【可靠性分析第一步】构造可靠性模型

北二桥头

一个复杂的系统总是由许多基本元件、部件组成，如何在保证完成功能的前提下组成一个高可靠性的系统对产品设计是很有意义的。一方面需要知道组成系统的基本元器件或部件在相应使用条件下的可靠性，另一方面还要知道这些基本元器件、部件的可靠性和由其构成的系统的可靠性的关系。

      描述基本元器件、部件的可靠性的基本数据可由生产厂家提供、或通过试验获得、或通过实际观察的统计数据或经验得到。基本元器件、部件的可靠性对系统的影响，可以通过几种可靠性模型获得。

      构造系统的可靠性模型时，首先应该明确的是系统的可靠性框图与系统的功能性框图有所不同。系统的功能性框图是根据系统的工作原理进行连接，各部分之间的关系是确定的，其位置不能变动，而系统的可靠性框图是根据各组成部分的故障对系统的影响来构成的，其位置在何处是没有关系的。

1、 串联系统

串联结构的系统是由几个功能器件（部件）组成，其中任何一个器件（部件）失效，都将引起整个系统失效。

上图中的a表示系统的功能框图，而b表示系统的可靠性框图，可以看出，两者有时是不相同的。

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例如：一个LC并联谐振电路：

虽然是LC并联谐振电路，但其可靠性结构框图却是串联的，因为任何一个环节发生故障，则整个电路将不发生谐振。

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对于串联结构模型的系统，系统的失效率为各功能器件（部件）失效率的代数和。若系统中的每一个部件又由几种元件组成，每种元件都有一定的数量，如果部件中的每个元件的失效率都将组成部件的失效，那么这个部件就成为由一系列元件组成的串联结构。这个部件的失效率为各元件失效率的代数和。

串联结构是一种无冗余结构，特点是构造简单。

串联系统的可靠度为：

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上图所示为n个具有相同可靠度的单元构成的系统的可靠度与每个单元的可靠度间的关系曲线，由此可知，随着串联单元数的增加，系统的可靠度随之减小。

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并联形式的可靠性结构是有冗余的，它是指系统由几个部件构成，只要其中至少有一个部件工作正常，系统就能正常工作。按组成系统的部件的数量可分为双重、三重或多重系统。

例如，为SP30交换机机框中各电路板提供电源的二次电源系统，两个电源模块的工作形式为输出并联方式，其中任何一个电源模块都有为整个机框提供所需电流的能力，其电源的可靠性模型即为并联结构。

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若系统中有n个部件，构成并联结构，则系统的可靠度为：

i＝1，2，…，n

下图是n个相同单元并联构成的系统的可靠度与每个单元的可靠度间的关系曲线，由此可知，随着并联单元数的增加，系统的可靠度随之增大。

混合系统

混联结构是由若干并联和串联结构组合的混合系统，这种系统在实际应用中用的较多。例如估算如下图所示系统的可靠度，通常先将并联部分估算好，然后再对整个系统按串联模型进行计算。

而估算如下图所示系统的可靠度，则先将串联部分估算好，然后再对整个系统按并联模型进行计算。

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很好的东西，谢谢