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嘉峪檢測網(wǎng) 2020-03-16 11:47
01 何謂可靠性模型？
在著手建立可靠性模型之前，首先要明白什么是可靠性模型。
可靠性模型由兩部分組成：一個可靠性框圖和一個計算可靠性數(shù)值的數(shù)學(xué)公式。二者共同構(gòu)成串聯(lián)系統(tǒng)的可靠性模型?？煽啃钥驁D用來描述系統(tǒng)與其組成單元之間的可靠性邏輯關(guān)系；而計算公式則是用來描述系統(tǒng)與單元之間的可靠性定量關(guān)系。
這里所說的“系統(tǒng)”和“單元”是一個相對的概念。例如，對于組成慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的平臺和計算機而言，慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是“系統(tǒng)”，而平臺和計算機則是“單元”。但對于慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的裝載對象（例如飛機和導(dǎo)彈）而言，慣性導(dǎo)航系統(tǒng)就只能算做單元了。一般來說，總是把復(fù)雜的產(chǎn)品叫做系統(tǒng)，而把它的組成部分叫做單元。有時候，為了表述上的方便起見，也把系統(tǒng)及其組成單元統(tǒng)稱為“產(chǎn)品”。這里所說的產(chǎn)品是指能夠獨立進行研究和試驗的對象。
02 建立可靠性模型的目的
可靠性建模是一項基礎(chǔ)性的工作，是一切可靠性活動的前提。在產(chǎn)品的方案設(shè)計階段，是為了進行可靠性的分配和預(yù)計；在產(chǎn)品的制造階段，用于故障的分析（可靠性分析）；在產(chǎn)品制造出來之后，還需對產(chǎn)品的固有可靠性進行評估，此時也要用到可靠性模型。總之，幾乎所有的可靠性活動都會或多或少地涉及到可靠性模型。
可靠性模型的用途雖然很多，但主要應(yīng)用于可靠性分配和可靠性預(yù)計。可靠性建模、可靠性分配和可靠性預(yù)計，三者都是產(chǎn)品“方案設(shè)計”階段的重要工作內(nèi)容，應(yīng)在方案階段完成。在產(chǎn)品的研制過程中，如果產(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)有變化，還應(yīng)及時地對可靠性模型作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。
03 可靠性建模的約定
3.1 可靠性建模限定為任務(wù)可靠性模型
就可靠性建模而論，可將產(chǎn)品的可靠性分為“基本可靠性”和“任務(wù)可靠性”兩大類。
基本可靠性是指，在規(guī)定的條件下，產(chǎn)品的無故障持續(xù)時間或者概率。基本可靠性模型，是用來估計由于產(chǎn)品自身的不可靠而引起的對維修和后勤保障（售后服務(wù)）的要求，所以它是一種用來度量使用經(jīng)費的模型。
產(chǎn)品能否完成預(yù)期的任務(wù)，取決于各種功能的完成。因此，任務(wù)可靠性是指，產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。而任務(wù)可靠性模型，則是用來估計產(chǎn)品在執(zhí)行任務(wù)的過程中完成規(guī)定功能的概率，它是一種度量產(chǎn)品的工作有效性的模型。
一般來說，同一個產(chǎn)品的任務(wù)可靠性模型與基本可靠性模型是不一致的，不能用基本可靠性模型去估計產(chǎn)品的任務(wù)可靠性。由于系統(tǒng)中的任何一個單元發(fā)生故障后，都需要進行維修或者更換，冗余單元也不例外，因此基本可靠性模型“永遠(yuǎn)”是一個全串聯(lián)的模型。而任務(wù)可靠性模型則較為復(fù)雜，只有在無冗余或者無替代工作模式時，才是串聯(lián)模型。
