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  • 可靠性测试
    千次阅读
    2021-07-23 11:42:40

    可靠性测试就是为了评估产品在规定的寿命期间内,在预期的使用、运输或储存等所有环境下,保持功能可靠性而进行的活动。是将产品暴露在自然的或人工的环境条件下经受其作用,以评价产品在实际使用、运输和储存的环境条件下的性能,并分析研究环境因素的影响程度及其作用机理。通过使用各种环境试验设备模拟气候环境中的高温、低温、高温高湿以及温度变化等情况,加速反应产品在使用环境中的状况,来验证其是否达到在研发、设计、制造中预期的质量目标,从而对产品整体进行评估,以确定产品可靠性寿命。

    中文名

    可靠性测试

    外文名

    Reliability test别    名

    可靠性评估

    分    类

    软件、硬件可靠性测试

    测试方式

    组件压力测试等

    可靠性测试分类

    编辑

    语音

    二、硬件可靠性测试

    可靠性测试软件

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    语音

    可靠性测试概念

    可靠性测试也称可靠性评估,指根据产品可靠性结构、寿命类型和各单元的可靠性试验信息,利用概率统计方法,评估出产品的可靠性特征量。

    软件可靠性是软件系统在规定的时间内以及规定的环境条件下,完成规定功能的能力。一般情况下,只能通过对软件系统进行测试来度量其可靠性。

    可靠性测试测试方式

    测试可靠性是指运行应用程序,以便在部署系统之前发现并移除失败。因为通过应用程序的可选路径的不同组合非常多,所以在一个复杂应用程序中不可能找到所有的潜在失败。但是,可测试在正常使用情况下最可能的方案,然后验证该应用程序是否提供预期的服务。如果时间允许,可采用更复杂的测试以揭示更微小的缺陷。

    组件压力测试

    压力测试是指模拟巨大的工作负荷以查看应用程序在峰值使用情况下如何执行操作。利用组件压力测试,可隔离构成组件和服务、推断出它们公开的导航方法、函数方法和接口方法以及创建调用这些方法的测试前端。对于那些进入数据库服务器或一些其他组件的方法,可创建一个提供所需格式的哑元数据的后端。测试仪器在观察结果的同时,反复插入哑元数据。

    这里的想法是在隔离的情况下,对每个组件施加远超过正常应用程序将经历的压力。例如,以尽可能快的速度使用 1 – 10,000,000 循环,查看是否有暴露的问题。单独测试每个 DLL 可帮助确定组件的失败总次数。

    对于分布式 Web 应用程序,Microsoft 提供“Web 应用程序压力工具”。有关更多信息,请参见“Microsoft Web Application Stress Tool”(Microsoft Web 应用程序压力工具).如果您购买了 Visual Studio .NET 企业版,还会提供另一个名为 Application Center Test 的工具,它用来预览 Application Center 2000 中某些技术的介绍性信息。

    集中压力测试

    对每个单独的组件进行压力测试后,应对带有其所有组件和支持服务的整个应用程序进行压力测试。集中压力测试主要关注与其他服务、进程以及数据结构(来自内部组件和其他外部应用程序服务)的交互。

    集中测试从最基础的功能测试开始。您需要知道编码路径和用户方案、了解用户试图做什么以及确定用户运用您的应用程序的所有方式。

    测试脚本应根据预期的用法运行应用程序。例如,如果您的应用程序显示 Web 页,而且 99% 的客户只是搜索该站点、只有 1% 的客户将真正购买,这使得提供对搜索和其他浏览功能进行压力测试的测试脚本才有意义。当然,也应对购物车进行测试,但是预期的使用暗示搜索测试应在测试中占很大比重。

    在日程和预算允许的范围内,应始终尽可能延长测试时间。不是测试几天或一周,而是要延续测试达一个月、一个季度或者一年之久,并查看应用程序在较长时期内的运行情况。

    真实环境测试

    在隔离的受保护的测试环境中可靠的软件,在真实环境的部署中可能并不可靠。虽然隔离测试在早期的可靠性测试进程中是有用的,但真实环境的测试环境才能确保并行应用程序不会彼此干扰。这种测试经常发现与其他应用程序之间的意外的导致失败的交互。

    需要确保应用程序能够在真实环境中运行,即能够在具有所有预期客户事件配置文件的服务器空间中,使用最终配置条件运行。测试计划应包括在最终目标环境中或在尽可能接近目标环境的环境中运行应用程序。这一点通常可通过部分复制最终环境或小心地共享最终环境来完成。

    随机破坏测试

    测试可靠性的一个最简单的方法是使用随机输入。这种类型的测试通过提供虚假的不合逻辑的输入,努力使应用程序发生故障或挂起。输入可以是键盘或鼠标事件、程序消息流、Web 页、数据缓存或任何其他可强制进入应用程序的输入情况。应该使用随机破坏测试测试重要的错误路径,并公开软件中的错误。这种测试通过强制失败以便可以观察返回的错误处理来改进代码质量。

    随机测试故意忽略程序行为的任何规范。如果该应用程序中断,则未通过测试。如果该应用程序不中断,则通过测试。这里的要点是随机测试可高度自动化,因为它完全不关心基础应用程序应该如何工作。

    可能需要某种测试装备,以驱使混乱的、高压力的、不合逻辑的测试事件进入应用程序的接口中。Microsoft 使用名为“注射器”的工具,使得以将错误注射到任何 API 中,而无需访问源代码。“注射器”可用于:模拟资源失败,修改调用参数,注射损坏的数据,检查参数验证界限,插入定时延迟,以及执行许多其他功能。

    可靠性测试硬件

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    也称产品的可靠性评估,产品在规定的条件下、在规定的时间内完成规定的功能的能力。产品在设计、应用过程中,不断经受自身及外界气候环境及机械环境的影响,而仍需要能够正常工作,这就需要以试验设备对其进行验证,这个验证基本分为研发试验、试产试验、量产抽检三个部分。可靠性试验包括:老化试验、温湿度试验、气体腐蚀试验、机械振动试验、机械冲击试验、碰撞试验和跌落试验、防尘防水试验以及包装压力试验等多项环境可靠性试验。

    可靠性测试项目

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    语音

    可靠性测试是为了保证产品在规定的寿命期间内,在预期的使用、运输或储存等所有环境下,保持功能可靠性而进行的活动。是将产品暴露在自然的或人工的环境条件下经受其作用,以评价产品在实际使用、运输和储存的环境条件下的性能,并分析研究环境因素的影响程度及其作用机理。通过使用各种环境试验设备模拟气候环境中的高温、低温、高温高湿以及温度变化等情况,加速反应产品在使用环境中的状况,来验证其是否达到在研发、设计、制造中预期的质量目标,从而对产品整体进行评估,以确定产品可靠性寿命。可靠性测试可分为机械和环境两大块。可靠性测试项目如下:

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  • 系统可靠性分析与设计

    千次阅读 2022-04-23 22:34:46
    可靠性分析与设计的重要内容是建立可靠性模型,以及可靠性指标的预计与分配。在系统分析与设计过程中,系统分析师及相关人员要反复地进行可靠性预计和分配,并不断深化,以选择合适的方案,预测系统可靠性水平,找出...

