故障逻辑关系。
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基本可靠性模型－任务可靠性模型
在进行设计时，根据要求同时建立基本可靠性及 任务可靠性模型的目的在于，需要在人力、物力、 费用和任务之间进行权衡。 设计者的责任就是要在不同的设计方案中利用基 本可靠性及任务可靠性模型进行权衡，在一定的 条件下得到最合理的设计方案。 为正确地建立系统的任务可靠性模型，必须对系 统的构成、原理、功能、接口等各方面有深入的 理解。
RBD和原理图的关系
第一种情况，若单元1，2功能是相互独立的，只有每个 单元都实现自己的功能（开启），系统才能实现液体流 通的功能，若其中有一个单元功能失效，则系统功能就 失效，液体就被截流。 第二种情况，单元1，2功能至少有一个功能正常，系统 就能实现截流功能。只有当所有的单元功能都失效，系 统功能才失效。
大气数 据系统
固定 增稳
机体
起落架
自检
图3-4 F/A-18基本可靠性框图
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F/A-18任务可靠性模型
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
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任务可靠性模型
任务可靠性模型
用以估计产品在执行任务过程中完成规定功能 的概率（在规定任务剖面中完成规定任务功能 的能力），描述完成任务过程中产品各单元的 预定作用，用以度量工作有效性的一种可靠性 模型。
系统中储备单元越多，则其任务可靠性越高。
注意事项
模型描述的是各单元之间的可靠性逻辑关系。
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可靠性模型概念
建立系统可靠性模型的目的和用途在于定 量分配、估算和评估系统的可靠性。
根据系统特点，有多种可靠性建模方法 :
可靠性框图 网络可靠性模型 故障树模型 事件树模型 马尔可夫模型 Petri网模型 GO图模型
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可靠性模型概念
可靠性模型建立于系统可靠性（方）框图，即为 预计或估算产品的可靠性所建立的可靠性方框图 和数学模型，也称可靠性逻辑框图及其数学模型。 了解系统中各个部分(或单元)的功能和它们相互 之间的联系以及对整个系统的作用和影响对建立 系统的可靠性数学模型、完成系统的可靠性设计、 分配和预测都具有重要意义。借助于可靠性框图 可以精确地表示出各个功能单元在系统中的作用 和相互之间的关系。
超高频 通信
甚高频 通信
雷达
武器控 制系统
武器
塔康 系统
惯性 导航
备用 罗盘
大气数 据系统
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可靠性模型示例
可靠性框图
（收音机）1
1
1 天线
2
2 高频 放大
3
3
4
4
混频
振荡
5
5 中频 放大
6
2
6
7
检波
7 低频 放大
8
8 放音
9
9 电源
10
3
图3-2 收音机可靠性框图
1
2
3
4
4
可靠性（闭a数合）故学提障前模型
(b)不能 闭合故障
n
模式
பைடு நூலகம்
Rs (t)
n
Ri (t )