基本可靠性的建模程序非常簡單，只要將系統(tǒng)的所有組成單元都串聯(lián)起來就可以了（任何一級單元的內(nèi)部也均為串聯(lián)模型）。因此，下面只討論任務(wù)可靠性的建模問題。
3.2 可靠性建模暫不考慮維修問題
從維修的角度看，可將產(chǎn)品劃分為可修復(fù)的和不可修復(fù)的兩大類。可修復(fù)的產(chǎn)品出了故障、經(jīng)修復(fù)后，可重新投入使用。所謂不可修的復(fù)產(chǎn)品，在發(fā)生故障后，不對其作任何修理而停止使用。一種情況是，根本無法修理；另一種情況是，可以修理，但不值得修理。經(jīng)修復(fù)后再次使用的產(chǎn)品，其可靠性與首次故障前的可靠性，一般來說是不相同的，情況比較復(fù)雜。因此，在建立可靠性模型時，為了使問題得到簡化，通常假設(shè)，修復(fù)后的產(chǎn)品其可靠性水平，與首次故障前是相同的。或者理解為，暫不考慮產(chǎn)品的維修問題。也就是說，在建立可靠性模型時，將所有的產(chǎn)品均視為“不可修復(fù)產(chǎn)品”進行討論。
綜上所述，在建立可靠性模型時，建模的對象限定為“不可修復(fù)產(chǎn)品”的任務(wù)可靠性模型。即使能修，也暫不考慮維修的問題。
04 建立可靠性模型的步驟
這里給出的建模步驟，取自GJB 813-90《可靠性模型的建立和可靠性預(yù)計》，也分為三步進行。第一步，定義產(chǎn)品；第二步，繪制產(chǎn)品的可靠性框圖；第三步，確定計算可靠性值的數(shù)學(xué)公式。雖然步驟一致，但每一步的具體內(nèi)容不完全一樣，本文更為簡明。
4.1 定義產(chǎn)品
在著手建立產(chǎn)品的可靠性模型之前，首先要熟知產(chǎn)品。在此基礎(chǔ)上，編寫一個簡要的文字說明，這段“文字說明”就叫做“定義產(chǎn)品”?；蛘叻催^來說，稱為“產(chǎn)品定義”。叫什么并不重要，重要的是要通過這段“文字說明”把產(chǎn)品的“全貌”及其重要的特征描述清楚，讓局外人能夠讀得懂。其要點如下：
⑴ 產(chǎn)品名稱：
要用漢語全稱，盡可能不用簡稱。如果因特殊需要，非用簡稱不可，則必須作必要的文字說明。
⑵ 產(chǎn)品型號：
這里所說的產(chǎn)品型號（用大寫字母和數(shù)字表示），是指本產(chǎn)品的“型號”，而不是上一級“型號產(chǎn)品”（軍用裝備多用這一稱謂）的型號。產(chǎn)品型號的確定，要符合標(biāo)準(zhǔn)化的規(guī)定，而且要得到標(biāo)準(zhǔn)化部門的認(rèn)可，并備案。
⑶ 產(chǎn)品的組成：
畫出本產(chǎn)品的“組成（或原理）方框圖”，圖中的每一個方框代表一個功能單元，但不必畫出單元內(nèi)部的詳細(xì)電路圖。所謂功能單元是指，具有獨立的功能，可以獨立地進行試驗，并能單獨進行驗收的下一級產(chǎn)品。如果所研究的產(chǎn)品（建模對象）是另外一個更大系統(tǒng)的組成單元，或者要依賴另一產(chǎn)品才能完成某些功能，那么，該產(chǎn)品與相關(guān)產(chǎn)品之間就必然存在某些電氣接口和機械接口。在“組成框圖”中，還應(yīng)標(biāo)明本產(chǎn)品的對外接口關(guān)系：接口位于哪個功能框，以及“外接設(shè)備”（可用虛框表示）的名稱等。
需要指出的是，這里所說的“產(chǎn)品組成（或原理）方框圖”，不能與同一產(chǎn)品的“可靠性框圖”混為一談，而且兩個框圖中的單元劃分，應(yīng)保持一致（單元個數(shù)、單元名稱與標(biāo)識）。
⑷ 簡要的工作原理：