    系统可靠性指系统不出故障的能力;可用性指系统出故障后是否能很快恢复服务的能力。

    系统可靠性是系统分析、设计和实施过程中采用一定的技术措施才能获得的。可靠性分析与设计的重要内容是建立可靠性模型,以及可靠性指标的预计与分配。在系统分析与设计过程中,我们要反复地进行可靠性预计和分配,并不断深化,以选择合适的方案,预测系统可靠性水平,找出薄弱环节,逐步地将可靠性指标分配到系统各个层次中。这是一个迭代的过程。

    一、系统可靠性概述

    系统可靠性包括4个子特性:
    1)成熟性
    是指系统避免因错误的发生而导致失效的能力

    2)容错性
    系统发生故障或违反指定接口的情况下,系统维持规定的性能级别的能力

    3)易恢复性
    系统发生失效的情况下,重建规定的性能级别并恢复受直接影响的数据的能力

    4)可靠性的依从性
    系统依附于与可靠性相关的标准、约定或规定的能力

    1、系统故障模型
    一般来说,故障模型建立的级别越低,进行故障处理的代价也就越低,但故障模型覆盖的故障也就越少。级别由低到高:

    【逻辑级的故障】
    硬件逻辑出现的故障

    【数据结构级的故障】

    【软件故障和软件差错】
    软件故障指软件设计与设计说明不一致。软件故障只与设计有关。
    软件故障在数据结构或程序输出中的表现称为软件差错。

    【系统级的故障】
    系统输出与系统设计说明不一致。

    2、系统可靠性指标
    1)平均无故障时间
    MTTF(Mean Time To Failure)

    2)平均故障修复时间
    MTTR

    3)平均故障间隔时间
    MTBF=MTTF + MTTR

    4)系统可用性
    系统可用性是指在某个时间点上系统能够按照需求执行的概率。

    可用性 = MTTF/(MTTF + MTTR) * 100%

    3、系统可靠性模型
    【时间模型】
    时间模型基于一个假设:系统中的故障数目在某一时刻为常数。随着故障被纠正,故障数目逐渐减少。在此假设下,经过一段时间调试后剩余故障的数目可用公式估算。

    【故障植入模型】
    以系统中的错误数作为衡量可靠性的标准。

    【数据模型】
    系统n次连续运行中系统完成指定任务的概率。

    二、系统可靠性分析

    计算机系统十分复杂,影响可靠性的因素很多,很难直接进行可靠性分析。但是,通过建立适当的数学模型,把大系统分割成若干子系统,可以简化分析过程。其中,分析组合模型是分析系统可靠性最常用的方法。

    1、串联系统
    在这里插入图片描述

    系统可靠度

    R = R1 * R2 * ... * Rn
    

    2、并联系统
    在这里插入图片描述

    R = 1 - (1 - R1) * (1 - R2) *...*(1 - Rn) 
    

    3、模冗余系统
    在这里插入图片描述
    串并联混合。
    在这里插入图片描述

    三、冗余技术

    提高系统可靠性的技术可以分为避错(排错)技术和容错技术。

    【避错】
    通过技术评审、系统测试和正确性证明等技术,在系统正式运行之前避免、发现和改正错误。

    【容错】
    指系统在运行过程中发生一定的硬件故障或软件错误时,仍能保持正常工作而不影响正确结果的一种性能或措施。容错技术主要采用冗余方法来消除故障的影响。

    1、冗余技术的分类
    1)结构冗余
    静态冗余、动态冗余、混合冗余

    【静态冗余】
    又叫屏蔽冗余或被动冗余,常用的有三模冗余和多模冗余。静态冗余通过表决和比较来屏蔽错误。

    【动态冗余】
    又称为主动冗余。通过故障检测、故障定位及故障恢复等手段达到容错目的。主要方式是多重模块待机储备,当系统检测到某工作模块出现错误时,就用一个备用的模块来顶替它并重新运行。各备用模块在待机时,可与主模块一起工作(热备份系统、双重系统),也可不工作(冷备份系统、双工系统、双份系统)。

    【混合冗余】
    先使用静态冗余中的故障屏蔽技术,使系统免受某些可以被屏蔽的故障的影响;而对那些无法屏蔽的故障,则采用主动冗余中的故障检测、故障定位和故障恢复等技术,并且对系统可以作重新配置。

    2)信息冗余
    在实现正常功能所需要的信息外,再添加一些信息,以保证运行结果正确性的方法。如检错码、纠错码。

    信息冗余的主要任务在于研究出一套理想的编码和译码技术来提高信息冗余的效率。目前应用最广泛的是奇偶校验码、海明校验码和循环冗余校验码。

    3)时间冗余
    以时间(即降低系统运行速度)为代价以减少硬件冗余和信息冗余的开销,来达到提高可靠性的目的。

    实现时间冗余的基本思想是重复执行,然后将每次结果存放起来比较。但这种方法只能检测瞬时性故障而不宜检测永久性的故障。

    4)冗余附加
    是指为实现上述冗余技术所需的资源和技术,包括程序、指令、数据,以及存放和调用它们的空间等。

    2、冗余系统
    1)故障检测
    2)故障屏蔽
    3)故障限制
    4)复执
    5)故障诊断
    6)系统重配置
    7)系统恢复
    8)系统重新启动
    9)修复
    10)系统重组合

