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     摘要：本文給出了一種電子系統的貯存可靠性預計的算法，并通過實例說明了算法的步驟。

   關鍵詞：貯存可靠性；預計；算法

   1 引言

   武器系統中復雜電子設備造價昂貴，從批產到使用大部分時間處于貯存、維護和檢測等非工作狀態。在長期貯存過程中會受到來自周圍的各種環境的影響，從而引起設備的性能參數變化，導致系統的功能異常或可靠度降低。

    非工作狀態是指電子設備沒有承受工作應力或僅承受低水平工作應力下，不起規定功能作用的狀態，貯存是廣義非工作狀態中最基本的類型。依據目前國際形勢和電子設備系統應用的需求，電子設備必須適應長期貯存、隨時可用和能用的特點，因此迫切要求元器件能夠滿足最少貯存壽命。尤其對長期貯存、一次使用的電子設備系統，元器件的貯存可靠性更是非常重要。目前有關元器件長期貯存可靠性的考核還沒有成熟的方法和標準，開展貯存可靠性及其評價技術方面的研究，是有重要意義的。

    結合工程實際，在研制階段早期對貯存可靠性預計不是很精確的情況下，本文給出一種近似的貯存可靠性預計算法。

    2 常用可靠性預計方法

   可靠性預計方法的選擇，其主要依據是預計方法的適用性。預計方法的適用性主要指方法適用的產品類型(電子或機械)、工程研制階段、預計的參數類型(基本可靠性或任務可靠性)、方法的精確程度和所要求的信息量。例如，對于電子產品，在方案論證階段，只有產品的總體情況、功能要求和結構設想等粗略的信息，只能用相似產品法等粗略的估計產品可能達到的可靠性水平；在初步設計階段，已有了產品的工程圖或草圖，產品的組成已基本確定，可用元器件計數法、專家評分法等方法進行預計；而在詳細設計階段，則可以采用故障率預計法或應力分析法。各種方法的適用范圍如表1所示。
           
                            表1 可靠性預計方法的適用范圍 

                   

   3 可靠性數學模型

   預計出各單元的可靠度后計算系統的可靠度須知道系統的可靠性數學模型。典型可靠性模型中，串聯、簡單并聯、多數表決、n中取r和旁聯模型是基本模型，大型復雜的系統和設備用到的混聯模型是由這幾種基本模型組合而成的。

   （1） 串聯模型

   當產品組成單元中任一單元的故障均會導致產品故障或分析產品的基本可靠性時，所建立的可靠性模型即是串聯模型。

   串聯模型的數學模型為：
  
             

    式中：n為產品組成單元的個數；R_i(t) 為各組成單元的可靠度。

   （2） 并聯模型

    在組成產品的所有單元中，只要有一個單元能正常工作，產品就能工作，或當組成產品的所有單元都故障時，產品才發生故障，所建立的可靠性模型為并聯模型。

    并聯模型的數學模型為：

            

  式中：n為產品組成單元的個數；R_i (t) 為各組成單元的可靠度。

   （3）n中取r模型

   由n個單元組成的產品，如果只要有r(r取1到n的整數)個單元能正常工作，則產品就能正常工作，此時建立的模型即為n中取r模型，記為(G) nr 。當 r =1時，該模型為并聯模型；當r = n時，該模型為串聯模型。n中取r模型的數學模型為：
  
        

  式中：R為各單元的可靠度。

    （4） 旁聯模型

    在組成產品的單元中，只有一個單元工作，當該單元發生故障時，通過對運行狀況的實時監測發現故障，用切換裝置接到另一個單元繼續工作，在這種情況下所建立的可靠性模型即為旁聯模型。該模型也稱冷貯備模型。其數學模型為：
 
    
   
   式中： R₁ (t) 為單元單獨工作到規定時間的可靠度；R _D  為切換裝置的可靠度；f₁(t₁ )  為單元工作到 t ₁時刻的失效密度函數； R ₂ (  t − t ₁ ) 為單元從 t ₁ 工作到規定時間的可靠度。

    4 貯存可靠性近似計算方法

   貯存任務剖面內系統主要是非工作狀態失效，為此可以用GJBZ_108A-2006(電子設備非工作狀態可靠性預計手冊)查閱相關零部件、元器件的非工作失效率，進而計算出系統的貯存可靠度；工程上方便起見，也可以采取下述折算方法近似計算系統的貯存可靠度。

   第一步：先用計算系統中各分系統、組部件、零部件、元器件的工作失效率（參見文中第1節）；第二步：再折算出非工作失效率，一般取工作失效率的0.01倍～0.1倍，保守起見取0.1倍，可據實際調整。第三步：經過折算后，由近似計算公式R e t = − 算出各分系統、組部件的貯存可靠度。第四步：系統的可靠性模型算出系統貯存可靠度的預計值（參見文中第2節）。

   5 實例

   某電子系統由四個組件串聯組成，分別記為組件A、B、C、D，貯存時間是4年，即35040小時，環境為良好地面(GBGC)，環境溫度20℃。采用應力分析法，通過可靠性預計軟件計算工作失效率，按上述方法折算出非工作失效率（此處折算系統取0.02），進而預計出貯存可靠度，結果如表2所示。
                                    
                            表2   系統貯存可靠性預計結果
             
   注：表2中失效率單位為10-6/h。

   6 結論

  本文通過工作失效率折算非工作失效率的方法近似預計貯存可靠性，該方法比較符合工程實際需要，操作性強，有一定參考價值。

  參考文獻

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   屈進軍（1978-）

    男，湖北恩施人，畢業于華中理工大學，現就職于中國船舶重工集團公司第七一○研究所，主要從事無源干擾控制系統設計方面的研究。   

   摘自《自動化博覽》2012年第二期