可靠性分配理论及其应用

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1、可靠性分配及其应用［摘要］可靠性分配是系统可靠性设计的重要任务之一，其结果直接影响系统的设计方案。为了能快速获得在一定费用约束条件下的可靠性优化分配结果，减少分配过程屮的主观因素，建立了可靠性预计值的可靠性分配模型，并设计了新的编码方式和新的变异率调整模型，使改进后的遗传算法能用于求解复杂系统的可靠性分配问题。最后给出导弹武器可靠性分配的计算实例和结果分析。0引言可靠性分配是可靠性设计的重要任务Z—，是把系统设计任务书中规定的可靠性指标，由上到下、由大到小、曲整体到局部，按一定的分配方法分配给组成该系统

2、的分系统、设备及元件。通过可靠性指标的分配，可以从技术、人力、吋间、资源各个方面分析各部分指标实现的难易情况，从而使系统各层次的设计人员明确各自的设计目标，为指标监控和采取改进措施捉供依据。对复朵系统来说，为使可靠性分配方案更为合理，要综合考虑系统各组成单元间在重要度、复杂度、技术发展水平、工作时间和环境条件等方面的不同，进行可靠性优化分配的实质就是综合以上各方面因素，在一定的分配原则下，得到合理的可靠性分配值的优化解。1可靠性分配的定义所谓系统可靠性分配就是要求系统在定义体系结构的吋候，设法将系统分解

3、成部件（子系统或模块），并且为了保证各部件的设计时间、难度、风险大致相等,必须根据系统可靠性要求，确定各模块的可靠性，以保证使得系统开发费最低。从可靠性分配的定义可以看出，可靠性分配耍求在系统生存周期的定义阶段就进行，即在系统的可行性论证、需求分析、初步设计、详细设计阶段进行。随着系统设计的深入，我们可以得到更多的相关信息，从而使可靠性分配结果也越来越趋向合理。比如在可行性论证阶段，因为此时系统的相关信息较少，所以我们可以根据类似产品运用类比法进行可靠性初步分配;而到详细设计阶段，由丁可以获得系统复朵性

4、、操作剖面等一些信息，我们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）使结果更加精确。事实上，可靠性分配还可以在开发阶段根据需要进行调整。目前，几乎所有的可靠性模型都用于测试操作阶段，是在完成产品开发初始阶段后用來估计系统口J靠性的模型，也就是说至少要在完成定义阶段后才能被使用。这些模型共同冋答了这样一•个问题：“这系统有多可靠”。模型的使用依赖于在系统初始阶段的分析和设计，因此，它们儿乎对系统工程的设计、计划阶段没冇产生任何影响。可靠性分配模型是用来回答这样一个问题：“系统应该冇多可靠”。系

5、统可靠性分配在计划、设计阶段为不同的产品部件在时间及工作量的分配上提供了指导，为开发管理提供了冇效的控制工具并且把可靠性设计融入到系统之屮，因此，这个阶段对系统后来的可靠性的影响是非常关键的。2可靠性分配现状系统可靠性分配与系统可靠性工程屮的另外两项工作一可靠性的预计、评价组成了整个系统可靠性的主要工作。以前系统可靠性研究的主要目的是评价和度量系统的可靠性和对系统的可靠性进行预测。可靠性的预计、评价经过多年的发展，已经形成了一套相对较为成熟的理论，而系统可靠性分配研究是在近些年才发展起來的研究工作，所以

6、系统可靠性分配相对于可靠性的评价和度量技术还显得不够成熟，述有待进一步完善。从国内外的发展状况来看，国内较国外相对落后。目前，国外的系统工程界人士，如Musa、Fnin等人己在影响可靠性分配的因素如操作剖而、收集历史数据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应的可靠性分配模型。这些工作和方法总的特点是它们是在与实际工程经验相结合的基础上被提出来，具有较强的应用针对性，但同时也存在着模型使用范围受到限制的缺陷。由于系统系

7、统的复杂性，影响系统系统可靠性的因素众多月•不确定，而它们又是应用分配方法的关键，所以国外的可靠性分配的研究领域还在不断的发展和完善Z中。在国内，徐仁佐、杨晓青等专家也开展了相应的口J靠性分配研究工作，如面向多用户的模块化系统系统的可靠性分配、系统可靠性指标分配的故障树分析法等在理论上都具有一定的创新性。但是由于国内系统业发展起步较晚，这方面工作述没冇得到充分的重视，可靠性分配方法和模型方而的研究较国外相对要少。一些方法因为同实际工程结合获得的经验较少，还缺乏在实际工程中的检验。由于系统工程是一个非常复

8、杂的领域，而且系统的生产过程丰富多彩，因此到廿前为止，己提岀的许多可靠性分配模型，如同其它评价、预测系统可靠性模型一样，根据经验并没有一个普遍适用的分配模型。这些模型根据不同的影响因素，从不同的角度来建立，会产生一些分配模型对产品I比较适合，而对产品2并不适用的情况，也即没冇在所冇情况下都优秀的单个模型，因此冇必要为实践者建立关于如何选择的标准。3分配方法分类目前，对丁谀件可靠性的分配己冇许多成熟的技术可以应用，但是对于如何进行系统可靠性的