    四、软件容错技术

    软件容错的基本思想是从硬件容错中引申而来,利用软件设计的冗余和多样化来达到屏蔽错误的影响,提高系统可靠性的目的。软件容错的主要方法是提供足够的冗余信息和算法程序,使系统在实际运行时能够及时发现程序设计错误,采取补救措施,以提高系统可靠性,保证整个系统的正常运行。

    软件容错技术主要有N版本程序设计、恢复块方法和防卫式程序设计等;也可以从计算机平台环境、软件工程和构造异常处理模块等不同方面达到;还可以利用高级语言本身的容错特性,如try catch语句。

    1、N版本程序设计
    一种静态的故障屏蔽技术,采用前向恢复的策略。设计思想是用N个具有相同功能的程序同时执行一项计算,结果通过多数表决来选择。其中N个版本的程序必须由不同的人(小组)独立设计,使用不同的方法、不同的设计语言、不同的开发环境和工具来实现,目的是减少N个版本的程序在表决点上出错的概率。
    在这里插入图片描述
    2、恢复块方法
    在这里插入图片描述
    恢复块方法提供具有相同功能的主块和几个后备块,一个块就是一个执行完整的程序段,主块首先投入运行,结束后进行验证测试,如果没有通过验证测试,系统恢复现场后由后备块1运行,结束后同样进行验证测试,不行到后备块2,重复这一过程,直到所有后备块耗尽,或某个故障超出预期,导致无法恢复。

    程序设计时,应保证实现主块和后备块之间的独立性,避免错误相互影响。

    3、防卫式程序设计
    N版本程序设计和恢复块方法都是基于设计冗余的思想,增加了许多额外的工作,结构本身也会带来一些问题和困难。

    防卫式程序设计的基本思想是通过在程序包含错误检查代码和错误恢复代码,一旦发生错误,程序就能撤销错误状态,恢复到一个已知的正确状态中去。实现策略包括错误检测、破坏估计和错误恢复三个方面。

    五、双机容错技术

    双机容错技术是一种软硬件结合的容错应用方案。该方案由两台服务器和一个外接共享磁盘阵列及相应的双机软件组成。
    在这里插入图片描述
    两台服务器互为主从关系。每台服务器至少2块网卡,一块连网,一块连对方,侦测对方的工作状态,同时又与共享磁盘阵列相连。采用心跳方法保证主系统与备用系统的联系。

    两台服务器的工作方式,可以有双机热备模式、双机互备模式和双机双工模式。
    【双机热备】
    一台作为主机工作,一台备用。主机故障,则激活备用机。应用较多,但有点浪费。

    【双机互备】两台服务器均处于工作状态,为客户机提供不同的服务,并互相检测对方的运行情况,一台出现故障,另一台则接管。

    【双机双工】集群工作模式,两台服务器都处于工作状态,并提供相同的服务。

    六、集群技术

    集群技术就是将多台计算机组织起来协同工作。它是提高系统可用性和可靠性的一种技术。在集群系统中,每台计算机均承担部分计算任务和容错任务,当其中一台出现故障时,系统采用集群软件将其剔除隔离,负载转嫁给其他计算机,同时向系统管理员发出警报。这样通过功能整合和故障过渡,集群系统实现了系统的高可用性和可靠性。

    1、集群技术概述
    集群技术是将同构或异构的计算机用集群软件连接在一起,组成一个高度透明的大型计算机群,其中单个的计算机系统称为节点(node)。集群系统作为一个整体为用户服务,用户不必关心服务来自哪台计算机,只需关心服务是否能连续工作。集群系统可以协调管理各节点出现的错误和故障,并可透明地向集群中加入新节点。

    1)集群系统的特点
    可伸缩性
    高可用性
    可管理性:集群系统能够管理大规模和物理分散的节点。
    高性价比:最少的投资获得最大的性能。
    高透明性

    2)资源管理与调度
    集群系统的主要目标是通过网络互连实现全系统范围内的资源共享,从而提高资源利用率,获得高性能。集群系统进行任务调度的主要方法是进程迁移技术。

    3)集群的分类
    高性能计算集群
    负载均衡集群
    高可用性集群

    实际应用中,这三种基本类型经常会发生混合与交杂。所以,集群类别的划分是一个相对的概念,而不是绝对的。

    从硬件环境角度看,这三种集群,区别不大,主要还是通过网络将计算机连接起来,作为整体对外提供服务。分为高性能、负载均衡、高可用三种类型,主要区别是集群软件和集群的服务类型。比如高性能,是将一个任务拆分成几块,分给集群节点并行执行;负载均衡,将压力分摊给集群节点;高可用,则是节点失效后的失效转移。(个人理解)

    2、高性能计算集群

    高性能计算集群是指以提高科学计算能力为目的计算机集群技术,它是一种并行计算集群的实现方法。并行计算是指将一个应用程序分割成多块可以并行执行的部分,并指定到多个处理器上执行的方法。

    高性能计算集群系统是利用高速互连网络将一组PC(或工作站)连接起来,在并行程序设计和集成开发环境支持下,统一调度和协调处理,实现高效并行处理的系统。特点是
    1)系统开发周期短
    2)用户投资风险小(节点都是很便宜的PC或工作站)
    3)系统价格低
    4)节约系统资源
    5)扩展性好
    6)用户编程方便

    高性能计算集群系统中,节点的处理能力参差不齐,当整个系统任务较多时,各节点上的负载可能产生不均衡现象,就会降低这个系统的利用率。这就是负载不平衡问题。负载不平衡问题解决得好坏,直接影响到并行计算的性能。

    3、负载均衡集群

    许多基于WEB的大型系统功每秒钟需要处理上百万各甚至更多的请求,单台服务器有限的性能难以应付。解决这个问题,采用高性能主机,比如小型机或大型机的话,一来价格昂贵,可扩展性差,很多情况下也不能同时处理上百万并发请求。因为高速主机系统只是对于复杂大衣任务和有限并发处理显得高性能,而互联网中的Web应用大多数处理是简单任务、高强度并发处理,因此,即使投入大量资金,采购高性能、高价格的主机,也满足不了WEB应用的需要。

    一种方案是采用集群技术,利用多台计算机实现负载均衡集群。

    负载均衡是指处理节点的负载信息通过某代理软件传递给均衡器,由均衡器做出决策并对负载进行动态分配,从而使集群中各处理节点的负载相对趋于平衡。

    负载均衡的分类
    根据负载均衡的位置不同,可以分为客户端负载均衡和服务器端负载均衡;

