可靠性进阶分享|可靠性分配方法

2.可靠性分配原则

通常分配应考虑下列原则：

（1）技术水平。对技术成熟的单元，能够保证实现较高的可靠性，或预期投入使用时可靠性可有把握地增长到较高水平，则可分配给较高的可靠度。

（2）复杂程度。对较简单的单元，组成该单元零部件数量少，组装容易保证质量或故障后易于修复，则可分配给较高的可靠度。

（3）重要程度。对重要的单元，该单元失效将产生严重的后果，或该单元失效常会导致全系统失效，则应分配给较高的可靠度。

（4）任务情况。对整个任务时间内均需连续工作以及工作条件严酷，难以保证很高可靠性的单元，则应分配给较低的可靠度。

此外，一般还要受费用、重量、尺寸等条件的约束。总之，最终都是力求以最小的代价来达到系统可靠性的要求。

为了问题的简化，一般均假定各单元的故障均互相独立。由于R=1-F，对指数分布，当F不大时，F≈λt,因此可靠性分配可按情况将系统可靠度Rs分配给各i单元Ri,当Fs很小时可将不可靠度Fs分配给各i单元Fi,或者将系统的失效率λa

本方法用于设计初期，对各单元可靠性资料掌握很少，故假定各单元条件相同。

a.串联系统如图1所示

图1串联系统可靠性框图

式中：Rs--系统要求的可靠度；

    Ri--第i单元分配得的可靠度；

    n--串联单元数。

b.并联系统如图2所示

图2并联系统可靠性框图

式中:F--系统要求的不可靠度；

         Fi--第i单元分配得的不可靠度；

         Rs--系统要求的可靠度；

         n--并联单元数。
c.混联系统，如图3，一般可化为等效的单元，同级等效单元分配给相同的可靠度。

图 3 混联系统

例如图中的单元可先按图c，分配得

再由图b分配得

再求图a中的

若通过预计知串联系统（可包括混联系统的等效单元）各单元的可靠度为R₁，R₂，R_n。则系统可靠度的预计值为

若规定的系统可靠度表示预计值已满足规定的要求，各单元即可分配给。

反之，若表示预计值未满足规定的要求需改进单元可靠度指标，即按规定的R_s指标进行再分配。由于提高低可靠度单元的效果显著而且常较容易，因此只将低可靠度的单元按等分配法进行再分配。为此先将各预计值由小到大次序编号，则有

当

则

用上式时由于m尚不知道，一般可暂设m进行试算。

本法用于新设计系统与原有系统基本相同，已知原有系统各单元失效概率指标或失效率，但对新设计的系统规定了新的可靠性要求，或者，根据已掌握的可靠性资料已能预计得新设计系统各单元的失效概率指标或失效率，但尚未满足新设计系统可靠性的要求。这时可取新系统分配给各单元的失效概率F_i与相应单元失效概率指标成正比，若为指数分布，则各单元分配的失效率λ_i与相应单元失效率成正比。

a.串联系统 若系统要求可靠度为R_s

当各单元寿命服从指数分布

b.并联系统，若系统要求不可靠度为F, 

当各单元寿命服从指数分布时