1、CHONGQING COLLEGE OF ELECTRONIC ENGINEERINGISASK目文檔項(xiàng)目：產(chǎn)品可靠性分析系部：軟件工程系專業(yè)：NIIT班級(jí)：軟件1010姓名學(xué)號(hào)王小燕2010180646楊英2010180656指導(dǎo)老師：廖玉霞裝訂日期：2012/6/17目錄目錄2產(chǎn)品可靠性分析 5摘要51、產(chǎn)品可靠性分析的背景及意義 61.1、 可靠性分析的背景 61.2、 可靠性分析的意義 81.2.1、 滿足現(xiàn)代技術(shù)和生產(chǎn)的需要 81.2.2、 獲得高的經(jīng)濟(jì)效益 81.2.3、 提高競(jìng)爭(zhēng)能力 92、可靠性建模 92.1、 可靠性建模的概述 92.2、 典型的可靠性模型 102.2.1、

2、串聯(lián)模型 102.2.2、 并聯(lián)模型 112.2.3、 r/n 表決模型1 22.2.4、 旁聯(lián)模型 132.2.5、 小結(jié) 143、可靠性分配 151.1、 可靠性分配概述 151.3、 可靠性分配理論與現(xiàn)狀 161.4、 可靠性分配方法分類 181.4.1、 快速分配法 181.4.2、 等分法 181.4.3、 基于故障率的分配方法 181.4.4、 基于危險(xiǎn)因子和復(fù)雜性因子的分配方法 191.4.5、 、AHP (Analytic Hierarchy Process) 1.9.1.4.6、 、基于故障樹的分配方法 194、 FMECA204.1、 故障模式影響分析 204.2、 危害性

3、分析 224.3、 實(shí)施FMECAS注意的問(wèn)題234.3.1、 明確分析對(duì)象 234.3.2、 時(shí)間性 234.3.3、 層次性 235、 FTA 2.55.1、 FTA概述255.2、 故障樹分析法的產(chǎn)生與特點(diǎn) 275.2.1、 故障樹分析法的產(chǎn)生 275.2.2、 故障樹分析法的特點(diǎn) 285.3、 故障樹的構(gòu)成和頂端事件的選取 295.4、故障樹分析的基本程序 296、總結(jié) 30參考文獻(xiàn)32產(chǎn)品可靠性分析摘要隨著時(shí)代的發(fā)展，可靠性分析已形成一個(gè)專門的學(xué)科。為了設(shè)計(jì)、 分析和評(píng)價(jià)一個(gè)系統(tǒng)的可靠性，就必須明確系統(tǒng)和它所有的子系統(tǒng)、組件和部件的關(guān)系，定量分配、估算和評(píng)價(jià)產(chǎn)品可靠性。 而觸發(fā)了可靠

4、性建模和可靠性分配的產(chǎn)生。故障模式影響及危害性分析（FMECA運(yùn)用歸納的方法系統(tǒng)地分析產(chǎn)品設(shè)計(jì)可能存在的每一種故障模式及其產(chǎn)生的后果和危害的程度，按每一故障模式的嚴(yán)重程度及該故障模式發(fā)生的概率所發(fā)生的綜合影響對(duì)系統(tǒng)中的產(chǎn)品劃等分類，從而全面評(píng)價(jià)系統(tǒng)中各種可能出現(xiàn)的產(chǎn)品故障的影響。故障樹分析法（FTA） ，是提高系統(tǒng)可靠性的一種設(shè)計(jì)分析方法。可靠性建模、可靠性分配、故障模式影響及危害性分析、故障樹分析法等共同構(gòu)成了可靠性分析。關(guān)鍵字：可靠性，建模，分配，分析。1、產(chǎn)品可靠性分析的背景及意義1.1 、可靠性分析的背景可靠性的提出至今已經(jīng)60 多年了， 它的發(fā)展可以分為三個(gè)階段：上個(gè)世紀(jì)30-40

5、年代為初期發(fā)展階段，這一時(shí)期經(jīng)歷了兩次世界大戰(zhàn)，戰(zhàn)爭(zhēng)中運(yùn)輸工具和武器裝備的大比例因“意外事故 ”而失效，使得人們注意到并開始研究這些“意外事故 ”發(fā)生規(guī)律，這就是可靠性問(wèn)題的提出。到第二次世界大戰(zhàn)末期，德國(guó)火箭專家R.Lussen首次把V-II火箭誘導(dǎo)裝置作為串聯(lián)系統(tǒng)，利用概率乘法，求出其可靠度為75%, 標(biāo)志著對(duì)系統(tǒng)可靠性研究的開始。第二階段：50-60 年代可靠性技術(shù)發(fā)展形成階段。這一時(shí)期世界上不少發(fā)達(dá)國(guó)家都注意到產(chǎn)品可靠性問(wèn)題，并對(duì)可靠性問(wèn)題進(jìn)行了深入的研究，大體上確定了可靠性研究的理論基礎(chǔ)以及研究方向。1952 年， 美國(guó)軍事部門、工業(yè)部門和有關(guān)學(xué)術(shù)部門聯(lián)合成立了“電子設(shè)備可靠性咨詢組