    按照负载均衡所在层次不同,可以分为应用层负载均衡、传输层负载均衡、网络层负载均衡和数据链路层负载均衡。

    客户端负载均衡是指客户端的均衡器根据集群的负载情况,主动选择由集群中哪台计算机为其服务。

    服务器端负载均衡又可分为集中式负载均衡和分布式负载均衡。集中式负载均衡的均衡器位于集群中一台计算机上,而分布式负载均衡有多个均衡器,位于集群中不同的计算机。集中式负载均衡实现简单,但可扩展性不强,安全性较差,有单点故障隐患,实现不够灵活,比较难配置不同的均衡策略。

    数据链路层负载均衡根据数据的目的MAC地址选择不同的路径;

    网络层负载均衡利用基于IP地址的分配方式将数据流疏通到多个节点;

    传输层和应用层的交换技术,本身就是一种基于访问流量的控制方式,以此可以实现负载均衡。

    4、高可用性集群
    高可用性集群是一种以减少服务中断时间为目标的计算机集群技术,可以提供7*24小时昼夜不停的可靠保证,确保系统不停息地运转。

    在高可用性集群系统中,多台计算机一起工作,各自运行一个或几个服务,各为服务定义一个或多台备用计算机。当某台计算机出现故障时,备用计算机便立即接管该故障计算机的应用,继续为前端的用户提供服务。如果只有2台计算机组成高可用性集群,则相当于双机双工方式。
    在这里插入图片描述

    5、负载均衡技术
    集群的最大特征是多个节点的并行和共同工作,如何让所有节点承受的负荷平均,不出现局部过大负载或过轻负载的情况,是负载均衡的重要目的。如果局部过大,必然导致硬件承压,老化和损坏的概率增加;局部过轻,设备资源浪费,不符合成本最低原则。

    负载均衡有两方面的含义。首先,大量的并发访问或数据流量分担到多个节点上分别处理,减少用户等待响应的时间;其次,单个重负载的运算分担到多个节点上做并行处理,每个节点处理结束后,将结果汇总,返回给用户,系统处理能力得到大幅提升。
    1)调度算法
    轮转、加权、最小连接数、哈希、随机等等。

    2)技术实现
    (1)基于特定软件的负载均衡

    (2)基于DNS的负载均衡
    DNS服务器中为同一个域名配置多个IP地址,在应答DNS查询时,DNS服务器对每个查询按记录的IP顺序返回不同的解析结果,将客户端的访问引导到不同节点,使得不同的客户端访问不同的节点,从而达到负载均衡的目的。

    DNS负载均衡的优点是经济、简单易行,并且节点可以位于互联网上的任意位置。但DNS需要经常刷新,容易造成额外的网络流量;DNS修改后不会立即生效;DNS负载均衡采用的是简单的轮转算法,不能区分节点之间的差异,不能反映节点的当前运行状态。另外,每个节点需要对应一个IP地址,占用过多IP地址。

    (3)基于NAT的负载均衡
    将一个外部IP地址映射为多个内部IP地址,对连接请求动态地转换为1个内部节点的地址,将连接请求引导到该节点,从而达到负载均衡的目的。

    NAT负载均衡通过软硬件都可以实现。软件方式往往受到带宽和系统本身处理能力的限制;硬件一般是处于内部节点到外部网络之间的网关位置,如路由器、防火墙、四层交换机、专用负载均衡器等,均衡算法也较灵活。

    (4)反向代理负载均衡
    将来自互联网的连接请求以反向代理的方式动态地转发给内部网络上的多个节点进行处理,从而达到负载均衡的目的。

    反向代理均衡也是可以通过软硬件都能实现;可以将负载均衡与高速缓存技术相结合,提升静态资源的访问速度,改善系统性能。同时,由于外部网络用户不能直接访问真实的节点计算机,具备额外的安全性(同理NAT也有此优点)。

    缺点是反向代理处于应用层,必须为每种应用服务专门开发一个反向代理服务器,限制了反向负载均衡技术的应用范围,现在一般用做WEB服务器的负载均衡;其次,每次代理,代理服务器都需要打开2个连接,一个对外,一个对内,并发连接数量非常大的时候,容易成为瓶颈;容易出现单点故障。

    (5)混合型负载均衡

    6、进程迁移技术
    进程迁移是指当进程运行时,在(集群内)源节点和目标节点之间转移进程的行为。由于这个过程中转移的是活跃进程,因此又称为抢占式进程迁移。

    在这里插入图片描述

    进程迁移是支持负载均衡和高容错性的一种非常有效的手段,是实现负载均衡的基础。集群系统进行任务调度的主要方法是进程迁移技术。

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  • 本文是为大家整理的可靠性评价主题相关的10篇毕业论文文献,包括5篇期刊论文和5篇学位论文,为可靠性评价选题相关人员撰写毕业论文提供参考。

        本文是为大家整理的可靠性评价主题相关的10篇毕业论文文献,包括5篇期刊论文和5篇学位论文,为可靠性评价选题相关人员撰写毕业论文提供参考。

    1.[期刊论文]基于确信可靠度的可靠性评价方法

    期刊:《系统工程与电子技术》 | 2015 年第 011 期

    摘要:提出了一种基于确信可靠度的可靠性评价方法.确信可靠度是一种综合考虑了设计裕量、固有不确定性以及认知不确定性三方面因素对可靠性的影响的可靠性度量指标,适用于度量认知不确定性影响下产品的可靠性水平.首先,提出了基于产品故障模式及影响分析(failure mode and effects analysis,FMEA)工作应用效果的认知不确定因子确定方法;然后,给出了综合考虑设计裕量、固有不确定因子与认知不确定因子的确信可靠度评价方法;最后,以某电源电路为例,对所提出的方法进行了演示验证.结果显示,认知不确定性的存在会降低人们对产品可靠程度的预期.

