《系統(tǒng)可靠性分析》PPT課件

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1、第三章系統(tǒng)可靠性分析第三章系統(tǒng)可靠性分析所謂系統(tǒng)，是為了完成某一特定功能，由若干個(gè)彼此有聯(lián)系而且又能相互協(xié)調(diào)工作的單元所組成的綜合體。系統(tǒng)可以是機(jī)器、設(shè)備、部件和零件；單元也可以是機(jī)器、設(shè)備、部件和零件。系統(tǒng)和單元的含義是相對(duì)而言的，由研究的對(duì)象而定。系統(tǒng)可以分為可修復(fù)系統(tǒng)與不可修復(fù)系統(tǒng)兩類?？尚迯?fù)系統(tǒng)不可修復(fù)系統(tǒng)技術(shù)上不能修經(jīng)濟(jì)上不值得修一次性使用不必修復(fù)3.1不可修復(fù)系統(tǒng)可靠性分析1、系統(tǒng)可靠性框圖系統(tǒng)可靠性分析方法：（1）系統(tǒng)工程結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)可靠性框圖（2）單元可靠性特征量系統(tǒng)可靠性特征量R(t),F(t),f(t),

2、λ(t),MTTF物理關(guān)系工作關(guān)系可靠性功能關(guān)系不等價(jià)3.1不可修復(fù)系統(tǒng)可靠性分析1、系統(tǒng)可靠性框圖可靠性框圖則是表示系統(tǒng)的功能與組成系統(tǒng)的單元之間的可靠性功能關(guān)系。建立可靠性框圖首先要了解系統(tǒng)中每個(gè)單元的功能，各單元之間在可靠性功能上的聯(lián)系，以及這些單元功能、失效模式對(duì)系統(tǒng)的影響。系統(tǒng)的最基本類型為串聯(lián)系統(tǒng)和并聯(lián)系統(tǒng)兩種類型。如果系統(tǒng)中任何一個(gè)單元失效，系統(tǒng)就失效，或者系統(tǒng)中每個(gè)單元都正常工作，系統(tǒng)才能完成其規(guī)定的功能，那么稱這個(gè)系統(tǒng)為串聯(lián)系統(tǒng)。只有當(dāng)所有的單元都失效，系統(tǒng)才喪失其規(guī)定的功能，或者只要有一個(gè)單元正常工作，

3、系統(tǒng)就能完成其規(guī)定的功能，這種系統(tǒng)稱為并聯(lián)系統(tǒng)。可靠性框圖使水流出系統(tǒng)屬串聯(lián)系統(tǒng)，使水關(guān)閉系統(tǒng)屬并聯(lián)系統(tǒng)。并—串聯(lián)系統(tǒng)框圖串--并聯(lián)系統(tǒng)框圖2、串聯(lián)系統(tǒng)由n個(gè)單元組成的串聯(lián)系統(tǒng)表示當(dāng)這n個(gè)單元都正常工作時(shí)，系統(tǒng)才正常工作，換句話說(shuō)，當(dāng)系統(tǒng)任一單元失效時(shí)，就引起系統(tǒng)失效。串聯(lián)系統(tǒng)任一單元失效時(shí)，就引起系統(tǒng)失效，其失效是和事件，串聯(lián)單元每一個(gè)可靠時(shí)系統(tǒng)才能可靠，是積事件。串聯(lián)系統(tǒng)可靠度是組成該系統(tǒng)的各獨(dú)立單元可靠度的乘積。串聯(lián)系統(tǒng)可靠度計(jì)算如下串聯(lián)系統(tǒng)失效率計(jì)算如下：λi(t)是第i個(gè)單元的失效率當(dāng)串聯(lián)系統(tǒng)由兩個(gè)單元構(gòu)成時(shí)失效

4、率為：nλ(1)串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度低于該系統(tǒng)的每個(gè)單元的可靠度，且隨著串聯(lián)單元數(shù)量的增大而迅速降低；(2)串聯(lián)系統(tǒng)的失效率大于該系統(tǒng)的各單元的失效率；(3)串聯(lián)系統(tǒng)的各單元壽命服從指數(shù)分布，該系統(tǒng)壽命也服從指數(shù)分布。串聯(lián)的單元數(shù)越多，系統(tǒng)的可靠度越低。因此，要提高系統(tǒng)的可靠度，必須減少系統(tǒng)中的單元數(shù)或提高系統(tǒng)中最低的單元可靠度，即提高系統(tǒng)中薄弱單元的可靠度。串聯(lián)系統(tǒng)的特征：提高系統(tǒng)可靠性方法3、并聯(lián)系統(tǒng)由n個(gè)單元組成的并聯(lián)系統(tǒng)表示當(dāng)這n個(gè)單元都失效時(shí)，系統(tǒng)才失效，換句話說(shuō)，當(dāng)系統(tǒng)的任一單元正常工作時(shí)，系統(tǒng)正常工作。并聯(lián)系統(tǒng)所

