某飞行器的故障率预计结果
序 号
单元名称
复杂程度
ri1
技术水平
ri 2
工作时间
ri 3
环境条件
单元故障率
i Ci i / * i (10 6 )
1 动力装置 5
6
5
5
850 0.3
85.8
2 武器
8
6
10
2
880 0.336 95.6
3 制导装置 10
10
5
5 2500 1.0 288.5
水平，选择最优方案； ❖ 在设计中，发现影响系统可靠性的主要因
素，找出薄弱环节，采取设计措施，提高 系统可靠性； ❖ 为可靠性增长试验、验证及费用核算等提 供依据； ❖ 为可靠性分配奠定基础。
可靠性预计
单元可靠性预计
➢ 相似产品法 ➢ 评分预计法 ➢ 应力分析法
系统可靠性预计
（1）相似产品法
相似产品法就是利用与该产品相似且已成熟产 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试验 结果。相似产品法考虑的相似因素有：
SURE
CARE
MEADE P
GalieoF TA
故障率、维修 率、不可靠度
等参数
结构与可靠性 相关参数
不可靠度、故 障率等
不可靠度、故 障率、维修率
等
可靠度、可用 度、故障率、
平均寿命
可靠性相关参 数
飞机部件及系统 航天飞机 导弹 飞机及导弹
汽车与工业部门 飞机系统
可靠性预计的目的
❖ 评价是否能够达到要求的可靠性指标； ❖ 在方案论证阶段，比较不同方案的可靠性
R发动机 0.9409 9.412106 / 9.806106 0.9303
（3）应力分析法
P b (EQRAS c )
以上参数分别为：元器件工作故障率；元器件基本 故障率；环境系数；质量系数；应用系数；电流额 定值系数；电压应力系数；配置系数。各系数是按 照元器件可靠性的应用环境类别及其参数对基本故 障率进行修正的，这些系数可以查阅GJB/Z299B （国内元器件）和MIL-HDBK-218F（国外元器件）。
8 飞行控制 8
8
5
8 2280 0.896 258.9
装置
5 机体
8
2
10
8
680 0.256 82.8
6 辅助动力 6
5
5
5
850 0.3
85.8
装置
解
新的导弹于原来的导弹十分相似，其区别 在发动机。根据经验，新型装药是成熟工 艺，加长后的药柱质量有保证，两者都不 会对发动机的可靠性带来大的影响。唯有 壁厚减薄会使课题强度下降，会使燃烧室 的可靠性下降，因而影响发动机的可靠性。 因此，可粗略地认为发动机的可靠性与壳 体强度成正比。经计算，原发动机壳体的 结构强度为9.806×106Pa，现在发动机壳 体的结构强度为9.412×106Pa，则发动机 的可靠度为：
可靠性预计
可靠性预计是在设计阶段对系统可靠性进行 定量的估计，是根据历史的产品可靠性数据、 系统的构成、系统的工作环境等因素估计组 成系统的可靠性。
（1）数据来源：GJB/Z299B（国内元器件） 和MIL-HDBK-218F（国外元器件）
（2）可靠性预计软件：
可靠性预计 软件
Relex
NESSU S
X s min{ x1, x2 ,........ xn}
串联系统的可靠度为:
Rs (t) PX s t Pmin(x1, x2 ,...,xn ) t
n
Px1 t, x2 t,...xn t Pxi t i 1
n
Ri (t) i 1
当第i个部件的故障率函数为 i ，则系统的 可靠度为:
L
C
L
C
振荡电路结构图
可靠性框图
以后均基于可靠 性框图
(1) 串联系统(Series System)
1
2
n
系统由n个部件组成，其中第i个部件的寿
命为 x，i 可靠度为 Ri Pxi t 。(i 假1,2定, , n) 随机变x1量, x2相,...互...,独xn 立，若初始时刻=0时，所 有部件都是新的，且同时工作。显然串联 系统的寿命为
❖ 产品结构及性能的相似性；
❖ 设计的相似性；
❖ 材料和制造工艺的相似性；
❖ 使用剖面（使用和环境条件）的相似形。
例题
某型号导弹射程为3500km，该导弹由战斗部、安 全自毁系统、弹体结构、控制系统和发动机组成， 各组成部分相应的可靠性指标为R战斗部=0.99， R 安全自毁系统=0.98， R弹体结构=0.99， R控制系统=0.98， R发动机=0.9409，导弹系统的可靠性指标 RS=0.8858。为了将该型号导弹射程提高的 5000km，对发动机采取了三项改进措施：采用能 量更高的装药、发动机长度增加1m、发动机壳体 壁厚由5mm减少到4.5m，试预计改进后的导弹飞 行可靠度。
（2）评分预计法
❖ 评分预计法是在可靠性数据非常缺乏的情况 下（仅可以得到个别可靠数据），通过有经 验的设计人员或专家对影响可靠性的几种因 素进行评分，对评分结果进行综合分析以获 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。
* 2.84.5 106 / h
光机电系统：
例题
❖ 建立电子可靠性框图 ❖ 瞄准镜可靠性框图
❖ 查表得到各元件可靠性数据
❖ 解算出系统的可靠性指标
系统可靠性预计
三 ❖ 模型 要 ❖ 算法 素 ❖ 数据
预 ❖ 可靠性框图法 计 ❖ 网络分析法 方 ❖ 故障树分析法
法 ❖ Markov状态转移
链法
第二章 可靠性框图法
❖ 可靠性框图:
一片上有25个焊点，15个金属化孔。这60
片集成电路芯片分别装在两块板上，每块板
平均有80个插件接头。设各部件服从指数分
布：集成电路芯片的故障率1为 110 7 / h ，焊点
的故障率为 2 11，0 9 金/ h 属化孔的故障率
为 3 510，9 /插h 件接头的故障率为
，求
系统4工 1作102小8 / h时的可靠度和平均无故障工作
t
tn
t
n i (u )du
(u)du
s (u )du
Rs (t) e 0
e 0 i1
e 0
1
串联系统的故障率为: n s (t) i (t) i 1
❖ 平均寿命:
MTTF
1
n
i
i 1
设计串联系统时，应当选择可靠度较高的 元件，并尽量减少串联的元件数
例题
某容错计算机由60片集成电路芯片组成，每