所謂“簡要的工作原理”，就是簡要地介紹系統(tǒng)的功能，并結(jié)合組成“框圖”，介紹框圖中每個方框的功能，以及框與框之間的關(guān)系（輸入與輸出關(guān)系）。在簡述工作原理時，還需說明系統(tǒng)對外的接口約定：安裝要求、裝配尺寸、電連接器芯線表、通訊協(xié)議等。但不一定面面俱到，可酌情取舍。
⑸ 確定產(chǎn)品的壽命剖面和任務(wù)剖面：
產(chǎn)品的壽命剖面是指產(chǎn)品從驗收出廠直至壽命終結(jié)或者退出使用這段時間內(nèi)所經(jīng)歷的全部事件和環(huán)境的時序描述。壽命剖面又分為“后勤剖面”和“任務(wù)剖面”兩大部分。
后勤剖面：是指產(chǎn)品出廠后，除執(zhí)行任務(wù)外，所經(jīng)歷的包裝、搬運、裝車、運輸、卸車、入庫、貯存、測試和維修等事件，以及這些事件所處的環(huán)境和時間。由于基本可靠性的研究重點是對維修、維護和后勤保障的要求，因此，后勤剖面通常只建立基本可靠性模型。
任務(wù)剖面：是指產(chǎn)品執(zhí)行任務(wù)（現(xiàn)場使用）時，所經(jīng)歷的事件和環(huán)境的時間排序，以及持續(xù)時間的長短。在前面已經(jīng)約定，可靠性建模的對象是任務(wù)可靠性模型，因此，任務(wù)剖面是任務(wù)可靠性建模的基礎(chǔ)。必要時，可將任務(wù)剖面按事件發(fā)生的先后順序分解成幾個任務(wù)階段。既可以建立包括所有任務(wù)階段的總的可靠性模型，也可以對不同的任務(wù)階段，分別建立相應(yīng)的可靠性模型。在不同的任務(wù)階段中，系統(tǒng)的工作狀態(tài)是不同的（隨鉆測斜議在執(zhí)行任務(wù)期間就具有“測量”和“休眠”兩種工作狀態(tài)），有些單元在工作，還有些單元在閑置。所以，可將系統(tǒng)的組成單元分成兩大類：
一類是，在整個任務(wù)期內(nèi)，從頭至尾都在工作；
另一類是，在某些任務(wù)階段工作，而在其它任務(wù)階段不工作。
因此，還需進一步說明第二類單元的“占空因數(shù)”（或者工作時間的長度）。占空因數(shù)是指，單元工作時間與系統(tǒng)的總?cè)蝿?wù)時間之比。在考慮占空因數(shù)時，可靠度的計算又可按下述兩種情況進行修正。
第一種情況：單元的壽命服從指數(shù)分布，而且不工作時的失效率可以忽略不計。此時，單元可靠度的計算公式如下：
第二種情況：單元的壽命服從指數(shù)分布，而且不工作時的失效率不可以忽略不計，但也不等同于工作時的失效率。此時，單元可靠度的計算公式如下：
⑹ 任務(wù)失敗判據(jù)及重要參數(shù)的容許界限：
對于那些能夠?qū)е氯蝿?wù)失敗的性能參數(shù)，必須對其做出全面的描述，而且明確地指出其允許的上、下限。
⑺ 定量和定性的可靠性要求：
明確給出對產(chǎn)品的定量和定性的可靠性要求，在產(chǎn)品的任務(wù)書或訂貨合同中，一般都有明確的規(guī)定。
4.2 繪制產(chǎn)品的可靠性框圖
在充分熟悉了產(chǎn)品，并且已經(jīng)完成了“產(chǎn)品定義”的基礎(chǔ)上，可以著手繪制產(chǎn)品的可靠性框圖。為了提高可靠性框圖的規(guī)范性和可讀性，需要遵守以下的一般性約定：
首先，不能將同一個產(chǎn)品的“可靠性框圖”與 “組成(或原理)方框圖”混為一談。“可靠性框圖”描述的是系統(tǒng)與其組成單元，以及單元與單元之間的可靠性邏輯關(guān)系，位于同一（可靠性）串聯(lián)支路中的各單元的相對位置沒有任何物理意義，只表明，其中的任一單元故障，則該串聯(lián)支路故障，因此前后次序無關(guān)要緊。而“組成(或原理)方框圖”描述的是系統(tǒng)與其組成單元，以及單元與單元之間的物理關(guān)系，或者說是“功能關(guān)系”，即使位于同一（物理）串聯(lián)支路中，各單元的前后次序也不能隨意變更（例如，輸入與輸出關(guān)系是不能變更的）。需要特別指出的是，雖然兩類框圖的形式不同，但其中的單元劃分，應(yīng)保持一致（數(shù)量、名稱與標(biāo)識）。
