技术文章：可靠性设计与分析关键技术
本篇思维导图
工程实践中,标准化的可靠性设计与分析工作,包括确定产品的可靠性要求、可靠性建模、可靠性预计、特性分析和设计评审等15个工作项目。电子产品可靠性设计工作基本流程如图1所示,涉及的可靠性设计关键技术主要包括:可靠性建模技术、可靠性预计技术、可靠性分配技术、薄弱环节分析技术、特性分析与适应性设计技术、耐久性分析技术。
图1 电子产品可靠性设计工作基本流程
1 可靠性建模技术
可靠性建模技术,即建立系统产品可靠性框图及相应的可靠性数学模型(可靠性概率表达式),它是产品可靠性预计技术、可靠性分配技术的重要基础。其中,编制可靠性框图,需要深入了解产品工作过程及任务完成中的要求,通过框图直观地展示工作过程中产品所有单元之间可靠性的相互依赖关系,每个方框所代表的单元(分系统或设备、板级组件、零部件、元器件)失效概率是相互独立的;建立可靠性数学模型,需要根据可靠性框图及其定义,用普通概率法、布尔真值表法等方法拟定每个框图的可靠性数学模型。
目前,可靠性建模技术发展了适用于单功能和多功能系统的串联系统模型、并联系统模型、冗余(贮备)系统模型、表决系统模型及其组合结构的复杂网络系统模型。几种典型的可靠性框图如图2-6所示,其中,可靠度数学模型中Ri(t)表示第i个单元的可靠度、ti表示第i个单元的工作寿命。
(1)串联系统模型:由n个单元组成的串联系统,任意单元发生故障均会导致整个系统发生故障。串联系统的可靠性框图如图2所示。
图2 串联系统的可靠性框图
对于给定的工作时间t,串联系统工作寿命的可靠度数学模型:
(2)并联系统模型:由n个单元组成的并联系统,所有单元都发生故障才会导致整个系统发生故障。并联系统的可靠性框图如图3所示。
图2 并联系统的可靠性框图
对于给定的工作时间t,并联系统工作寿命的可靠度数学模型:
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