    关键词:可靠性;确信可靠度;故障模式及影响分析;认知不确定性

    链接:https://www.zhangqiaokeyan.com/academic-journal-cn_systems-engineering-electronics_thesis/0201259111908.html


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    2.[期刊论文]基于聚类可靠度的电力通信网可靠性评价方法

    期刊:《计算机应用》 | 2014 年第 0z1 期

    摘要:针对现有电力通信网可靠性评价方法未能综合考虑节点与链路可靠度对网络影响,不能准确评价电力通信网可靠性的问题,提出了一种基于聚类可靠度的电力通信网可靠性评价方法。该方法从网络拓扑结构出发,结合电力通信网的特点以及局部网络的聚类性质,综合考虑节点可靠度、链路可靠度与链路权重,计算出聚类可靠度。算例分析表明,该方法能够更为准确地反映电力通信网的特点,衡量电力通信网的可靠程度,可为电力通信网的可靠性评价提供参考。%Aiming at the problem that the existing evaluating method of electric power communication network does not consider the reliability of the nodes and links, an evaluating algorithm based on clustering reliability was proposed. The characteristics of the electric power communication network and the clustering character of the locality network were considered together to calculate the reliability degree of the nodes and the links and finally the clustering reliability. The example given in the article shows that the proposed algorithm can measure the reliability degree of electric power communication network better, so as to provide reference for the evaluation of the electric power communication network.

    关键词:电力通信网;可靠性;评价方法;聚类;拓扑

    链接:https://www.zhangqiaokeyan.com/academic-journal-cn_journal-computer-applications_thesis/0201241719740.html


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    3.[期刊论文]基于LCC状态评价可靠性评价和风险评估的设备综合评价方法研究及应用

    期刊:《贵州电力技术》 | 2013 年第 003 期

    摘要:探索基于LCC、状态评价、可靠性评价和风险评估的设备综合评价方法和应用.通过对LCC、状态评价、可靠性评价和风险评估的分析,并在此基础上提出一种全新的设备综合评价方法.通过这种全新的设备综合评价方法的应用,能够有效地控制采购设备的质量和制定出科学合理的设备检修策略.

    关键词:LCC;状态评价;可靠性评价;风险评估;设备综合评价;方法;应用

    链接:https://www.zhangqiaokeyan.com/academic-journal-cn_guizhou-power-technology_thesis/0201231470345.html


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    4.[期刊论文]云模型评价方法在电子产品可靠性评价中的应用

    期刊:《科协论坛(下半月)》 | 2012 年第 012 期

    关键词:电子产品;可靠性;评价方法;云模型;应用

    链接:https://www.zhangqiaokeyan.com/academic-journal-cn_science-technology-association-forum_thesis/0201275046586.html


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    5.[期刊论文]具有不完全可靠节点的无向网络终端对可靠性评价方法

    期刊:《电路与系统学报》 | 2005 年第 005 期

    摘要:本文分析了NPR/T算法处理无向网络时产生错误的原因,提出了一种适用于具有不完全可靠节点无向网络的终端对可靠性评价方法.该方法通过生成特定有向图结构的事件树,消除了处理无向网络时带来的错误.在算法没有运行完成的情况下,仍可得到终端对可靠度的上下界.理论分析和实验结果表明,本文算法性能优于ENR/KW等其它算法.

    关键词:终端对可靠性;不可靠节点;无向网络

    链接:https://www.zhangqiaokeyan.com/academic-journal-cn_journal-circuits-systems_thesis/0201234174131.html


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    6.[学位论文]基于证据理论的高可靠产品可靠性评价研究

    目录

        封面

        声明

        摘要

        英文摘要

        目录

        第一章 绪论

            1.1 研究背景及意义

            1.2 研究内容与创新点

        第二章 文献综述

            2.1 多源可靠性信息融合

            2.2 证据组合规则

            2.3 证据理论在可靠性领域中的应用

            2.4 本章小结

        第三章 一种新的证据组合规则

            3.1 经典的证据组合规则

            3.2 证据组合悖论

            3.3 改进的证据组合规则

                3.3.2 改进的证据距离

                3.3.3 证据的修正和融合

            3.4 算例与比较

                3.4.1 证据距离的一致性

                3.4.2 证据组合规则的比对分析

            3.5 本章小结

        第四章 基于证据融合的故障识别方法

            4.1 故障的基本信度分配

            4.2 故障信息融合

            4.3 故障识别准则

            4.4 实例验证

            4.5 本章小结

        第五章 基于证据融合的可靠性评价模型

            5.1 D-S证据理论

                5.1.1 D-S证据理论中的基本概念

                5.1.2 可转移信度模型与最小承诺原则

            5.2 可靠性信息源的BPA

            5.3 可靠性信息源的权重确定

                5.3.1 现场信息充足的情况

                5.3.2 现场信息缺乏的情况

            5.4 原始BPA的修正

            5.5 可靠性评价

            5.6 某电子元件的可靠性评估

            5.7 本章小结

        第六章 总结与展望

            6.1 研究总结

            6.2 研究展望

        参考文献

        致谢

        研究成果及发表的学术论文

        作者和导师简介

    著录项

       学科:管理科学与工程

       授予学位:硕士

       年度:2017

       正文语种:中文语种

       中图分类:一般性问题

    链接:https://www.zhangqiaokeyan.com/academic-degree-domestic_mphd_thesis/02031755384.html


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    7.[学位论文]基于模糊综合评价法的煤矿安全避险“六大系统”可靠性评价研究