每一個可靠性框圖，都應(yīng)有一個標(biāo)題（×××產(chǎn)品可靠性框圖）和簡要的說明。由于在初次建模時，不確定的因素很多，為了突出重點，通常都要做必要的假設(shè)、或簡化（例如，未列入模型單元）。所以，應(yīng)在框圖的下面做必要的說明，具體記述做了哪些假設(shè)和簡化。其目的是，便于對框圖的閱讀、理解和使用。
如果在合同文本或者研制任務(wù)書中，既有基本可靠性指標(biāo)，又有任務(wù)可靠性指標(biāo)時，則應(yīng)分別建立基本可靠性模型和任務(wù)可靠性模型。但基本可靠性模型是唯一的，永遠(yuǎn)是串聯(lián)模型。而任務(wù)可靠性模型則較為復(fù)雜，有多種形式可供選擇，請參考本文的第6章 “常用的可靠性模型”。另外，如果任務(wù)階段不止一個時，則既可建立包括所有任務(wù)階段在內(nèi)的總模型，也可以根據(jù)不同的任務(wù)階段分別建立相應(yīng)的分模型。
對于大型復(fù)雜系統(tǒng)而言，建模過程應(yīng)從系統(tǒng)級開始，自上而下逐步展開，越畫越細(xì)。系統(tǒng)級或分系統(tǒng)級，一般采用串聯(lián)模型，在較低級別上可采用貯備模型（局部冗余）。假設(shè)，某復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性框圖由四個單元串聯(lián)而成，如圖1（a）所示，
圖1（c）中的每一個單元代表一個組（合）件。
還可以繼續(xù)畫下去，那么究竟分解到哪一級為止呢？視具體情況而定，一般來說，分解到電路板一級就可以了。因為，電路板的下一級組成單元就是元器件，不能再分了。
每一個方框都應(yīng)加以標(biāo)識，對于只包含少數(shù)幾個方框的簡單框圖，可直接標(biāo)在對應(yīng)的方框中。對于含有較多方框的復(fù)雜框圖，可對所有的方框進行統(tǒng)一的編碼，做到“一框一碼”，并將編碼填入對應(yīng)的方框中。然后，擬制一張編碼清單表，在表中說明每一編碼所代表的單元名稱、型號、功能和可靠性值。
在可靠性框圖中，所有方框之間的連線沒有可靠性值。但產(chǎn)品中的導(dǎo)線、電纜和連接器具有可靠性值，不能遺漏?？梢詫⑵浜喜⒃谝黄饐为氄加幸粋€方框；也可以分別將其并入所在的單元。
為了簡化可靠性模型，有兩類單元可以不反映在框圖中。一類是所謂的“高可靠單元”，其可靠度近似為“1”；另一類是功能相對次要的單元，即使失效，也不會危及任務(wù)的成功。這兩類單元被稱為“未列入模型單元”。雖然沒有將其畫入框圖，但應(yīng)以“未列入模型單元清單”的形式附在框圖的下面，并說明理由。
當(dāng)軟件的可靠性沒有納入可靠性框圖時，是假設(shè)軟件完全可靠，但應(yīng)簡述其理由。
當(dāng)人的因素沒有納入可靠性框圖時，是假設(shè)操作人員完全可靠，或者假設(shè)人員與產(chǎn)品之間沒有相互作用的問題。如果有“人在回路中”的情況，則應(yīng)考慮人的因素。
在建立可靠性模型時，通常假設(shè)，產(chǎn)品的所有輸入量均在規(guī)定的范圍之內(nèi)，即不考慮由于輸入錯誤而導(dǎo)致系統(tǒng)故障的情況。另外還假設(shè)，各個單元的故障是相互獨立的。
4.3 確定計算系統(tǒng)可靠性的數(shù)學(xué)公式
在完成可靠性框圖的繪制之后，可根據(jù)可靠性框圖展示的邏輯關(guān)系推導(dǎo)出系統(tǒng)可靠性值的計算公式，即系統(tǒng)的可靠性數(shù)學(xué)模型。可靠性數(shù)學(xué)模型描述的是各單元的可靠性變量與系統(tǒng)可靠性值之間的定量關(guān)系，利用已知的單元可靠性值（如可靠度、失效率或者MTBF等）就能計算出系統(tǒng)的可靠性值。
