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第三讲系统可靠性模型建立


概述-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
概述-可靠性模型
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
度量使用费用 全串联模型 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
概述-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,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。
功能框图与功能流程图的逐级细化过程是与系统的 功能分解相协调的。
原理图、功能层次图及功能框图
某空间飞行器整个飞行任务 在最高层次以及下级层次中的功能流程
获取有效
载荷数据

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时间分析
功能框图——静态(不随时间而变)
系统级的功能以及它们的子功能具有唯一的时间 基准(所有功能的执行时间一样长)
系统可靠性模型建立
Reliability Model
刘中田 Office: SY1009 Email: liuzht@ 北京交通大学 电子信息工程学院
主要内容
概述 系统功能分析 系统结构函数和可靠度 典型的可靠性模型 不可修系统可靠性模型 建模实例及任务可靠性建模的注意事项
用以描述在系统功能分解的过程中,较低层次 功能 间的接口与关联关系。
功能框图:是在对系统各层次功能进行静态分组的基 础上,描述系统的功能和各子功能之间的相互关系, 以及系统的数据流程和系统内部的各接口。
功能流程图:在于表明系统所有功能间的顺序(时序) 关系。它是动态的,描述了系统各功能之间的时序相 关性,即每一个功能都在前一功能发生之后发生。
(2)在系统工作的过程中,系统的结构是可以随时间而变 化
需要进行时间分析
确定时间基准 通过与该时间基准对应,可以得到系统功能流程图
中各功能的执行时间及功能间的时间
某飞行任务的时间基准
任务定义及故障判据
在进行系统功能分解、建立功能框图或功能流程图及确 立时间基准的基础上,要建立系统的任务及基本可靠性 框图,必须明确地给出系统的任务定义及故障判据,把 它们作为系统可靠性定量分析计算的依据和判据。
概述-系统
系统 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”
产品可以指任何层次。
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
概述-可靠性框图示例
概述-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。
最低层次(如部件)为止。 进行系统功能分解可以使系统的功能层次更加清晰,同
时也产生了许多低层次功能的接口问题。 对系统功能的层次性以及功能接口的分析,是建立可靠
性模型的重要一步。
功能的分解
功能的分类
在系统功能分解的基础上,可以按照给定的任 务,对系统的功能进行整理。
功能框图与功能流程图
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。
F18基本可靠性模型
F18任务可靠性模型
概述-可靠性逻辑关系
概述Байду номын сангаас建立系统任务 可靠性模型的程序
系统功能分析
对系统的构成、原理、功能、接口等各方面深 入的分析是建立正确的系统任务可靠性模型的 前导。
系统的功能随时间而变的系统——功能流程图
可以描述这类系统的功能关系,为建立系统可靠 性框图模型奠定基础
功能流程图的一个缺陷:没有对系统功能的持续 时间及功能间的时间进行描述,缺少一个时间坐标
时间特性是可靠性分析中不可缺少的一个要素
时间分析
复杂系统一般具有两方面的特点:
(1)系统具有多功能,各功能的执行时机是有时序的,各功 能的执行时间长短不一
多种可靠性建模方法:
������可靠性框图
可靠性框图模型
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
概述-可靠性框图
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。
产品或产品的一部分不能或将不能完成预定功能的事件或 状态,称为故障。
对于具体的产品应结合产品的功能以及装备的性质与使用 范畴,给出产品故障的判别标准,即故障判据。
故障判据是判断产品是否构成故障的界限值。
具体产品的故障判据与产品的使用环境、任务要求等密切 相关。
建立系统基本可靠性模型时,任务定义:系统在运行过程 中不产生非计划的维修及保障需求。
前导工作的主要任务就是进行系统的功能分析
功能的分解与分类 功能框图与功能流程图 时间分析 任务定义及故障判据
功能的分解与分类
功能的分解
系统往往是多任务与多功能的 一个系统及其功能是由许多分系统及其功能实现的 通过自上而下的功能分解过程,可以得到系统功能的层
次结构 功能的逐层分解可以细分到可以获得明确的技术要求的
注意事项 模型描述的是各单元之间的可靠性逻辑关系
概述-基本和任务可靠性模型
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,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。
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