系統可靠性


一、系統可靠性

  系統可靠性是系統在規定的時間、環境下,持續完成規定功能的能力,即系統無故障運行的概率。

 

  系統可靠性涉及的概念

  (1)平均無故障時間(Mean Time To failures,MTTF

  MTTF指系統無故障運行的平均時間,取所有從系統開始正常運行到發生故障之間的時間段的平均值。

  計算方法是:總的正常運行時間/故障次數。計算公式為:MTTF =∑T1/ N。該值越大,表示系統的可靠性越高,平均無故障時間越長。

 

  (2)平均修復時間(Mean Time To Repair,MTTR)

  MTTR指系統從發生故障到維修結束之間的時間段的平均值。

  計算方法是:總的故障時間/故障次數。計算公式為:MTTR =∑(T2+T3)/ N。該值越越短,表示易恢復性越好。

 

  (3)平均失效間隔(Mean Time Between Failure,MTBF)

  MTBF指系統周期性運行至故障至故障處理的全程時間段的平均值。

  計算方法是:系統運行至故障處理全程時間/故障次數來表示,具體計算公式:MTBF =∑(T2+T3+T1)/ N。MTBF越長表示可靠性越高正確工作能力越強 。

  注:平均失效間隔 MTBF = MTTF+ MTTR 或 MTBF = 1/λ

 

  (4)可用率(也稱有效性)

  可用性是指可維修產品在規定的條件下使用時具有或維持其功能的能力。其量化參數為可用度, 表示可維修產品在規定的條件下使用時,在某時刻具有或維持其功能的概率

  計算方法是:系統平均無故障時間/平均失效間隔,具體計算公式:通常記作A = MTTF/MTBF * 100% 或者 A = MTTF/(MTTF+MTTR) * 100%

 

  系統可靠性圖例:

  

   

 

 二、系統可靠性的計算

  系統可靠性是系統正常運行的概率,通常用R表示。

  系統可以分為串聯系統、並聯系統和模冗余系統

  (1)串聯系統,假設一個系統由n個子系統組成,一個子系統失敗,則整個系統失效;當所有的子系統都能正常工作時,系統才能正常工作,這種系統稱為串聯系統。

  圖例為:

  

  設系統各個子系統的可靠性分別用R1,R2,...,Rn表示,則系統的可靠性為:R=R1×R2×R3×…×Rn

  設系統的各個子系統的失效率分別用λ1,λ2,…, λn來表示,則系統的失效率:λ=λ1+λ2+…+λn

 

  (2)並聯系統假如一個系統由n個子系統組成,n個系統互為冗余,只要有一個子系統能夠正常工作,則整個系統正常工作。

  圖例為:

  

  設系統各個子系統的可靠性分別用R1, R2,…, Rn表示,則系統的可靠性R=1-(1-R1)×(1-R2)×(1-R3)×……×(1-Rn)。

  設系統各個子系統的失效率分別用λ1,λ2,…, λn來表示,系統的失效率為  


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