6、 ” AGREE(AdvisoryGroup on Reliability ofElectronic Equipment)。并于1975年提出了軍用電子設(shè)備可靠性報(bào)告 。該報(bào)告首次比較完整的闡述了可靠性的理論及研究方向，從此可靠性研究的方向大體被確定下來(lái)。1954 年，美國(guó)召開了第一次可靠性和管理學(xué)術(shù)會(huì)議。1962 年，又召開了第一屆可靠性與可維修性學(xué)術(shù)會(huì)議及第一屆設(shè)備故障物理學(xué)術(shù)會(huì)議。將對(duì)可靠性的研究發(fā)展到對(duì)可維修性的研究，進(jìn)而深入到研究產(chǎn)品故障的機(jī)理方面。60 年代以后美國(guó)大約40%的大學(xué)開設(shè)了可靠性工程課程。日本是在1956 年從美國(guó)引進(jìn)可靠性技術(shù)的。1958年日本科技聯(lián)盟(JUSE成立

7、了可靠性研究委員會(huì)，1971年日本召開了第一屆可靠性學(xué)術(shù)會(huì)議。日本雖然開展可靠性工作較晚， 但其注意將可靠性技術(shù)推廣運(yùn)用到民用工業(yè)部門，取得了很大的成功，大大提高了其產(chǎn)品的可靠度，使其高可靠性產(chǎn)品，如汽車、彩電、冰箱、收錄機(jī)、照相機(jī)等暢銷全世界，也正是日本人率先預(yù)見到今后產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)在與可靠性。英國(guó)1962年出版了可靠性與微電子學(xué)雜志。同時(shí)法國(guó)國(guó)立通訊研究所也成立了“可靠性中心：，進(jìn)行可靠性數(shù)據(jù)的收據(jù)與分析，并于 1963 年出版了可靠性雜志。前蘇聯(lián)從1950 年起開始注意到可靠性問(wèn)題并開始對(duì)可靠性理論及運(yùn)用進(jìn)行研究。60 年代初開始從技術(shù)上、組織上采取措施，提高產(chǎn)品可靠性，促進(jìn)了可靠性技術(shù)的發(fā)展

8、。第三階段為70 年代以后。這一階段是可靠性進(jìn)一步發(fā)展的國(guó)際化時(shí)代。可靠性引起國(guó)際的高度重視。1977 年國(guó)際電子技術(shù)委員會(huì)(IEC)設(shè)立了可靠性與可維修性技術(shù)委員會(huì)，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各國(guó)的可靠性用語(yǔ)及定義、可靠性管理、數(shù)據(jù)的收集等。可靠性研究已經(jīng)由電子、航空、宇航、核能等尖端工業(yè)部門擴(kuò)展到電機(jī)與電力系統(tǒng)、機(jī)械、動(dòng)力、土木等一般產(chǎn)業(yè)部門，擴(kuò)展到工業(yè)產(chǎn)品的各個(gè)領(lǐng)域。當(dāng)今，提高產(chǎn)品的可靠性已經(jīng)成為提高產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。在全球化的趨勢(shì)下，只是那些高可靠性的產(chǎn)品和企業(yè)才能在日趨激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中幸存下來(lái)。 不僅如此，現(xiàn)在國(guó)外還把對(duì)可靠性的研究工作提高到節(jié)約資源和能源的高度來(lái)認(rèn)識(shí)，力求通過(guò)可靠性研究來(lái)延長(zhǎng)使用期，通

9、過(guò)有效的可靠性分析、設(shè)計(jì)達(dá)到有效利用材料、減少工時(shí)和產(chǎn)品輕便化。1.2 、可靠性分析的意義1.2.1、 滿足現(xiàn)代技術(shù)和生產(chǎn)的需要現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展特點(diǎn)之一是自動(dòng)化水平不斷提高。一條自動(dòng)化生產(chǎn)線是由許多零部件組成，生產(chǎn)線上一臺(tái)設(shè)備出了故障，則會(huì)導(dǎo)致整條線停產(chǎn)，這就要求組成線上的產(chǎn)品要有高可靠性，上邊提到的Appolo 宇宙飛船正是由于高可靠性，才一舉順利完成登月計(jì)劃。現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的另一特點(diǎn)設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，組成設(shè)備的零件多，其中一個(gè)零件發(fā)生故障會(huì)導(dǎo)致整機(jī)失效。如1986 年美國(guó) “挑戰(zhàn)者 ”號(hào)航天飛機(jī)就是因?yàn)榛鸺破鲀?nèi)橡膠密封圈因溫度低而失效，導(dǎo)致航天飛機(jī)爆炸和七名宇航員遇難及重大經(jīng)濟(jì)損失。

10、由此可見，只有高可靠性產(chǎn)品才能滿足現(xiàn)代技術(shù)和生產(chǎn)的需要。1.2.2、 獲得高的經(jīng)濟(jì)效益提高產(chǎn)品可靠性可獲得很高的經(jīng)濟(jì)效益。如美國(guó)西屋公司為提高某產(chǎn)品的可靠性，曾作了一次全面審查，結(jié)果是所得經(jīng)濟(jì)效益是為提高可靠性所花費(fèi)用的100 倍。 另外， 產(chǎn)品的可靠性水平提高了還可大大減少設(shè)備的維修費(fèi)用。1961 年美國(guó)國(guó)防部預(yù)算中至少有25%用于維修費(fèi)用。蘇聯(lián)過(guò)去有資料統(tǒng)計(jì)，在產(chǎn)品壽命期內(nèi)下列產(chǎn)品的維修費(fèi)用與購(gòu)置費(fèi)用之比為：飛機(jī)為5 倍，汽車為6 倍，機(jī)床為8 倍，軍事裝置為 10 倍，可見提高產(chǎn)品可靠性水平會(huì)大大降低維修費(fèi)用，從而提高經(jīng)濟(jì)效益。1.2.3、 提高競(jìng)爭(zhēng)能力只有產(chǎn)品可靠性提高了，才能提高產(chǎn)品

