為何需要可靠性評估
諸如航天器、飛機(含發(fā)動機)、核電系統(tǒng)、大型通信系統(tǒng)、彈載類產(chǎn)品、軌道交通系統(tǒng)等產(chǎn)品,具有大型化、復(fù)雜化等特點,且由于技術(shù)、經(jīng)費、試驗組織等方面的原因或約束,不可能進行或大量進行系統(tǒng)級別的可靠性試驗,如何利用單元和系統(tǒng)層級的各種試驗信息對系統(tǒng)可靠性評估,是研制單位/使用方必須解決的問題。 可靠性評估方法是有效解決試驗樣本少、綜合利用各層次試驗信息進行綜合可靠性評估問題的有效手段。目前,可靠性評估方法已經(jīng)在我國航天器、火工品、彈載類產(chǎn)品、通信類產(chǎn)品、核電產(chǎn)品、航空發(fā)動機等眾多行業(yè)廣泛應(yīng)用。
要評估航天器、飛機(含發(fā)動機)、核電系統(tǒng)等這樣的復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性,可使用PosVim平臺的系統(tǒng)可靠性評估功能。其大體流程是:首先,根據(jù)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)、層次結(jié)構(gòu),以可靠性樹方式建立系統(tǒng)各組成部分的可靠性邏輯關(guān)系;然后,分別錄入各組成部分的試驗數(shù)據(jù);最后進行系統(tǒng)可靠性計算即可。
PosVim的可靠性評估模塊按照評估對象層次,分為設(shè)備可靠性評估、系統(tǒng)可靠性評估兩類。其中,設(shè)備可靠性評估提供指數(shù)分布、二項分布/成敗型分布、威布爾分布、正態(tài)分布等類型產(chǎn)品的可靠性評估方法;系統(tǒng)可靠性評估提供串聯(lián)、并聯(lián)、n中取k、冷備系統(tǒng)的可靠性評估。可靠性評估方法提供經(jīng)典法(CMSR)、貝葉斯法、SR332可靠性評估三種方法。
設(shè)備可靠性評估
設(shè)備可靠性評估提供指數(shù)分布、二項分布/成敗型分布、威布爾分布、正態(tài)分布等類型產(chǎn)品的可靠性評估模型,可靠性評估方法提供經(jīng)典法(CMSR)、貝葉斯法、SR332可靠性評估三種方法,可根據(jù)實際掌握的數(shù)據(jù)情況選用。在選擇分布類型時,針對一些電子系統(tǒng)等,宜用指數(shù)壽命型失效分布進行可靠性評估;對于火工裝置、彈載產(chǎn)品等宜用成敗型/二項分布描述;對于顯著性能參數(shù)退化的產(chǎn)品宜用正態(tài)分布描述;對于一些非電產(chǎn)品、活動和耗損性產(chǎn)品宜用威布爾分布描述。
系統(tǒng)可靠性評估
系統(tǒng)可靠性評估提供串聯(lián)、并聯(lián)、n中取k、冷備系統(tǒng)的可靠性評估??煽啃栽u估方法提供經(jīng)典法(CMSR)、貝葉斯法,可根據(jù)實際需要選擇合適的方法進行可靠性評估
例如,以某航天器某分系統(tǒng)為例,該系統(tǒng)共包含19個單機,并按照一定的邏輯組成一個特定系統(tǒng),每個單元之間相互獨立并服從指數(shù)分布。假設(shè)系統(tǒng)置信度為0.8。每個單機的驗前數(shù)據(jù)根據(jù)運行數(shù)據(jù)、GJB299C預(yù)計獲得,單機的現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)來自系列地面試驗數(shù)據(jù)。每個單機的驗前和現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)使用貝葉斯綜合方法計算。
根據(jù)該分系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu),以及各節(jié)點的相應(yīng)數(shù)據(jù),繪制可靠性樹,并計算系統(tǒng)的可靠性。
根據(jù)計算結(jié)果可知,該航天器某分系統(tǒng)有80%的把握(置信度)認為該分系統(tǒng)的可靠度不低于0.99814。仔細查看分析結(jié)果,可知系統(tǒng)中相對薄弱的環(huán)節(jié)為模塊21、212和2121,影響模塊21可靠性的主因是模塊212,進一步分解是2121模塊導(dǎo)致,即模塊2121是系統(tǒng)中的最薄弱環(huán)節(jié)。也意味著,提高單機C1、C2的固有可靠性,是提高全系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵。另外,從分析結(jié)果可知,模塊31的可靠性(達到了0.999744),從節(jié)省研制經(jīng)費和縮短研制周期角度考慮,可以適當降低單機E1、E2、E3的固有可靠性或者降低模塊31的冗余度。