可靠性分配第三章可靠性与维修性指标分配3.1 概述3.2 AGREE可靠性指标分配法3.3 可靠性工程加权分配法3.4 维修性工程加权分配法3.5 进行可靠性与维修性指标分配在工程实施上应注意事项第三章可靠性与维修性指标分配3.1 概述可靠性与维修性指标分配是为了把系统的可靠性与维修性定量要求按照一定的准则分配给系统各组成单元而进行的工作。

其目的是将整个系统的可靠性与维修性要求转换为每一个分系统或单元的可靠性与维修性要求，使之协调一致。

它是一个由整体到局部，由上到下的分解过程。

通过可靠性与维修性指标分配，把设计目标落实到相应层次的设计人员身上。

各相应层次的设计人员通过可靠性与维修性指标预计，当感到采用常规的设计不能达到系统的要求时，可以采取特殊设计措施。

比如:采取降额设计、冗余设计、动态设计、热设计、优选元器件、最大的减少元器件数量等措施，以满足系统可靠性要求。

采取可接近性设计、可更换性设计、模块化设计、故障定位(BIT)设计等措施以满足系统维修性要求。

通过可靠性与维修性指标分配，还可以暴露系统设计汇总的薄弱环节及关键单元和部位，为指标监控和改进措施提供依据，为管理提供所需的人力、时间和资源等信息。

因而，可靠性与维修性指标分配是可靠性设计中不可靠缺少的工作项目，也是可靠性工程与维修性工程决策点。

可靠性与维修性指标分配应在系统研制的早期进行，可按可靠性结构模型进行分配，使各分系统、单元的可靠性与维修性指标分配值随着研制任务同时下达，在获得较充分的信息后进行再分配。

随着系统研制的进展和设计的更动，可靠性与维修性分配要逐步完善和进行再分配。

可靠性与维修性指标分配方法很多，在这里仅将工程实用、科学合理方法予以介绍。

3.2 AGREE 可靠性指标分配法1这是美国电子设备可靠性顾问组在一份报告中所推荐的分配方法。

这种方法与等分配法不同的是同时考虑了各单元的相对重要度和复杂度，显得更为合理。

所谓重要度是指某一单元发生故障时对系统可靠性影响程度，用W表示: i 式中N——由于第i个单元故障引起系统故障的次数; sr——第i个单元的故障次数。

i对于串联模型，各单元对于系统的重要度是相同的，W=1，对于有冗余单i元的系统，0<W<1。

i所谓复杂度是指某一单元所含基本组件数对系统可靠性的影响程度，用Ci表示。

式中n——第i个单元的基本组件数; iN——系统的总组件数n——单元数可以证明，当同时考虑重要度W和复杂度C时，系统的可靠性分配公式为 ii n*,,Rs,1,W(1,R),MTBF,NWt/n(,InR)iiiiiis,1i,(t/MTBF)ii和R,ei验证分配结果公式为式中n——第i个单元的基本组件数 iN——系统的总组件数t——第 i个单元的工作时间 iW——第 i个单元的重要度 i*R——给定的系统可靠度 sMTBF——分配给第个单元的平均故障间隔时间; iR——分配给第i个单元的可靠度。

i2对于通讯产品，一般构成系统各单元与系统的工作时间是一致的，故可将AGREE分配公式改写为:NWiMTBF,NTBFiSni3.3 可靠性工程加权分配法尽管AGREE分配法考虑了重要度和复杂度，较平均分配法合理，但由于一个系统中的各分系统和单元所处的环境不同及所采用的元器件质量、采用的标准件程度、维修的难易等因素不同，其所能达到的可靠性水平也不同。

至少应考虑下述因素。

3.3.1 重要性因素重要性即该分机、部件及元器件所发生失效对整机及分机的可靠性影响程度的大小。

这里用所谓重要性因子K表示。

Ji由第j个分机失效引起的系统失效数K,j1第j个分机失效数对于串联模型来说，各个分机每次失效都会引起整机的失效，因而K=1。

j1而在某些情况时，分系统失效并不一定影响到系统失效，因此K<1，重要性因j1子K大的则分配个分机可靠性指标高些，反之低些。

j13.3.2 复杂性因素根据各分机复杂程度及包含元器件多少进行分配。

复杂的分机，实现其可靠性指标较困难，因而分配其可靠性指标低些。

复杂性程度用K表示。

在新研制j2的产品方案确定阶段不可能详细知道各分系统究竟有多少元器件，但根据经验，可以概略知道各分系统复杂程度。

3.3.3 环境因素在分配可靠性指标时，要考虑环境条件。

环境条件不同，对设备的可靠性影响也就不同，分配给该设备的可靠性指标也就不同。

处在恶劣环境的设备，分配给它的可靠性指标要低些。

如有的系统由弹上设备与地面设备所组成。

弹上设备较之地面设备的环境要恶劣得多，因此，对弹上设备可靠性提出过高的要求是不3现实的。

对于车载雷达设备，在大气温度为30?的露天日光下关窗开机，车内最高温度可高达60?以上。

环境条件不仅仅是气候条件，还包括机械环境条件，诸如振动、碰撞、冲击和离心加速度等。

需要指出的是，在同一类型的运载工具之不同部位，如飞机的发动机附近、机身、机翼和机尾，其振动、冲击等情况有所不同。

在分配可靠性指标时，就要考虑这些环境条件的差异性，进行合理分配。

为此，引入环境因子K。

j33.3.4 标准化因素大量采用成熟标准件的设备其可靠性高，而采用非标准件和新研制的不成熟的零部件多的设备，其可靠性就低。

在分配时，应降低对后者的可靠性要求。

为此，引入标准件因子K。

j43.3.5 维修性因素一个分机和部件，若能周期性地进行方便的维护，能方便有规律地进行监视和检查，或者当出现故障时，能方便的排除，则分配给该分机的可靠性指标可以低一些。