11、的信譽(yù)，增強(qiáng)日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。日本的汽車曾一度因可靠性差，在美國(guó)造成大量退貨，幾乎失去了美國(guó)市場(chǎng)。日本總結(jié)了經(jīng)驗(yàn)，提高了汽車可靠性水平，因此使日本汽車在世界市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)力很強(qiáng)。中國(guó)實(shí)行改革、開放的國(guó)策，現(xiàn)又面臨加入 WTO,挑戰(zhàn)是嚴(yán)峻的。我們面臨的是世界發(fā)達(dá)國(guó)家的競(jìng)爭(zhēng)， 如果我們的產(chǎn)品有高的可靠性，那就能打入激烈競(jìng)爭(zhēng)的世界市場(chǎng)，從而獲得巨大經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)民族工業(yè)的發(fā)展；相反，則會(huì)被別國(guó)擠出市場(chǎng)，甚至失去部分國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，由此可見生產(chǎn)高可靠性的產(chǎn)品的重要性。2、可靠性建模2.1 、可靠性建模的概述用于定量分配、估算和評(píng)價(jià)產(chǎn)品可靠性的一種數(shù)學(xué)模型叫“可靠性模型” 。 可靠性模型包括可靠性方框圖和可

12、靠性數(shù)學(xué)模型二項(xiàng)內(nèi)容。可靠性方框圖與產(chǎn)品的工作原理圖相協(xié)調(diào)。產(chǎn)品的工作原理圖表示產(chǎn)品各單元之間的物理關(guān)系，而可靠性方框圖表示產(chǎn)品各單元之間的功能邏輯關(guān)系，兩者不能混淆。產(chǎn)品的可靠性數(shù)學(xué)模型是定量描述產(chǎn)品可靠性的各種參數(shù)，如: 失效率入、可靠度R(t)、平均故障間隔時(shí)間MTBF等。入是指產(chǎn)品的故障總數(shù)與工作時(shí)間和壽命單位總數(shù)之比。R(t)表示產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的概 率。MTBF表示產(chǎn)品的總工作時(shí)間與發(fā)生的故障次數(shù)之比。對(duì)于壽命服從指數(shù)分布的電子產(chǎn)品，MTBF=/入。2.2 、典型的可靠性模型典型的可靠性模型有四種：串聯(lián)模型，并聯(lián)模型，r/n表決模型和旁聯(lián)模型。設(shè)產(chǎn)品由n

13、個(gè)單元組成，各單元壽命服從指數(shù)分布，產(chǎn)品和各單 元失效率分別為入s和入i ,平均故障間隔時(shí)間分別為 MTBFs=1/后和 MTBFi=m,可靠度分別為 Rs(t) =e-s t和 Ri (t)=e-*t, i=1, 2,n, t為產(chǎn)品的工作時(shí)間。2.2.1、 串聯(lián)模型串聯(lián)模型是指組成產(chǎn)品的所有單元中任一單元失效都會(huì)導(dǎo)致整 個(gè)產(chǎn)品失效的模型。可靠性方框圖-11_ 2_In數(shù)學(xué)模型r Rs(t)=F1(t) R2(t) n(t)=e-(稠"+) 二e-例；j?S=九1+九2 +乜nMTBFS=1/為=下(1/MTBFi + 1/MTBF2+- +1/MTBFn )若 *.i=?_2=九n

14、=?.(MTBR=MTBF2= =MTBFn=MTBF則S?s= n 九MTBFs= MTBF /n2.2.2、 弁聯(lián)模型并聯(lián)模型是指組成產(chǎn)品的所有單元都失效時(shí)產(chǎn)品才失效的模型為工作儲(chǔ)備模型。可靠性方框圖數(shù)學(xué)模型nRs(t)=1-Tl1- e-"i=1若 九 1=?2=. =九口=九(MTBF1 =MTBE=. . =MTBE=MTBF).k = N (1+W2+-+1/n)1 MTBFS = MTBF (1 + 1/2+ +1/n )當(dāng)n = 2時(shí)，就是通訊系統(tǒng)廣泛采用的雙備份r %=X1.51MTB凡=1.5MTBF即雙備份系統(tǒng)的MTBF是無(wú)備份的1.5倍，失效率是無(wú)冗余的 0.