05 可靠性分配與預(yù)計
在完成了可靠性建模之后，可接著進行可靠性分配與可靠性預(yù)計。而且，在撰寫“可靠性分配報告”和“可靠性預(yù)計報告”時，要將建模的內(nèi)容作為報告的組成部分，分別置于這兩份報告的前部。
可靠性分配與可靠性預(yù)計互為逆過程?？煽啃苑峙涫且粋€自上而下的分解過程；而可靠性預(yù)計是一個自下而上的綜合過程。
5.1 可靠性分配
?? 5.1.1 可靠性分配概述
所謂可靠性分配，就是把系統(tǒng)（整機產(chǎn)品）的可靠性指標(biāo)（在研制合同或研制任務(wù)書中規(guī)定）逐級向下，分解成各級組成單元的可靠性指標(biāo)，是一個自上而下的分解過程。
在產(chǎn)品的方案論證階段，有很多因素是未知的，或者是不確定的。因此，可靠性分配很難做到“精準(zhǔn)”，只能將整機產(chǎn)品的可靠性指標(biāo)“粗略”地分配下去。隨著研制工作的不斷深入，各種數(shù)據(jù)資料的不斷地增多，應(yīng)該不失時機地對已分配的指標(biāo)進行適當(dāng)?shù)男拚驼{(diào)整。另外，在進行可靠性預(yù)計時，也可能發(fā)現(xiàn)分配的指標(biāo)不夠合理，而需要調(diào)整。因此，可靠性分配很難做到“一錘定音”，而是一個由粗到精、逐步趨于合理（相對合理）的過程。
?? 5.1.2 初次分配時的假設(shè)
在初次分配時，為了突出重點、簡化計算，通常作如下假設(shè)：
⑴ 假設(shè)整機產(chǎn)品的可靠性框圖為串聯(lián)模型。由于絕大多數(shù)的產(chǎn)品不采用整機冗余的方案，即使采用“局部冗余”，也是在級別較低的單元上實施。因此，這條假設(shè)通常是滿足的。
⑵ 假設(shè)各分部件都在同機工作，而且任務(wù)時間相同。
⑶ 假設(shè)各分部件的故障率（失效率）均為常數(shù)，即壽命分布為指數(shù)型。對于剔出了早期故障、任務(wù)時間較短，而且能夠進行事先維護和更換的產(chǎn)品，其故障時間能很好地符合指數(shù)分布。
⑷ 假設(shè)各分部件的故障是相互獨立的。
⑸ 假設(shè)各分部件的工藝成熟度基本相同。
⑹ 如果整機產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)尺寸（三維尺寸）不是很大，而且其內(nèi)部沒有大功率的發(fā)熱部件，可假設(shè)各分部件所處的環(huán)境是相同的。
?? 5.1.3 按復(fù)雜程度進行分配
在以上假設(shè)條件下進行可靠性分配時，可暫時只考慮各分部件在“復(fù)雜程度”上的差異，按比例進行分配。由于在前面已經(jīng)假設(shè)，各分部件的失效率均為常數(shù)，為了方便起見，可將“可靠性分配”轉(zhuǎn)換為“失效率分配”。
設(shè)整機產(chǎn)品由n個分部件組成（串聯(lián)模型），第i（i=1，2，…n）個分部件的失效率可按下式進行計算，
式中，
——第i個分部件的失效率；
——第i個分部件的復(fù)雜度系數(shù)；
——第i個分部件中所含的基本單元數(shù)（或元器件數(shù)）；
——整機產(chǎn)品的失效率；
N——整機產(chǎn)品中所含的基本單元總數(shù)（或元器件總數(shù)）；
在得到后，再考慮任務(wù)時間t，即可計算出第i個分部件的可靠度，
如果遇到任務(wù)時間不相同的情況，可參考本文的（1）式和（2）式給出的方法進行修正。