如舰用火控雷达，控制台在舱室内，维护与修理较为方便，而天线馈线与收发机柜在桅杆的稳定球体内，平时维护修理不方便，而作战时又不允许上去修理，因而分配给天线馈线与收发机柜的可靠性指标要高些。

同时还要考虑有无故障自动检测电路。

为此，在分配时引入维修因子K 。

j53.3.6 元器件质量因素在进行可靠性分配时，要了解各分系统(或分机)所采用的元器件质量水平，有的分机不得不采用较多的可靠性水平低的元器件，对其提出过高的可靠性要求是不合理的,因而分配其可靠性指标要低些。

像发射机采用了许多大功率元器件，如磁控管、电子管、速调管等，其可靠性水平必然较低。

为此，在分配时引入元器件质量因子K。

j6在可靠性指标分配时，不仅上述因素要加以考虑，根据产品的特点和情况，可能还有其它因素要考虑，例如信号质量因素，干扰因素等。

在分配时，对于各因子(K)的取值方法是这样的:以某单元为标准单元，其分配加权因子K=1时，其它单元与标准单元相比较，根据具体情况，按照经ji 验进行选取。

nN3.3.7 可靠性工程加权分配法分配公式与示例,,对于指数分布串联结构模型的系统，其分配公式为 ,1,1KjijiMTBF,MTBFjsn,,1Kji式中MTBF——第j个分机(或部件)平均故障间隔时间 ji4MTBFs——整机(或系统)平均故障间隔时间K——第j 个分机第i 个分配加权因子。

ji示例1;某舰载综合火控雷达系统，经过加权分配，分配给予搜索雷达可靠性指标(MTBF)为40h。

该搜索雷达由电源、发射、接收、显示、天馈及伺服6个分机所组成，进行加权分配。

分配中，以电源为标准单元，其各项分配加权因子取为1，其它与电源分机比较，取值如表3.1所示。

按可靠性指标分配公式分配结果电源:MTBF=11.435?1×40?457(h)发射:MTBF=11.435?1.125×40?407(h)接收:MTBF=11.435?4.8×40?95(h)显示:MTBF=11.435?3.6×40?127(h)天馈:MTBF=11.435?0.16×40?2859(h)伺服:MTBF=11.435?0.75×40?610(h)5表3.1 搜索雷达各分机分配加权因子取值表示例2:某移动通讯BTS系统，其固有可靠性指标MTBF=3300h，该系统由电源及分配、时钟、通信控制及电源、射频接口、TCM、FDM、单扇区射频子系统及CDSV等8个单元所组成，现用可靠性工程加权分配法进行分配。

分配中以CDSV为标准单元，其各项分配加权因子取为1，其它与CDSV比较，取值如表3.2所示。

分机电源发射接收显示天馈伺服 K ji因子1 0.523 0.2 0.5 复杂因子1 1 1 1 1 1 重要因子1 12 1 2 1.5 环境因子1 32 2 2 1 标准化因子 61 0.5 0.6 0.6 0.4 0.5 维修因子1 1.5 1 1 0.52 元器件质量因子, 1 1.125 4.8 3.6 0.16 0.75 ,16, 11.435 j,1表3.2 某移动通信BTS系统加权因子取值表单元电源及通讯控制及射频单扇区射频Vji 因子 CDSU 分配时钟电源接口 TCM FDM 子系统重要因子 1 1 1 1 1 1 1 1 复杂因子 1 1.5 2 1.5 2 2 2 1.5 环境因子 1 1.5 1 1 1.5 1.5 1.5 1.5 标准化因子 1 1 2 1 1.5 2 2 1.5 维修性因子 1 1.5 2 1 1.5 1.5 1 1.5 元器件质量因子 1 1.5 1 1 1.5 1 1 1.5 nV,Ki 1 5.1 8 1.5 10.2 9 6 7.6 ,jji,1 N48.5 K,,j,16K,k/,,pjj,1j,1_第j分机失效率.,,,MTBFjjj1,系统失效率,,,MTBFMTTR,系统的平均维修时间S按分配公式分配结果:S CDSU:MTBF=48.5/1×3300=160050h电源及分配:MTBF=48.5/5.1×3300=31383h时钟;MTBF=48.5/8×3300=20010h通讯控制及电源:MTBF=48.5/1.5×3300=106700h射频接口:MTBF=48.5/10.2×3300=15692hTCM:MTBF=48.5/9×3300=17784hFDM:MTBF=48.5/6×3300=26675h单扇区射频子系统;MTBF=48.5/7.6×3300=21060h3.4 维修性工程加权分配法维修性工程加权分配法就像可靠性工程加权分配法一样，考虑到影响维修性指标诸因素进行加权分配，其影响因素详见第一章1.5节中所述。

3.4.1 维修性工程加权分配法分配公式公式:MTTR=K/K MTTRjs j式中:MTTR——分配给第j分机(或单元)的平均维修时间。

jK——第j 分机总的加权因子 K =K +K +K +K jjj1j2j3j4K——模块化设计程度加权因子。

j1K——故障检测方式加权因子。

j2K——可接近性加权因子。