15、667。換句話說(shuō)，如果可靠性分配給某一個(gè)環(huán)節(jié)的失效率為入，則用 失效率為1.5入的單元采用雙備份系統(tǒng)也能滿足要求，即用可靠性不 高的單元實(shí)現(xiàn)了高可靠性的系統(tǒng)。2.2.3、 r/n表決模型r/n表決模型一一組成產(chǎn)品的n個(gè)單元中，至少有個(gè)正常，產(chǎn) 品才能正常工作的模型，為工作儲(chǔ)備模型。可靠性方框圖r/n數(shù)學(xué)模型nRs(t)出i e-加 丫中-e-貓 t n-i,Cn= n!/r!(n-r)!i=r若 ?,i=?1.2=.=n= ( MTBFi=MTBE= =MTBE=MTBF) k = N (1/ r + , ,+1/n) MTBFs = MTBF (1/r+ - +1/n)顯然，當(dāng)r=n時(shí)，演變

16、為串聯(lián)模型。 當(dāng)r=1時(shí)，演變?yōu)椴⒙?lián)模型。2.2.4、 旁聯(lián)模型旁聯(lián)模型一一組成產(chǎn)品的n個(gè)單元中只有一個(gè)單元工作，當(dāng)工作 單元失效時(shí)通過(guò)失效監(jiān)測(cè)及轉(zhuǎn)換裝置接到另一個(gè)單元進(jìn)行工作的模型，為非工作儲(chǔ)備模型可靠性方框圖數(shù)學(xué)模型nn k BitRs(t)直n-i=1k=1'k- ' ik二i若 九1=九2=一叫=九(MTBE=MTB2=MTB鏟MTBF),監(jiān)測(cè)及轉(zhuǎn)換裝置可靠度為1l?s= h/njMTBFS= n MTBF2.2.5、 小結(jié)若 K產(chǎn)九2=“=，, (MTBFMTBF vMTBFfMTBF),貝u(1)串聯(lián)模型C?s = n 九MTBFs= MTBF /n并聯(lián)模型r k

17、= N (1+1/2+- +1/n)IMTBFs = MTBF(1 + 1/2+1/n)r/n模型J k = N (1/ r + , , + 1/n )MTBFs = MTBF (1/r+ - +1/n)旁聯(lián)模型2s =九/nmMTBFs= n MTBF3、可靠性分配1.1、 、可靠性分配概述可靠性分配是可靠性設(shè)計(jì)的重要任務(wù)之一，是把系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)書中規(guī)定的可靠性指標(biāo)，由上到下、由大到小、由整體到局部，按一定的分配方法分配給組成該系統(tǒng)的分系統(tǒng)、設(shè)備及元件。通過(guò)可靠性指標(biāo)的分配，可以從技術(shù)、人力、時(shí)間、資源各個(gè)方面分析各部分指標(biāo)實(shí)現(xiàn)的難易情況，從而使系統(tǒng)各層次的設(shè)計(jì)人員明確各自的設(shè)計(jì)目標(biāo)，為指標(biāo)監(jiān)

18、控和采取改進(jìn)措施提供依據(jù)。對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，為使可靠性分配方案更為合理，要綜合考慮系統(tǒng)各組成單元間在重要度、復(fù)雜度、技術(shù)發(fā)展水平、工作時(shí)間和環(huán)境條件等方面的不同，進(jìn)行可靠性優(yōu)化分配的實(shí)質(zhì)就是綜合以上各方面因素，在一定的分配原則下，得到合理的可靠性分配值的優(yōu)化解。1.2、 可靠性分配的定義所謂系統(tǒng)可靠性分配就是要求系統(tǒng)在定義體系結(jié)構(gòu)的時(shí)候，設(shè)法將系統(tǒng)分解成部件（子系統(tǒng)或模塊）， 并且為了保證各部件的設(shè)計(jì)時(shí)間、難度、風(fēng)險(xiǎn)大致相等，必須根據(jù)系統(tǒng)可靠性要求，確定各模塊的可靠性，以保證使得系統(tǒng)開發(fā)費(fèi)最低。從可靠性分配的定義可以看出，可靠性分配要求在系統(tǒng)生存周期 的定義階段就進(jìn)行，即在系統(tǒng)的可行性論證、需求

19、分析、初步設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)階段進(jìn)行。隨著系統(tǒng)設(shè)計(jì)的深入，我們可以得到更多的相關(guān)信息， 從而使可靠性分配結(jié)果也越來(lái)越趨向合理。比如在可行性論證階段， 因?yàn)榇藭r(shí)系統(tǒng)的相關(guān)信息較少，所以我們可以根據(jù)類似產(chǎn)品運(yùn)用類比法進(jìn)行可靠性初步分配;而到詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，由于可以獲得系統(tǒng)復(fù)雜性、操作剖面等一些信息，我們就可以用更好的分配方法（如基于操作剖面的可靠性分配法）使結(jié)果更加精確。事實(shí)上，可靠性分配還可以在開發(fā)階段根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。目前， 幾乎所有的可靠性模型都用于測(cè)試操作階段，是在完成產(chǎn)品開發(fā)初始階段后用來(lái)估計(jì)系統(tǒng)可靠性的模型，也就是說(shuō)至少要在完成定義階段后才能被使用。這些模型共同回答了這樣一個(gè)問(wèn)題： “這系統(tǒng)

