《系统可靠性分析》PPT课件

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1、第三章系统可靠性分析第三章系统可靠性分析所谓系统，是为了完成某一特定功能，由若干个彼此有联系而且又能相互协调工作的单元所组成的综合体。系统可以是机器、设备、部件和零件；单元也可以是机器、设备、部件和零件。系统和单元的含义是相对而言的，由研究的对象而定。系统可以分为可修复系统与不可修复系统两类。可修复系统不可修复系统技术上不能修经济上不值得修一次性使用不必修复3.1不可修复系统可靠性分析1、系统可靠性框图系统可靠性分析方法：（1）系统工程结构图系统可靠性框图（2）单元可靠性特征量系统可靠性特征量R(t),F(t),f(t),

2、λ(t),MTTF物理关系工作关系可靠性功能关系不等价3.1不可修复系统可靠性分析1、系统可靠性框图可靠性框图则是表示系统的功能与组成系统的单元之间的可靠性功能关系。建立可靠性框图首先要了解系统中每个单元的功能，各单元之间在可靠性功能上的联系，以及这些单元功能、失效模式对系统的影响。系统的最基本类型为串联系统和并联系统两种类型。如果系统中任何一个单元失效，系统就失效，或者系统中每个单元都正常工作，系统才能完成其规定的功能，那么称这个系统为串联系统。只有当所有的单元都失效，系统才丧失其规定的功能，或者只要有一个单元正常工作，

3、系统就能完成其规定的功能，这种系统称为并联系统。可靠性框图使水流出系统属串联系统，使水关闭系统属并联系统。并—串联系统框图串--并联系统框图2、串联系统由n个单元组成的串联系统表示当这n个单元都正常工作时，系统才正常工作，换句话说，当系统任一单元失效时，就引起系统失效。串联系统任一单元失效时，就引起系统失效，其失效是和事件，串联单元每一个可靠时系统才能可靠，是积事件。串联系统可靠度是组成该系统的各独立单元可靠度的乘积。串联系统可靠度计算如下串联系统失效率计算如下：λi(t)是第i个单元的失效率当串联系统由两个单元构成时失效

4、率为：nλ(1)串联系统的可靠度低于该系统的每个单元的可靠度，且随着串联单元数量的增大而迅速降低；(2)串联系统的失效率大于该系统的各单元的失效率；(3)串联系统的各单元寿命服从指数分布，该系统寿命也服从指数分布。串联的单元数越多，系统的可靠度越低。因此，要提高系统的可靠度，必须减少系统中的单元数或提高系统中最低的单元可靠度，即提高系统中薄弱单元的可靠度。串联系统的特征：提高系统可靠性方法3、并联系统由n个单元组成的并联系统表示当这n个单元都失效时，系统才失效，换句话说，当系统的任一单元正常工作时，系统正常工作。并联系统所

5、有单元均不可靠时，才会引起系统不可靠，其不可靠是积事件。并联系统不可靠度是组成该系统的各独立单元不可靠度的乘积。并联系统不可靠度(累积失效概率)计算如下并联系统可靠度计算如下(1)并联系统的失效概率低于各单元的失效概率；(2)并联系统的可靠度高于各单元的可靠度；(3)并联系统的平均寿命高于各单元的平均寿命。这说明，通过并联可以提高系统的可靠度；(4)并联系统的各单元服从指数寿命分布，该系统不再服从指数寿命分布。并联系统的特征并联与串联对比图R(t)t习题16:现有n个相同的元件，其寿命为F(t)=1-e-λt，组成并联系统

6、，试求该系统的故障率。习题17:假设一串联系统由n个MTTF=1000h(指数分布)的相同元件组成，试求当n=1,n=2,n=3,n=5,n=10时，系统的MTTF，并画出元件个数与平均寿命的关系图。习题16:现有n个相同的单元，其寿命不可靠度函数为F(t)=1-e-λt，组成并联系统，试求系统的故障率。习题17:假设一串联系统由n个MTTF=1000h(指数分布)的相同元件组成，试求当n=1,n=2,n=3,n=5,n=10时，系统的MTTF，并画出元件个数与平均寿命的关系图。4、m/n(G)表决系统n中取m系统是指由n

7、个单元组成的系统中，至少有m个单元正常工作系统才正常工作，记为m/n(G)。为n中取m表决系统。(1)2/3(G)表决系统2指数分布2/3表决系统MATLAB模拟分析2/3表决系统与单个元件可靠度相交的点的时间：t=[ln(0.5)]/λ=13.8629交点为中位寿命2/3表决系统模拟分析t=693.15h后2/3表决系统可靠度开始小于单个元件的可靠度。可靠性数值模拟2/3表决系统特征(1)相同条件下，2/3表决系统的可靠度高于两个或三个单元组成的串联系统，低于两个或三个单元组成的并联系统。(2)相同条件下，2/3表决系统

8、的平均寿命为一个单元的平均寿命的5/6倍，低于一个单元的平均寿命。(3)指数分布的相同元件组成的2/3表决系统与一个单元组成的系统相比：(a)两个系统的中位寿命相同；(b)当可靠水平r小于0.5时，一个单元系统的可靠寿命高于2/3(G)表决系统的可靠寿命；(c)当可靠水平r大于0.5时，2/3(G)表决