當(dāng)然，用這種“按比例分配”的方法，顯得有些“粗糙”，但在方案設(shè)計階段，由于資料的匱乏，實際上很難做到精細(xì)。盡管此法有些粗糙，但基本上反映了各分部件之間的可靠性“相對水平”（即橫向?qū)Ρ汝P(guān)系），而且這種對比關(guān)系是比較客觀的。因為元器件的數(shù)量是客觀存在的，不受人的“主觀因素”的影響。相對而言，“專家打分”法就很容易受到專家們的情緒的影響，而且每個專家的尺度把握也很難做到一致。因此，要慎用。
隨著研制工作的不斷深入，資料的逐步增多，可將前面被忽略的假設(shè)條件再逐個加入，并對指標(biāo)進行修正，使得可靠性分配日趨合理。在進行可靠指標(biāo)修正時，可適當(dāng)?shù)馗淖儽壤禂?shù)ki的取值（此時，不再考慮基本單元數(shù)Ni）。例如，當(dāng)加入“工藝成熟度”時，可適當(dāng)?shù)卦黾?ldquo;成熟度較低”部件（其內(nèi)部含有新器件、新材料、新技術(shù)等）的ki值，即降低對它的可靠性要求；同時減少“成熟度較高”部件（技術(shù)成熟、繼承性好）的ki值，即提高對它的可靠性要求。但應(yīng)保持（4）式和（5）式繼續(xù)成立。而且，這種“定量”的調(diào)整，應(yīng)該是小幅度的，盡量不要顛覆已經(jīng)確定的“定性關(guān)系”，即各部件間，可靠性“誰高、誰低”的橫向?qū)Ρ汝P(guān)系。如果還要繼續(xù)加入其他影響因素時，可照此辦理，但限于篇幅不再贅述。
?? 5.1.4 參考相似產(chǎn)品進行分配
一般情況下，新研制的產(chǎn)品往往是老產(chǎn)品的改型，有時也稱老產(chǎn)品為“相似產(chǎn)品”。在初次對新產(chǎn)品進行可靠性分配時，可以參照老產(chǎn)品的可靠性分配結(jié)果，故稱這種方法為“相似產(chǎn)品法”，計算公式如下：
式中，
—新產(chǎn)品的第i個單元的失效率（與老產(chǎn)品的第i個單元的失效率相對應(yīng)）；
—新產(chǎn)品整機失效率（與老產(chǎn)品的整機失效率對應(yīng)）；
—老產(chǎn)品第i個單元的失效率；
—老產(chǎn)品整機失效率。
由（7）式可知，新產(chǎn)品的可靠性分配是直接套用了老產(chǎn)品（或者相似產(chǎn)品）的比例關(guān)系（）。因此，老產(chǎn)品必須是技術(shù)上成熟的產(chǎn)品，而且其可靠性指標(biāo)的分配是合理的。否則，不能套用。在實際應(yīng)用時，根據(jù)新產(chǎn)品相對老產(chǎn)品在技術(shù)狀態(tài)上的差別，可適當(dāng)?shù)剡M行調(diào)整。
5.2 可靠性預(yù)計
?? 5.2.1 可靠性預(yù)計概述
所謂可靠性預(yù)計，就是根據(jù)元器件的可靠性值逐級向上預(yù)計（計算）各級單元的可靠性值，直至系統(tǒng)級為止，是一個自下而上的綜合過程。
可靠性分配是從頂層產(chǎn)品（整機產(chǎn)品）開始的，逐級向下展開，一直分配到最底層的基本單元為止?？煽啃灶A(yù)計正好相反，從最底層的單元開始。首先對位于底層的所有單元分別進行預(yù)計，再將預(yù)計的結(jié)果分別代入到各自對應(yīng)的“上一級單元”的可靠性數(shù)學(xué)模型中，即可計算出“上一級單元”的可靠性值。如此，逐級地向上推算，直到計算出頂層產(chǎn)品的可靠性值為止。
需要指出的是，所有單元的可靠性預(yù)計值均應(yīng)優(yōu)于其給定的指標(biāo)（由上一級單元的分配結(jié)果確定）。如果實現(xiàn)該指標(biāo)確有困難，其可能的原因有二：
其一，所選元器件的質(zhì)量等級可能偏低，需要提高其質(zhì)量等級，特別是用量較大的元器件；
其二，可靠性指標(biāo)的分配可能不合理，需要向上一級設(shè)計師反饋意見，調(diào)整可靠性分配的結(jié)果。