20、有多可靠”。 模型的使用依賴于在系統(tǒng)初始階段的分析和設(shè)計(jì)，因此，它們幾乎對(duì)系統(tǒng)工程的設(shè)計(jì)、計(jì)劃階段沒(méi)有產(chǎn)生任何影響。可靠性分配模型是用來(lái)回答這樣一個(gè)問(wèn)題： “系統(tǒng)應(yīng)該有多可靠”。 系統(tǒng)可靠性分配在計(jì)劃、設(shè)計(jì)階段為不同的產(chǎn)品部件在時(shí)間及工作量的分配上提供了指導(dǎo)， 為開發(fā)管理提供了有效的控制工具并且把可靠性設(shè)計(jì)融入到系統(tǒng)之中，因此， 這個(gè)階段對(duì)系統(tǒng)后來(lái)的可靠性的影響是非常關(guān)鍵的。1.3、 可靠性分配理論與現(xiàn)狀系統(tǒng)可靠性分配與系統(tǒng)可靠性工程中的另外兩項(xiàng)工作可靠性的預(yù)計(jì)、 評(píng)價(jià)組成了整個(gè)系統(tǒng)可靠性的主要工作。以前系統(tǒng)可靠性研究的主要目的是評(píng)價(jià)和度量系統(tǒng)的可靠性和對(duì)系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行預(yù)測(cè)。可靠性的預(yù)計(jì)、評(píng)

21、價(jià)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，已經(jīng)形成了一套相對(duì)較為成熟的理論，而系統(tǒng)可靠性分配研究是在近些年才發(fā)展起來(lái)的研究工作， 所以系統(tǒng)可靠性分配相對(duì)于可靠性的評(píng)價(jià)和度量技術(shù)還顯得不夠 成熟，還有待進(jìn)一步完善。從國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r來(lái)看，國(guó)內(nèi)較國(guó)外相對(duì)落后。目前，國(guó)外的系統(tǒng)工程界人士，如Musa、 Fran 等人己在影響可靠性分配的因素如操作剖面、收集歷史數(shù)據(jù)的特性等方面有了一定的研究。Fatemehzahedi MaryE.Helander等人也提出了一些可靠性分配方法并建立了相應(yīng)的可靠性分配模型。這些工作和方法總的特點(diǎn)是它們是在與實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合的基礎(chǔ)上被提出來(lái)，具有較強(qiáng)的應(yīng)用針對(duì)性，但同時(shí)也存在著模型使用范圍受

22、到限制的缺陷。由于系統(tǒng)的復(fù)雜性，影響系統(tǒng)系統(tǒng)可靠性的因素眾多且不確定，而它們又是應(yīng)用分配方法的關(guān)鍵， 所以國(guó)外的可靠性分配的研究領(lǐng)域還在不斷的發(fā)展和完善之中。在國(guó)內(nèi)， 徐仁佐、 楊曉青等專家也開展了相應(yīng)的可靠性分配研究工作， 如面向多用戶的模塊化系統(tǒng)系統(tǒng)的可靠性分配、系統(tǒng)可靠性指標(biāo)分配的故障樹分析法等在理論上都具有一定的創(chuàng)新性。但是由于國(guó)內(nèi)系統(tǒng)業(yè)發(fā)展起步較晚，這方面工作還沒(méi)有得到充分的重視，可靠性分配方法和模型方面的研究較國(guó)外相對(duì)要少。一些方法因?yàn)橥瑢?shí)際工程結(jié)合獲得的經(jīng)驗(yàn)較少，還缺乏在實(shí)際工程中的檢驗(yàn)。由于系統(tǒng)工程是一個(gè)非常復(fù)雜的領(lǐng)域，而且系統(tǒng)的生產(chǎn)過(guò)程豐富多彩，因此到目前為止，己提出的許多可

23、靠性分配模型，如同其它評(píng)價(jià)、 預(yù)測(cè)系統(tǒng)可靠性模型一樣，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)并沒(méi)有一個(gè)普遍適用的分配模型。這些模型根據(jù)不同的影響因素，從不同的角度來(lái)建立，會(huì)產(chǎn)生一些分配模型對(duì)產(chǎn)品1 比較適合，而對(duì)產(chǎn)品2 并不適用的情況，也即沒(méi)有在所有情況下都優(yōu)秀的單個(gè)模型，因此有必要為實(shí)踐者建立關(guān)于如何選擇的標(biāo)準(zhǔn)。1.4、 可靠性分配方法分類目前， 對(duì)于硬件可靠性的分配己有許多成熟的技術(shù)可以應(yīng)用，但是對(duì)于如何進(jìn)行系統(tǒng)可靠性的分配，相關(guān)的文獻(xiàn)資料和技術(shù)報(bào)告不多見，特別是在軍用系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用方面，還在不斷摸索。下面簡(jiǎn)要列出已有的各種方法與技術(shù)及其優(yōu)缺點(diǎn)：1.4.1、 快速分配法是借鑒功能類似的舊系統(tǒng)或舊模塊的可靠性數(shù)據(jù)進(jìn)行可靠

