合肥工业大学系统工程导论第9章系统可靠性分析

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1、第9章系统可靠性分析系统可靠性是评价系统的重要性能指标Z—,而可靠性分析是系统工程的一个重要组成部分。本章着更要求学握系统可靠性的基本概念及度量指标，了解系统可靠性的典型模型以及计算和预估方法。一、可靠性的概念及度量指标1.可靠性的基本概念(1)系统可靠性的定义所谓系统可靠性，是指系统在规定条件下、规定时间内，完成规定任务的能力。••••••••••••••说明：①规定条件包括使用条件、维护条件、操作条件和环境条件等。一般说来，条件不同丽一系统会表现出不同的可靠性。②规定时间通常用平均无故障时间来表示。③•定规定任务指系统能正常发挥其各项功能。否则，就称系统产纶故障而失效。(2)可靠性分析的

2、主要内容可靠性分析的内容主要有：①可靠性设计；②可靠性计算及预测；③可靠性评估及管理。(3)失效规律系统失效的原因主耍有：①系统设计上的缺陷；②系统运行维护时的不当；③系统的口然损耗和老化。系统的失效规律为：①系统早期失效的可能性较高，其特点是失效率较高，但失效率迅速下降，称为早期失效期;①中期失效的可能性较小，其特点是失效率低、稳定H.几乎与时间无关，称为偶然失效期;①后期失效的可能性又增高，其特点是失效率随时间的增加而增加，呈现如图1所示(参见P192图9・2)的浴盆曲线形状,称为耗损失效期。••••早翔r両胡・■一.・・・■.X—・・・■“■-.图1失效曲线(4)系统的修复系统投入使用

3、后，一旦失效就不能修复或不值得修复，称为不可修复系统；如果失效后可修复，则称为可修复系统。注意:木章中未加特别说明的系统均指不可修复系统。2.可靠性的度量指标(1)可靠度定义：系统到时刻t时无故障的概率称为系统的可靠度，记为R(t)0反之，系统从开始工作到t时刻内发生故障的概率称为系统的不可靠度，记为F(t),且有F(t)=1-R(t)说明:①可靠度R(t)是t的非增函数，t=0吋R(t)=l；tToo吋R(t)—O,如图2所示(参见P193图第9章系统可靠性分析系统可靠性是评价系统的重要性能指标Z—,而可靠性分析是系统工程的一个重要组成部分。本章着更要求学握系统可靠性的基本概念及度量指标，

4、了解系统可靠性的典型模型以及计算和预估方法。一、可靠性的概念及度量指标1.可靠性的基本概念(1)系统可靠性的定义所谓系统可靠性，是指系统在规定条件下、规定时间内，完成规定任务的能力。••••••••••••••说明：①规定条件包括使用条件、维护条件、操作条件和环境条件等。一般说来，条件不同丽一系统会表现出不同的可靠性。②规定时间通常用平均无故障时间来表示。③•定规定任务指系统能正常发挥其各项功能。否则，就称系统产纶故障而失效。(2)可靠性分析的主要内容可靠性分析的内容主要有：①可靠性设计；②可靠性计算及预测；③可靠性评估及管理。(3)失效规律系统失效的原因主耍有：①系统设计上的缺陷；②系统运

5、行维护时的不当；③系统的口然损耗和老化。系统的失效规律为：①系统早期失效的可能性较高，其特点是失效率较高，但失效率迅速下降，称为早期失效期;①中期失效的可能性较小，其特点是失效率低、稳定H.几乎与时间无关，称为偶然失效期;①后期失效的可能性又增高，其特点是失效率随时间的增加而增加，呈现如图1所示(参见P192图9・2)的浴盆曲线形状,称为耗损失效期。••••早翔r両胡・■一.・・・■.X—・・・■“■-.图1失效曲线(4)系统的修复系统投入使用后，一旦失效就不能修复或不值得修复，称为不可修复系统；如果失效后可修复，则称为可修复系统。注意:木章中未加特别说明的系统均指不可修复系统。2.可靠性的

6、度量指标(1)可靠度定义：系统到时刻t时无故障的概率称为系统的可靠度，记为R(t)0反之，系统从开始工作到t时刻内发生故障的概率称为系统的不可靠度，记为F(t),且有F(t)=1-R(t)说明:①可靠度R(t)是t的非增函数，t=0吋R(t)=l；tToo吋R(t)—O,如图2所示(参见P193图9-3)；①不可靠度F⑴是t的非减函数，t=0时F(t)=O；tToo时F(t)->1,如图3所示(参见P193图9-4)o图2可靠度函数R(t)图3不可靠度函数F(t)例1有No个同类产品，在t=0时刻开始使用，设到t时刻仍正常工作的产品数量为N$(t),试求出该产品的可靠度和不可靠度。解产站的可

7、靠度为R(t)=N.v(t)/N0产品的不可靠度为F(t)=[No-N$(t)]/No(1)失效密度如果用随机变量T表示系统从开始工作到发牛•故障的连续正常工作时间，设T是连续型的，贝IJ失效密度函数f(t)为f(t)=dF(t)/dt=_R'(t)(2)产品的寿命如果用随机变量T表示产品从投入使用到发生故障的吋间I、可隔，则产品的寿命可以用以下儿个指标表示：①平均寿命设f(t)是产胡的失效密度函数，则产站的