一种基于特征寿命的机电系统可靠性指标分配方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于特征寿命的机电系统可靠性指标分配方法，属于可靠性设计技术领域。其技术方案是：机电系统的寿命服从Weibull分布，将机电系统的可靠性指标，转换为Weibull分布的特征寿命，根据使用剖面和占空比确定各个单元的占空比，建立某一待求参数与各单元的特征寿命的关系，利用系统与单元的特征寿命关系方程，求出未知参数，从而计算各个单元的可靠性指标分配值。本发明专利技术克服了采用电子产品的可靠性指标分配方法对机电系统的可靠性指标进行分配导致分配值不合理存在的缺陷。进行分配导致分配值不合理存在的缺陷。进行分配导致分配值不合理存在的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种基于特征寿命的机电系统可靠性指标分配方法


[0001]本专利技术涉及可靠性设计
，具体涉及一种基于特征寿命的机电系统可靠性指标分配方法。

技术介绍

[0002]可靠性分配是将产品的可靠性定量要求，按照给定的准则，从整体到局部逐步分解，分配给各组成部分而进行的工作。其目的是明确各组成部分的可靠性设计要求。可靠性分配主要在产品研制的方案阶段和初样阶段进行。
[0003]对结构复杂的机电设备，在可靠性分配过程中常按照寿命服从指数分布进行，导致部分机电设备的可靠性指标分配值太高，不符合实际，给可靠性设计和试验考核带来困难。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种基于特征寿命的机电系统可靠性指标分配方法，能够克服采用电子产品的可靠性指标分配方法对机电系统的可靠性指标进行分配导致分配值不合理的缺陷。
[0005]一种基于特征寿命的机电系统可靠性指标分配方法，该方法中的机电系统S由N个设备串联而成，方法的实现包括以下步骤：
[0006]步骤一：将系统的可靠性指标转换为系统的特征寿命；
[0007]步骤二：根据系统的使用剖面及系统运行期间各设备的占空比，确定各单元的任务时间与系统的任务时间之间的关系，计算各单元的任务时间；
[0008]步骤三：建立单元特征寿命与某一待求参数的关系；
[0009]步骤四：利用系统与单元的特征寿命关系方程，通过数值计算，求出参数；
[0010]步骤五：根据参数的数值、步骤三中参数与单元特征寿命的函数关系、步骤一中各单元的特征寿命与可靠性指标的关系，计算各单元的可靠性指标分配值。
[0011]进一步地，所述步骤一中，利用Weibull分布的参数关系，将系统的可靠性指标转换为系统的特征寿命η
S
；
[0012]对可靠度进行分配时，转换公式为：
[0013][0014]式中，t
S
为系统S的任务时间，是系统设计的输入参数，是已知的数值；
[0015]m
S
为系统S的Weibull分布的形状参数，根据相似产品的信息选取，在[1.5，4]取值；
[0016]R
S
为系统S的可靠性度要求，是系统设计的输入参数，是已知的数值；
[0017]对平均寿命进行分配时，转换公式为：
[0018][0019]式中，θ
S
为系统S的平均寿命要求，是系统设计的输入参数，是已知的数值；
[0020]m
S
为系统S的Weibull分布的形状参数，根据相似产品的信息选取，在[1.5，4]取值；
[0021]Γ(
·
)为伽玛函数。
[0022]对可靠寿命进行分配时，转换公式为：
[0023][0024]式中，t
S
(R
S
)为系统S的可靠寿命要求值，是系统设计的输入参数，是已知的数值；
[0025]R
S
为系统S的最低可靠度要求值，是系统设计的输入参数，是已知的数值；
[0026]m
S
为系统S的Weibull分布的形状参数，根据相似产品的信息选取，在[1.5，4]取值；
[0027]对中位寿命进行分配时，转换公式为：
[0028][0029]式中，t
S
(0.5)为系统S的中位寿命要求值，是系统设计的输入参数，是已知的数值；
[0030]m
S
为系统S的Weibull分布的形状参数，根据相似产品的信息选取，在[1.5，4]取值。进一步地，所述步骤二中，令单元i(i＝1,2,