24、性分配， 該方法方便實(shí)用，需要有可借鑒的系統(tǒng)或模塊的可靠性指標(biāo)數(shù)據(jù)，對(duì)于新開發(fā)的系統(tǒng)，如沒(méi)有參考數(shù)據(jù)，則此方法無(wú)法應(yīng)用。1.4.2、 等分法可用于順序或并行執(zhí)行的系統(tǒng)，優(yōu)點(diǎn)是它非常簡(jiǎn)單，但是它沒(méi)有考慮各模塊之間的不同屬性，如重要性、復(fù)雜性等的不同，只是單純的平均分配，對(duì)于那些需要精確分配各部件可靠性指標(biāo)的系統(tǒng)則無(wú)法采用。1.4.3、 基于故障率的分配方法先根據(jù)一種系統(tǒng)可靠性模型對(duì)系統(tǒng)在交付時(shí)的故障率進(jìn)行估計(jì)，然后根據(jù)估計(jì)出的結(jié)果將故障率指標(biāo)按一定的比例分配到各個(gè)模塊中， 但是估計(jì)和計(jì)算系統(tǒng)可靠性模型中各參數(shù)的值比較麻煩，且不容易找到一種合適的系統(tǒng)可靠性模型。1.4.4、 基于危險(xiǎn)因子和復(fù)雜性因

25、子的分配方法根據(jù)系統(tǒng)的危險(xiǎn)性和復(fù)雜性將故障率分配到各個(gè)模塊中去，過(guò)程比較簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是危險(xiǎn)性因子的估計(jì)帶有一定主觀因素，復(fù)雜性因子的確定往往不容易得到。1.4.5、 、 AHP (Analytic Hierarchy Process)AHP 是一種基于功能概圖的分配方法，它考慮了系統(tǒng)的開發(fā)成本，能在保證系統(tǒng)可靠性達(dá)到一定要求的條件下，節(jié)約開發(fā)資源，但是其算法比較復(fù)雜，而且功能概圖的確定也具有一定的主觀性，且功能概圖的最后確定不是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段就能完成的，它需要多個(gè)反復(fù)才能最后確定，但系統(tǒng)的分配指標(biāo)需要在設(shè)計(jì)階段完成。1.4.6、 、基于故障樹的分配方法這是一種全新的思路，首先提出把故障樹技術(shù)運(yùn)用

26、到可靠性分配中去，創(chuàng)建的快速分配模型具有直觀、有效、簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，并且通過(guò)圖形演繹的方法，表達(dá)了系統(tǒng)的內(nèi)部聯(lián)系及其關(guān)鍵模塊，從而有效地指導(dǎo)用戶有針對(duì)性地進(jìn)行可靠性指標(biāo)分配。但故障樹分析法要求分析研究人員對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)十分了解，增加了分析的難度。系統(tǒng)可靠性的分配方法是在近幾年才逐漸發(fā)展起來(lái)的，這些方法本身可能還存在著或多或少、程度不同的問(wèn)題。而且很多方法與系統(tǒng)可靠性的建模、預(yù)測(cè)等有著緊密關(guān)系，因此，系統(tǒng)可靠性的建模以及預(yù)測(cè)技術(shù)的好壞也將直接影響到可靠性分配結(jié)果的優(yōu)劣。所以， 在系統(tǒng)可靠性指標(biāo)分配中，采用多種技術(shù)綜合分析是十分有效的。4、 FMECAFMECA是指故障模式影響及危害性分析，故障模式影響及

27、危害性 分析 （Failure Mode, Effects and Criticality Analysis 簡(jiǎn)記為 FMECA ） 是故障模式影響分析（FMEA）和危害性分析 （Criticality Analysis, 簡(jiǎn)記為CA）的組合分析方法。4.1、 、故障模式影響分析故障模式影響分析（Failure Mode and Effects Analysis,簡(jiǎn)記為 FMEA ）是一種系統(tǒng)化的故障預(yù)想技術(shù)，它是運(yùn)用歸納的方法系統(tǒng)地分析產(chǎn)品設(shè)計(jì)可能存在的每一種故障模式及其產(chǎn)生的后果和危害的程度。通過(guò)全面分析找出設(shè)計(jì)薄弱環(huán)節(jié)，實(shí)施重點(diǎn)改進(jìn)和控制。實(shí)踐表明， 對(duì)系統(tǒng)功能可靠性要求的制定及可靠性分

28、配相對(duì)結(jié)果是可靠性分配與指標(biāo)調(diào)整的基礎(chǔ)。故障模式影響分析（FMEA）包括故障模式分析、故障原因分析 和故障影響分析。FMEA的實(shí)施一般通過(guò)填寫FMEA表格進(jìn)行。為了 劃分不同故障模式產(chǎn)生的最終影響的嚴(yán)重程度，在進(jìn)行故障影響分析之前， 一般對(duì)故障模式的后果等級(jí)進(jìn)行預(yù)定義，最終影響的嚴(yán)重程度等級(jí)又成為嚴(yán)酷度（指故障模式所產(chǎn)生的嚴(yán)重程度）類別。嚴(yán)酷度類別嚴(yán)重程度定義I級(jí)（災(zāi)難的）這是一種會(huì)引起人員死亡或系統(tǒng)毀壞的故障n級(jí)（致命的）這種故障會(huì)引起人員的嚴(yán)重傷害、重大經(jīng)濟(jì)損失或?qū)е氯蝿?wù)失敗的系統(tǒng)嚴(yán)重?fù)p壞田級(jí)（臨界的）這種故障會(huì)引起人員的輕度傷害，一定的經(jīng)濟(jì)損失或?qū)е氯蝿?wù)延誤或降級(jí)的系統(tǒng)輕度損壞IV級(jí)（輕