    目录

        声明

        摘要

        英文摘要

        目录

        第一章 概述

            1.1 研究背景和意义

                1.1.1 研究背景

                1.1.2 研究意义

            1.2 国内外关于各行业安全评价研究现状

                1.2.1 国外关于各行业安全评价现状

                1.2.2 国内关于各行业安全评价现状

                1.2.3 常用的煤矿安全评价方法

            1.3 论文的研究内容及技术路线

                1.3.1 论文研究内容

                1.3.2 本文研究思路

        第二章 煤矿安全避险“六大系统”理论基础

            2.1 煤矿安全避险“六大系统”的简介

            2.2 煤矿安全避险“六大系统”的构成

            2.3 煤矿安全避险“六大系统”在煤矿安全生产中的作用

            2.4 世界各国对煤矿安全避险“六大系统”的建设和要求

        第三章 层次分析法及模糊综合评价法

            3.1 层次分析法

                3.1.1 层次分析法的概述

                3.1.2 层次分析法的过程

            3.2 模糊综合评价

                3.2.1 模糊综合评价的简介

                3.2.2 模糊综合评价的基本步骤

                3.2.3 几种常见的模糊算子

        第四章 煤矿安全避险“六大系统”安全评价指标体系的建立

            4.1 建立评价指标

            4.2 确定评价指标

            4.3 分析评价指标

            4.4 煤矿安全避险“六大系统”评价分级

            4.5 评价指标的权重的计算及确定

                4.5.1 第一层权重计算及确定

                4.5.2 第二层权重计算及确定

                4.5.3 煤矿安全避险“六大系统”评价指标权重层次总排序

        第五章 煤矿安全避险“六大系统”模糊综合评价的案例研究

            5.1 矿井的基本情况

            5.2 某煤矿“六大系统”配备情况

                5.2.1 监测监控系统

                5.2.2 井下人员定位系统

                5.2.3 井下紧急避险系统

                5.2.4 压风自救系统和供水施救系统

                5.2.5 通信联络系统

            5.3 某矿煤矿的“六大系统”模糊综合评价

                5.3.1 第二层模糊综合评价

                5.3.2 第一层模糊综合评价

        第六章 结论与展望

            6.1 结论

            6.2 展望

        参考文献

        致谢

        攻读学位期间发表的学术论文

    著录项

       学科:安全工程

       授予学位:硕士

       年度:2015

       正文语种:中文语种

       中图分类:劳动安全

    链接:https://www.zhangqiaokeyan.com/academic-degree-domestic_mphd_thesis/020313818663.html


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    8.[学位论文]200MW双抽机组技术改造经济性分析及可靠性评价

    目录

        封面

        文摘

        英文文摘

        声明

        第一章绪论

            1.1课题背景、意义及研究现状

            1.2本课题的主要内容和研究方法

        第二章200MW汽轮机存在的主要问题及分析

            2.1改造前我厂200MW机组简介

                2.1.1改造前主要设计性能指标

                2.1.2改造前主要运行性能指标

            2.2影响#11汽轮机组运行安全性的主要问题及分析

                2.2.1#11机组轴系振动异常情况

                2.2.2#11机组改造前动叶顶部围带发生碰磨故障

                2.2.3汽缸膨胀不畅,造成高压转子大轴弯曲事故

                2.2.4中压缸变形量较大

                2.2.5轴系稳定性差

            2.3影响#11汽轮机组运行经济性的主要问题及分析

                2.3.1高压缸

                2.3.2中压缸

                2.3.3低压缸

        第三章200MW汽轮机机组通流改造技术方案

            3.1汽轮机通流改造的原则

            3.2汽轮机通流改造的总体目标和效果

                3.2.1机组改造的目标

                3.2.2机组改造后性能指标

            3.3 #11机组改造中采用的设计特点及技术措施

                3.3.1通流部分结构设计特性

                3.3.2#11机组通流改造采用的技术措施

        第四章200MW汽轮机组改造中叶片可靠性的研究

            4.1提高汽轮机叶片运行可靠性原理

            4.2提高叶片抗疲劳技术措施

            4.3汽轮机通流改造中的质量监控体系

                4.3.1监控重点工序

                4.3.2质量验收

        第五章200MW汽轮机组通流部分动静碰磨振动分析

            5.1旋转机械转子碰磨机理分析

                5.1.1碰磨的动力特性

                5.1.2碰磨的信号特性

                5.1.3碰磨的频率特征

                5.1.4汽轮机转子碰磨的常见原因

            5.2#11机组动静碰磨原因分析及解决方案

                5.2.1#11汽轮机动静碰磨现象

                5.2.2从200MW机组结构特点分析碰磨成因

                5.2.3中压缸膨胀问题对碰磨的影响分析

                5.2.4隔板部件材质结构特点对碰磨的影响

                5.2.5电动门内漏对碰磨的影响

                5.2.6 200MW机组碰磨内在原因综合分析

                5.2.7解决碰磨所采取的技术改造措施

            5.3#11机组改造前后振动数据的比较分析

                5.3.1改造前振动数据

                5.3.2改造后振动数据

                5.3.3结论

        第六章200MW汽轮机组通流改造运行优化试验研究

            6.1改造后机组主要经济指标

                6.1.1改造后考核指标

                6.1.2改造后试验条件

            6.2性能鉴定试验

            6.3试验结果

            6.4改造后不同运行方式下经济性分析

                6.4.1流量校验

                6.4.2不同运行方式经济性分析

            6.5机组通流改造前后经济指标比较分析

            6.6机组通流改造结论

        第七章结论

        参考文献

        致    谢

        在学期间发表的学术论文和参加科研情况

    著录项

       学科:动力工程

       授予学位:硕士

       年度:2007

       正文语种:中文语种

       中图分类:检修、维护

    链接:https://www.zhangqiaokeyan.com/academic-degree-domestic_mphd_thesis/02031985390.html


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    9.[学位论文]国产汽车主要总成可靠性数据库设计及汽车可靠性评价

    目录

        封面

        文摘

        英文文摘

        第一章前言

            1.1汽车行业可靠性技术的应用现状

            1.2存在的问题

            1.3课题研究的内容

        第二章国家汽车产品质量监督可靠性试验及可靠性数据统计

            2.1国家汽车产品质量监督可靠性试验

            2.2试验数据的特点

            2.3可靠性数据库的建立

            2.4数据库的管理功能

        第三章可靠性数据的分析与处理

            3.1理论基础

            3.2数据分析处理软件的开发

        第四章国产客车的可靠性评价

            4.1客车的故障统计分析

            4.2客车的故障规律

            4.3客车的可靠性总体水平

            4.4客车的质量与可靠性分析

        第五章国产货车的可靠性评价

            5.1载货汽车的故障统计分析

            5.2载货汽车的故障规律

            5.3载货汽车的可靠性总体水平

            5.4载货汽车的质量与可靠性分析

        第六章轿车的可靠性评价

            6.1轿车的故障统计分析

            6.2轿车的故障规律

            6.3轿车的质量与可靠性分析

        第七章提高国产汽车可靠性的对策

            7.1设计阶段

            7.2制造及试验阶段

            7.3售后服务阶段

        全文总结

        致谢

        参考文献

        附录Ⅰ汽车可靠性数据库及数据分析处理软件界面示意图

            附录Ⅰ.1汽车可靠性数据库车型浏览界面

            附录Ⅰ.2汽车可靠性数据库故障汇总浏览界面

        附录Ⅱ计算中型客车最优拟合分布及其寿命指标的源程序

    著录项

       学科:动力工程

       授予学位:硕士

       年度:2003

       正文语种:中文语种

       中图分类:汽车可靠性;数据库理论与系统

    链接:https://www.zhangqiaokeyan.com/academic-degree-domestic_mphd_thesis/020313344810.html