…
,N)的任务时间t
i
是系统任务时间的函数，即
[0031]t
i
＝f
i
(t
S
)(5)
[0032]式中，t
S
为系统的任务时间。
[0033]进一步地，所述步骤三中，采用等分配法或评分分配法建立单元特征寿命η
i
与某一待求参数p的关系：
[0034]η
i
＝g
i
(p)(6)
[0035]式中，p为待求参数。
[0036]采用等分配法时，一般认为平均寿命相等，g
i
(p)为特征寿命与平均寿命的关系方式，p此时为平均寿命θ，即
[0037][0038]采用评分分配法时，根据专家对各单元的复杂程度、技术水平、工作时间、环境条件的评分值，计算各个单元的平均寿命的评分系数c
i
，记c＝min{c
i
；i＝1，2，...，N}，则
[0039][0040]进一步地，所述步骤四中，系统与单元的特征寿命关系方程如下：
[0041][0042]式中，N为系统包含的单元数；
[0043]m
i
(i＝1,2,
…
,N)为单元的Weibull分布的形状参数，根据相似产品的信息选取，在[1.5，4]取值；
[0044]t
i
(i＝1,2,
…
,N)为单元的任务时间，通过步骤二确定；
[0045]η
i
(i＝1,2,
…
,N)为单元的特征寿命，由步骤三代入；
[0046]t
S
、m
S
、η
S
的含义同步骤一；
[0047]当m
i
＝m
S
，t
i
＝t
S
(i＝1,2,
…
,N)时，系统与单元的特征寿命关系方程为：
[0048][0049]当m
i
＝m
S
，t
i
＝t
S
，η1＝η2＝
…
＝η
N
时，系统与单元的特征寿命关系方程为：
[0050][0051]上式中m
S
＝1时，用平均故障间隔时间θ代替特征寿命η，即
[0052]θ
i
＝Nθ
S
(12)即为电子产品可靠性指标分配的常用公式。
[0053]进一步地，所述步骤五中各单元的可靠性指标分配值计算公式如下：
[0054]可靠度为：
[0055][0056]平均寿命为：
[0057][0058]可靠寿命为：
[0059][0060]中位寿命为：
[0061][0062]有益效果：
[0063]1、本专利技术提出了一种机电系统的可靠性分配方法，有效解决了过去采用电子产品的分配方法对机电系统进行可靠性分配时，忽视了其寿命服从威布尔分布，寿命由薄弱环节决定这一重要特征，导致机电单元的可靠性指标分配值是单元数与系统可靠性指标本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于特征寿命的机电系统可靠性指标分配方法，其特征在于，该方法中的机电系统S由N个设备串联而成，方法的实现包括以下步骤：步骤一：将系统的可靠性指标转换为系统的特征寿命；步骤二：根据系统的使用剖面及系统运行期间各设备的占空比，确定各单元的任务时间与系统的任务时间之间的关系，计算各单元的任务时间；步骤三：建立单元特征寿命与某一待求参数的关系；步骤四：利用系统与单元的特征寿命关系方程，通过数值计算，求出参数；步骤五：根据参数的数值、步骤三中参数与单元特征寿命的函数关系、步骤一中各单元的特征寿命与可靠性指标的关系，计算各单元的可靠性指标分配值。2.如权利要求1所述的基于特征寿命的机电系统可靠性指标分配方法，其特征在于，所述步骤二中，令单元i(i＝1,2,
…
,N)的任务时间t
i
是系统任务时间的函数，即t
i
＝f
i
(t
S
)(5)式中，t
S
为系统的任务时间。3.如权利要求2所述的基于特征寿命的机电系统可靠性指标分配方法，其特征在于，所述步骤三中，采用等分配法或评分分配法建立单元特征寿命η
i
与某一待求参数p的关系：η
i
＝g
i
(p)(6)式中，p为待求参数。采用等分配法时，一般认为平均寿命相等，g
i
(p)为特征寿命与平均寿命的关系方式，p此时为平均寿命θ，即采用评分分配法时，根据专家对各单元的复杂程度、技术水平、工作时间、环境条件的评分值，计算各个单元的平均寿命的评分...

【专利技术属性】
技术研发人员：张仕念，张旭荣，蔡辉，暴飞虎，郑堂，颜诗源，
申请(专利权)人：中国人民解放军九六九零一部队二四分队，
类型：发明
国别省市：