5、有單元均不可靠時(shí)，才會(huì)引起系統(tǒng)不可靠，其不可靠是積事件。并聯(lián)系統(tǒng)不可靠度是組成該系統(tǒng)的各獨(dú)立單元不可靠度的乘積。并聯(lián)系統(tǒng)不可靠度(累積失效概率)計(jì)算如下并聯(lián)系統(tǒng)可靠度計(jì)算如下(1)并聯(lián)系統(tǒng)的失效概率低于各單元的失效概率；(2)并聯(lián)系統(tǒng)的可靠度高于各單元的可靠度；(3)并聯(lián)系統(tǒng)的平均壽命高于各單元的平均壽命。這說(shuō)明，通過(guò)并聯(lián)可以提高系統(tǒng)的可靠度；(4)并聯(lián)系統(tǒng)的各單元服從指數(shù)壽命分布，該系統(tǒng)不再服從指數(shù)壽命分布。并聯(lián)系統(tǒng)的特征并聯(lián)與串聯(lián)對(duì)比圖R(t)t習(xí)題16:現(xiàn)有n個(gè)相同的元件，其壽命為F(t)=1-e-λt，組成并聯(lián)系統(tǒng)

6、，試求該系統(tǒng)的故障率。習(xí)題17:假設(shè)一串聯(lián)系統(tǒng)由n個(gè)MTTF=1000h(指數(shù)分布)的相同元件組成，試求當(dāng)n=1,n=2,n=3,n=5,n=10時(shí)，系統(tǒng)的MTTF，并畫出元件個(gè)數(shù)與平均壽命的關(guān)系圖。習(xí)題16:現(xiàn)有n個(gè)相同的單元，其壽命不可靠度函數(shù)為F(t)=1-e-λt，組成并聯(lián)系統(tǒng)，試求系統(tǒng)的故障率。習(xí)題17:假設(shè)一串聯(lián)系統(tǒng)由n個(gè)MTTF=1000h(指數(shù)分布)的相同元件組成，試求當(dāng)n=1,n=2,n=3,n=5,n=10時(shí)，系統(tǒng)的MTTF，并畫出元件個(gè)數(shù)與平均壽命的關(guān)系圖。4、m/n(G)表決系統(tǒng)n中取m系統(tǒng)是指由n

7、個(gè)單元組成的系統(tǒng)中，至少有m個(gè)單元正常工作系統(tǒng)才正常工作，記為m/n(G)。為n中取m表決系統(tǒng)。(1)2/3(G)表決系統(tǒng)2指數(shù)分布2/3表決系統(tǒng)MATLAB模擬分析2/3表決系統(tǒng)與單個(gè)元件可靠度相交的點(diǎn)的時(shí)間：t=[ln(0.5)]/λ=13.8629交點(diǎn)為中位壽命2/3表決系統(tǒng)模擬分析t=693.15h后2/3表決系統(tǒng)可靠度開(kāi)始小于單個(gè)元件的可靠度?？煽啃詳?shù)值模擬2/3表決系統(tǒng)特征(1)相同條件下，2/3表決系統(tǒng)的可靠度高于兩個(gè)或三個(gè)單元組成的串聯(lián)系統(tǒng)，低于兩個(gè)或三個(gè)單元組成的并聯(lián)系統(tǒng)。(2)相同條件下，2/3表決系統(tǒng)

8、的平均壽命為一個(gè)單元的平均壽命的5/6倍，低于一個(gè)單元的平均壽命。(3)指數(shù)分布的相同元件組成的2/3表決系統(tǒng)與一個(gè)單元組成的系統(tǒng)相比：(a)兩個(gè)系統(tǒng)的中位壽命相同；(b)當(dāng)可靠水平r小于0.5時(shí)，一個(gè)單元系統(tǒng)的可靠壽命高于2/3(G)表決系統(tǒng)的可靠壽命；(c)當(dāng)可靠水平r大于0.5時(shí)，2/3(G)表決