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    10.[学位论文]矿井通风系统安全性、稳定性与可靠性评价及应用研究

    目录

        封面

        文摘

        英文文摘

        1绪    论

            1.1安全和评价

                1.1.1安全与系统安全

                1.1.2评价

            1.2安全评价

            1.3国内外安全评价发展现状

            1.4国内外煤矿安全评价现状

                1.4.1国外煤炭工业安全评价技术的应用状况

                1.4.2我国煤炭工业安全评价技术的应用发展现状

            1.5矿井通风系统

            1.6本论文的意义及其内容

        2矿井通风系统安全评价因素与因素分析

            2.1确定矿井通风系统安全评价因素的理论基础

                2.1.1事故致因理论

                2.1.2矿井通风与安全理论

            2.2因素分析的安全分析方法

                2.2.1事件树分析法

                2.2.2事故树分析

                2.2.3以人为本的人—机—环分析方法

            2.3确立矿井通风系统安全评价因素体系的原则

            2.4矿井通风系统安全评价因素体系的建立

            2.5矿井通风系统常见事故分析

                2.5.1瓦斯聚集事故分析

                2.5.2煤尘爆炸

        3矿井通风系统安全评价因素的权重分配

            3.1评价因素权重确定的基本理论和方法

                3.1.1权重确定的基本理论

                3.1.2权重确定方法

                3.1.3权重调整方法

            3.2矿井通风系统安全评价因素权重的确定

                3.2.1建立递阶层次结构

                3.2.2利用AHP法构造评判矩阵和计算权重

            3.3矿井通风系统安全评价影响因素权重的计算

                3.3.1准则层因素的计算

                3.3.2通风系统环境决定因素权重的计算

                3.3.3通风设施安全性决定因素权重的计算

                3.3.4通风系统安全管理决定因素权重的计算

                3.3.5通风系统常见事故决定因素权重的计算

            3.4具体评价指标的确认

                3.4.1通风系统环境

                3.4.2通风设施安全性

                3.4.3通风系统安全管理

                3.4.4因通风系统运转不良引起的常见事故

            3.5评价因素赋值体系的改进和优化

                3.5.1用“混合法”优化评价指标体系

                3.5.2利用插值方法完善评价体系

            3.6综合评价结果的处理

        4矿井通风系统稳定性与可靠性评价

            4.1矿井通风系统稳定性与可靠性

                4.1.1矿井通风系统的合理性

                4.1.2矿井通风系统的稳定性与可靠性

            4.2通风系统风路稳定性评价

                4.2.1角联结构

                4.2.2角联风路的识别

            4.3通风系统风路可靠性评价

                4.3.1通风系统风路有效度

                4.3.2通风系统风路有效度求解

        5模糊综合评价方法在矿井通风系统安全评价中的应用

            5.1对矿井通风系统安全进行模糊综合评价的可行性

            5.2模糊综合评判

                5.2.1模糊综合评判的基本要素

                5.2.2模糊综合评判的基本思想

                5.2.3多层次综合评判

                5.2.4模糊合成算子的选择

            5.3利用模糊综合评判等数学方法优化矿井通风系统安全评价体系

        6应用实例

            6.1彩屯煤矿矿井概况

            6.2用综合评价法评判彩屯矿矿井通风系统安全性

                6.2.1彩屯矿矿井通风系统概述

                6.2.2彩屯矿矿井通风系统综合评价

            6.3利用模糊综合评判评价彩屯矿通风系统的安全性

                6.3.1模糊综合评判检查表

                6.3.2模糊综合评价计算

            6.4彩屯矿矿井通风系统通风有效度评价

            6.5彩屯矿矿井通风系统稳定性判别

                6.5.1角联风路自动识别所需通风网路原始数据

                6.5.2角联风路分析

        7总结

        致    谢

        参考文献

    著录项

       学科:安全技术及工程

       授予学位:硕士

       年度:2003

       正文语种:中文语种

       中图分类:通风系统、通风方法与设备

    链接:https://www.zhangqiaokeyan.com/academic-degree-domestic_mphd_thesis/020313418202.html

    展开全文
  • 产品可靠性指标预计

    千次阅读 2021-07-23 06:13:49
    假设对某一产品/系统要求的可靠性为:mtbf大于2000h,那么在对此系统立项时,mtbf应该设立怎么样的目标值?如何达到这一目标值,这就关系到可靠性预计和分配。开展可靠性预计和分配工作,是确保设计、生产“好”产品...

    假设对某一产品/系统要求的可靠性为:mtbf大于2000h,那么在对此系统立项时,mtbf应该设立怎么样的目标值?如何达到这一目标值,这就关系到可靠性预计和分配。

    开展可靠性预计和分配工作,是确保设计、生产“好”产品的指导性和基础性工作。首先将产品可靠性指标自上而下逐级地分配到产品的各个层次,借此落实相应层次的可靠性要求,并使整个与各部分之间的可靠性相互协调。尽量做到既避免出现薄弱环节又避免局部“质量过剩”而带来浪费。可靠性预计则是自下到上地预计产品各层次的可靠性参数,判断各层次设计是否满足分配的可靠性指标。只有各层次的可靠性分别达到分配的要求,才能保证产品可靠性指标得以实现。对未达到分配指标要求的设计,则能发现其可靠性薄弱环节、设计上的隐患及提供选择纠正措施的指南,并依此改进设计直到满足指标要求为止。在产品设计阶段就应该“设计进”规定的可靠性指标,也就是必须通过开展可靠性预计和分配工作尽早来落实产品的可靠性指标,而不是靠产品既成之后的抽样统计试验结果。

    一、mtbf的设计目标值

    为了使产品满足使用要求,也就是为了使产品的mtbf达到一定的最基本的要求,我们应该在从设计阶段就开始考虑这个要求;很显然,如果要求产品在使用时mtbf为200h,那产品在设计的mtbf就应该比200h大,才有把握保证产品的mtbf满足这一要求。使用时mtbf与设计时mtbf一般情况下满足如下关系:

    b05f1e0479c6829e2d76e9f421ad6bf0.png

    可靠性定量指标mtbf(θ)有诸多参数,它们之间关系上图所示。

    θt(mfhbf)——门限值。根据用户需求或使用要求而定;