29、度的）這是一種不足以導(dǎo)致人員傷害、一定的經(jīng)濟(jì)損失或系統(tǒng)損壞的故障，但它會(huì)導(dǎo)致非計(jì)劃性維護(hù)。4.2、 危害性分析危害性分析（CA）的目的是按每一故障模式的嚴(yán)重程度及該故障 模式發(fā)生的概率所發(fā)生的綜合影響對(duì)系統(tǒng)中的產(chǎn)品劃等分類，以便全面評(píng)價(jià)系統(tǒng)中各種可能出現(xiàn)的產(chǎn)品故障的影響。CA是FMEA的補(bǔ)充或擴(kuò)展，只有在進(jìn)行FMEA的基礎(chǔ)上才能進(jìn)行CA CA常用的方法有 兩種，即風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)（Risk Priority Number, PRNN法和危害矩陣法， 前者主要用于汽車等民用工業(yè)領(lǐng)域， 后者主要用于航空、航天等軍用 領(lǐng)域。4.3、 實(shí)施FMECA應(yīng)注意的問(wèn)題4.3.1、 明確分析對(duì)象找出零部件所發(fā)生的故

30、障與系統(tǒng)整體故障之間的因果關(guān)系是 FMECA的工作思路，所以明確 FMECA的分析對(duì)象，并針對(duì)其應(yīng)有 的功能，找出各部件可能存在的所有故障模式，是提高 FMECA可 靠性和有效性的前提條件。4.3.2、 時(shí)間性FMEA、FMECA應(yīng)與設(shè)計(jì)工作結(jié)合進(jìn)行，在可靠性工程師的協(xié) 助下，由產(chǎn)品的設(shè)計(jì)人員來(lái)完成，貫徹詫設(shè)計(jì)、誰(shuí)分析”的原則，并且分析人員必須有公正客觀的態(tài)度，包括客觀評(píng)價(jià)與自己有關(guān) 的缺陷，理性分析缺陷的原因。 同時(shí)FMEA必須與設(shè)計(jì)工作保持同 步，尤其應(yīng)在設(shè)計(jì)的早期階段就開始進(jìn)行FMECA這將有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的薄弱環(huán)節(jié)并為安排改進(jìn)措施的先后順序提供依 據(jù)。如果在產(chǎn)品已經(jīng)設(shè)計(jì)完成并且已經(jīng)

31、投產(chǎn)以后再進(jìn)行FMEA,其實(shí)對(duì)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)意義不大。一旦分析出原因，就要迅速果斷地采 取措施，使FMEA分析的成果落到實(shí)處，而不是流于形式。4.3.3、 層次性進(jìn)行FMECA時(shí)，合理的分析層次確定，特別是初始約定層次 和最低約定層次能夠?yàn)榉治鎏峁┟鞔_的分析范圍和目標(biāo)或程度。此外，初始約定層次的劃分直接影響到分析結(jié)果嚴(yán)酷度類別的確 定。一般情況下，應(yīng)按以下原則規(guī)定最低約定層次：(1)所有可獲得分析數(shù)據(jù)的產(chǎn)品中最低的產(chǎn)品層次；(2)能導(dǎo)致災(zāi)難的(I類)或致命的(II類)故障的產(chǎn)品所在的產(chǎn)品層次；(3)定或預(yù)期需要維修的最低產(chǎn)品層次，這些產(chǎn)品可能導(dǎo)致臨 界的(III類)或輕度的(IV類)故障。(4)

32、.FMECA團(tuán)隊(duì)協(xié)作和經(jīng)驗(yàn)積累 往往FMECA都采用個(gè)人形式 進(jìn)行分析的，但是單獨(dú)工作無(wú)法克服個(gè)人知識(shí)、思維缺陷或者缺 乏客觀性。從相關(guān)領(lǐng)域選出具有代表性的個(gè)人，共同組成FMECA團(tuán)隊(duì)。通過(guò)集體的智慧，達(dá)到相互啟發(fā)和信息共享，就能夠較完 整和全面地進(jìn)行FMECA分析，大大工作效率。FMECA特別強(qiáng)調(diào)程序化、文件化，并應(yīng)對(duì)FMECA的結(jié)果進(jìn)行跟蹤與分析，以驗(yàn)證其正確性和改進(jìn)措施的有效性，將好的經(jīng)驗(yàn)寫進(jìn)企業(yè)的FMECA經(jīng)驗(yàn)反饋里，積少成多，形成一套完整的FMECA 資料，使一次次FMECA改進(jìn)的量變匯集成企業(yè)整體設(shè)計(jì)制造水平 的質(zhì)變，最終形成獨(dú)特的企業(yè)技術(shù)特色。5、 FTA5.1、 FTA 概述故

33、障樹分析法簡(jiǎn)稱FTA（Fault Tree Analysis） ，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中通過(guò)對(duì)可能造成系統(tǒng)失效的各種因素、系統(tǒng)失效原因的各種可能組合方式或其發(fā)生概率，以計(jì)算系統(tǒng)失效概率，采取相應(yīng)的糾正措施，以提高系統(tǒng)可靠性的一種設(shè)計(jì)分析方法。故障分析是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中通過(guò)對(duì)可能造成系統(tǒng)失效的各種因素（包括硬件、軟件、環(huán)境、人為因素）進(jìn)行分析，畫出邏輯框圖（失效樹），從而確定系統(tǒng)失效原因的各種可能組合方式或其發(fā)生概率，以計(jì)算系統(tǒng)失效概率，采取相應(yīng)的糾正措施，以提高系統(tǒng)可靠性的一種設(shè)計(jì)分析方法。FTA是以故障樹作為模型對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行可靠性分析的一種方法。故障樹分析把系統(tǒng)最不希望發(fā)生的故障狀態(tài)作為邏輯分析的目