由此可見，可靠性分配與可靠性預(yù)計是相輔相成的，首次分配時，由于資料不足，分配的指標(biāo)可能不夠合理，需要多次調(diào)整和迭代，使之逐步趨于合理。
另外，為了提高預(yù)計結(jié)果的可信程度，以及同級單元預(yù)計結(jié)果的可比性，需要統(tǒng)一預(yù)計時所采用的“尺度”：
① 所采用的預(yù)計方法（模型）要統(tǒng)一；
② 所使用的失效率手冊（即數(shù)據(jù)來源）也要統(tǒng)一。
?? 5.2.2 可靠性預(yù)計的程序
中間單元和整機產(chǎn)品的可靠性預(yù)計，只是將下一級單元的預(yù)計結(jié)果代入到公式（可靠性數(shù)學(xué)模型）中進行計算，相對來說比較簡單；而底層單元（電路板）的可靠性預(yù)計則較為復(fù)雜，而且是“全部預(yù)計”的基礎(chǔ)，也最為重要。因此，下面只討論底層單元的可靠性預(yù)計。
在GJB/Z 299A-91《電子設(shè)備可靠性預(yù)計手冊》（簡稱《手冊》）中，給出了最為常用的“元器件應(yīng)力分析法”的預(yù)計程序。為了便于應(yīng)用，這里以“電路板”為例，并結(jié)合《手冊》概述如下：
⑴ 建立電路板的可靠性模型：
可靠性模型是可靠性預(yù)計的前提，因此，首先要建立電路板的可靠性模型，即確定“板上元器件”之間的可靠性串、并聯(lián)關(guān)系（注意：不是物理串、并聯(lián)）。
⑵ 確定元器件的“基本失效率”λb：
基本失效率是僅考慮溫度應(yīng)力和電應(yīng)力時，電子元器件的失效率，即暫不考慮質(zhì)量等級、其他環(huán)境因素等對元器件的影響。根據(jù)電路板研制任務(wù)書的相關(guān)要求，確定板上元器件的工作溫度T和電應(yīng)力比S（工作電應(yīng)力∕額定電應(yīng)力）。根據(jù)元器件的類型，查閱《手冊》的“T—S”表格，即可得到元器件的基本失效率λb 。不同類別的元器件，具有不同的“T—S”表。
⑶ 計算元器件的“工作失效率”λp：
元器件的工作失效率λp是基本失效率λb與一系列修正系數(shù)（即所謂的π系數(shù)）的連乘積，是對基本失效率λb的修正?；臼室呀?jīng)考慮了溫度和電應(yīng)力的影響，除此之外，還要進一步考慮質(zhì)量等級、其他環(huán)境因素等對元器件的影響。不同的影響，用不同的π系數(shù)進行修正。而且，不同類別的元器件，具有不同的“修正模型”和不同的π系數(shù)（對應(yīng)不同的應(yīng)用要素：環(huán)境類別、質(zhì)量等級、結(jié)構(gòu)系數(shù)、成熟系數(shù)等）。查閱《手冊》，首先確定元器件的“λp計算模型”和π系數(shù)的數(shù)值；然后再將π系數(shù)的數(shù)值代入模型即可計算出元器件的工作失效率。
⑷ 計算同類元器件的工作失效率之和：
在得到所有元器件的工作失效率之后，再將電路板上同類型的元器件的工作失效率相加。
⑸ 計算電路板的工作失效率：
將電路板上各類元器件的工作失效率之“和”再相加，就可得到該電路板的工作失效率，即該電路板的預(yù)計結(jié)果。
⑹ 預(yù)計上一級單元的可靠性值：
該電路板僅僅是其上一級單元的組成之一；該電路板的預(yù)計結(jié)果就是其上一級單元的一個已知參數(shù)。但是，同級別的電路板不止一個，上一級單元也不止一個。當(dāng)同級別的所有電路板都完成了可靠性預(yù)計后，要“對號入座”，找到各自的上一級單元。然后，再將各電路板的預(yù)計結(jié)果分別代入到各自的上一級單元的可靠性模型中，就可以計算出上一級單元的失效率。照此繼續(xù)下去，就可以最終計算出整機產(chǎn)品的失效率。
來源：可靠性技術(shù)交流
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