    θmav——最低可接收值,一般θmav/θt=1.25,它是考核指标;

    θ1——mtbf检验下限值,在统计测试方案中,当产品mtbf真值接近或等于θ1时,以高概率拒收该产品,一般θ1/θmav =1.25。

    θ0——mtbf检验上限值,在统计测试方案中,当产品mtbf真值接近或等于θ1时,以高概率接收该产品,一般θ0/θ1 =d0;

    按gjb 899测试方案ⅲ,α=β=0.1,d0=d=2;

    θp——mtbf设计值,又称规模值,是《研制任务书》中规定和期望达到的指标;按gjb299预计θp/θo=1.25。

    所以θp/θt=3.9;也就是说,设计目标值最小应该在实现使用要求值的4倍;一般情况下设计值为实现使用要求值的5~10倍。

    二、可靠性模型

    为了定量分配、估计和评价产品的可靠性,建立产品的可靠性模型是一种直观的、有效的方法。可靠性模型包括可靠性方框图和可靠性数学模型。产品典型的可靠性模型有串联模型和并联模型,还有些复杂的模型等等。例如(本例中各参数的意义、各参数与其它可靠性参数之间的关系,随后有详述):

    简单。对很难转换为简单的串并结构模型的分析需采用其他方法,常用的有布尔

    71396bc2ebc28645da320de17e85c5b5.png

    真值法、概率展开分析法、贝叶斯法等;这里不作叙述。

    注:产品的可靠性框图表示产品中各单元之间的功能逻辑关系,产品原理图表示产品各单元的物理关系,两者不能混淆如,某振荡器由电感和电容器组成,从原理图(图a)上看两者是并联关系,但从可靠性关系上看,两者只要其中一个发生故障,振荡器都不能工作,因此是串联模型

    三、可靠性分配

    在产品的设计阶段,就要把要求的mtbf“设计进”产品里。当产品的结构复杂时,将可靠性指标自上而下逐级地分配到各个简单的结构。它是一个由整体到局部,由上到下的分解过程,这个过程就叫做可靠性分配。可靠性分配有许多方法,如等分配法、评分分配法、比例组合法、动态规划法等。

    1、等分配法

    顾名思义,等分就是将失效率分配到各个部件时,是均分的。如一个有两个模块的系统要求mtbf为500h,则分配到每个模块的mtbf都为1000h。??

    2、评分分配法

    在产品的可靠性数据缺乏的情况下,可以请熟悉产品、有工程实际经验的专家,按照影响产品可靠性的几种主要因素(如:复杂度、技术成熟度、重要度及环境条件)进行评分(每一种因素的分值在1~10之间,难度越高评分越高),然后根据评分的结果给各分系统或部件分配可靠性指标。例如某个系统(要求的mtbf为500h)由a/b/c/d四个部件组成,各部件评分如下表:

    5ff3d66fa7a43982f2eef7fcac3206f8.png

    说明:(1)对四个部件(a/b/c/d)按四种因素评分后,填入上表(兰色字迹部份);

    (2)对a部份而言,最后评分为8*9*6*8=3456;b的评分为5*7*6*8=1680;同理c的评分为900、d的评分为1440;最后四部分总分为:7476;紫红色字迹部份。

    (3)对a部份而言,评分系数为3456/7476=0.46;b的评分系数为1680/7476=0.22;c的评分系数为0.12;d的评分系数为0.19;浅紫色部份。

    (4)对整个系统而言,失效率为1/500=0.002;

    所以分配给a的失效率为:0.46*0.002=0.0009,对应的mtbf为1081.6h;

    同理得b/c/d的失效率和mtbf,红色字迹部份。

    3、比例组合法

    四、可靠性预计

    为了达到分配的目标值,首先要知道的是将要设计的系统的可靠度可以达到什么水平。如果系统可以达到的mtbf远大于设计目标,就可以进行研发;如果小于设计目标值,就必须重新设计。那么如何确定将要设计的系统的mtbf值?在产品研发早期阶段各种信息还不足,无法计算,仅能用概略预计法进行可靠性指标预计;

    现推荐一种简便、准确、实用方法,即《简单枚举不完全归纳快速预计法》,简称cw可靠性指标预计法。cw法预计公式:

    λs=λ0。k1。k2。k3。k4。k5。n

    mtbfs=1/λs

    λs——系统失效率

    λ0——电子元器件平均基本失效率,对于国产器件λ0=10-5-10-6(1/h)、对于进口器件λ0=10-7-10-8(1/h);

    k1——降额设计*效果因子,根据降额设计水平不一样,一般取k1=(10--1)×10-2;考虑到产品的体积、重量与成本,一般取k1=10-1;

    k2——环境应力筛选效果因子、产品经过环境应力筛选测试,可靠性将有一定幅度提高,一般k1=0.5--0.1。

    k3——环境影响因子。产品使用于不同环境其取值也不同,k3取值见下表:

    35c90ff6b7e261a731f138e7715280be.png

    k4——机械结构影响因子。在使用中,机械结构件也会产生故障。一般取值k4=1.5--3.5;

    k5——制造工艺影响因子。产品在制造过程中,制造工艺不良也会影响产品可靠性;一般取值k5=1.5--3.5;

    n——系统所含电子元器件数量;

    mtbfs——系统平均故障间隔时间;

    用cw法预计可靠性指标,只需要知道设计中所以用到的电子元器件的个数、电子元器件的产地、系统将要使用的环境(就可以估计出系统的λs,从而得到mtbf);

    *降额设计是一种为了提升产品可靠性而常用的设计方法,此部分内容随后给出说明。这里先给出一个cw法预计实例(例一):

    某陆用移动产品,该产品含有进口电子元器件约为2000个,其固有可靠性指标为:

    λs=λ0·k1·k2·k3·k4·k5·n

    =10-7×10-1×0.5×5×1.5×2×2000

    =15×10-5/h

    mtbf= 1/λ=1/15x10-5=6667h

    在使用过程中,要求mtbf为200h,则设计目标值为800h,6667>800,也就不需要改动了。但用户要求mtbf为2000h(则设计目标值为8000h),对于一个mtbf为6667h的系统(此时的可靠性称为系统的基本可靠性),为了达到mtbf为8000h的要求,就必须提升系统完成任务的能力(也就是提升系统的任务可靠性)。

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