34、標(biāo)，在故障樹中稱為頂事件，繼而找出導(dǎo)致這一故障狀態(tài)發(fā)生的所有可能直接原因， 在故障樹中稱為中間事件。再跟蹤找出導(dǎo)致這些中間故障事件發(fā)生的所有可能直接原因。直追尋到引起中間事件發(fā)生的全部部件狀態(tài)，在故障樹中稱為底事件。用相應(yīng)的代表符號(hào)及邏輯們把頂事件、中間事件、底事件連接成樹形邏輯圖，責(zé)成此樹形邏輯圖為故障樹。故障樹是一種特殊的倒立樹狀邏輯因果關(guān)系圖，它用事件符號(hào)、邏輯門符號(hào)和轉(zhuǎn)移符號(hào)描述系統(tǒng)中各種事件之間的因果關(guān)系。利用FTA模塊，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，通過(guò)對(duì)造成系統(tǒng)故障的各種因素（包括硬件、軟件、環(huán)境、人為因素等）進(jìn)行分析，畫出邏輯框圖（即故障樹），從而確定系統(tǒng)故障原因的各種可能組合方式及其發(fā)

35、生概率以計(jì)算系統(tǒng)故障概率，采取相應(yīng)的糾正措施，以提供系統(tǒng)可靠性的一種分析方法。它以圖形的方式表明了系統(tǒng)中失效事件和其它事件之間的相互影響，是適用于大型復(fù)雜系統(tǒng)安全性與可靠性分析的常用的有效方法。利用FTA用戶可以簡(jiǎn)單快速地建立故障樹，輸入有關(guān)參數(shù)并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行定性分析和定量分析，生成報(bào)告，最后打印輸出。5.2、 故障樹分析法的產(chǎn)生與特點(diǎn)5.2.1、 故障樹分析法的產(chǎn)生從系統(tǒng)的角度來(lái)說(shuō)，故障既有因設(shè)備中具體部件（硬件）的缺陷和性能惡化所引起的，也有因軟件，如自控裝置中的程序錯(cuò)誤等引起的。此外，還有因?yàn)椴僮魅藛T操作不當(dāng)或不經(jīng)心而引起的損壞故障。20 世紀(jì) 60 年代初，隨著載人宇航飛行，洲際導(dǎo)彈的發(fā)

36、射，以及原子能、 核電站的應(yīng)用等尖端和軍事科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，都需要對(duì)一些極為復(fù)雜的系統(tǒng)，做出有效的可靠性與安全性評(píng)價(jià)；故障樹分析法就是在這種情況下產(chǎn)生的。故障樹分析法是1961 年為可靠性及安全情況，由美國(guó)貝爾電話研究室的華特先生首先提出的。其后，在航空和航天的設(shè)計(jì)、維修，原子反應(yīng)堆、大型設(shè)備以及大型電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。目前，故障樹分析法雖還處在不斷完善的發(fā)展階段，但其應(yīng)用范圍正在不斷擴(kuò)大，是一種很有前途的故障分析法。5.2.2、 故障樹分析法的特點(diǎn)它是一種從系統(tǒng)到部件，再到零件，按“下降形”分析的方法。它從系統(tǒng)開始，通過(guò)由邏輯符號(hào)繪制出的一個(gè)逐漸展開成樹狀的分枝圖，來(lái)分析故障事件

37、（又稱頂端事件）發(fā)生的概率。同時(shí)也可以用來(lái)分析零件、部件或子系統(tǒng)故障對(duì)系統(tǒng)故障的影響，其中包括人為因素和環(huán)境條件等在內(nèi)。它對(duì)系統(tǒng)故障不但可以做定性的而且還可以做定量的分析；不僅可以分析由單一構(gòu)件所引起的系統(tǒng)故障，而且也可以分析多個(gè)構(gòu)件不同模式故障而產(chǎn)生的系統(tǒng)故障情況。因?yàn)楣收蠘浞治龇ㄊ褂玫氖且粋€(gè)邏輯圖， 因此， 不論是設(shè)計(jì)人員或是使用和維修人員都容易掌握和運(yùn)用，并且由它可派生出其他專門用途的“樹”。 例如，可以繪制出專用于研究維修問(wèn)題的維修樹，用于研究經(jīng)濟(jì)效益及方案比較的決策樹等。由于故障樹是一種邏輯門所構(gòu)成的邏輯圖，因此適合于用電子計(jì)算機(jī)來(lái)計(jì)算；而且對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)的故障樹的構(gòu)成和分析，也只有在應(yīng)用計(jì)算機(jī)的條件下才能實(shí)現(xiàn)。顯然， 故障樹分析法也存在一些缺點(diǎn)。其中主要是構(gòu)造故障樹的多余量相當(dāng)繁重，難度也較大，對(duì)分析人員的要求也較高，因而限制了它的推廣和普及。在構(gòu)造故障樹時(shí)要運(yùn)用邏輯運(yùn)算，在其未被一般分