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可靠性個指標公式

發布時間:2021-04-17 21:27:35

1. 工業控制系統的幾個指標:安全性,可靠性和可

安全性(safety):免除不可接受的風險影響的特性。我認為安全性來自兩方面:系統在正常運行下的安全性(即邏輯上的錯誤,又叫功能安全)和故障(失效)下的安全性。安全控制系統中邏輯上的錯誤是要堅決杜絕的(百分之百沒有也是不現實的),在鐵路行業中有專門的檢測機構進行測試,其實質是遍歷測試,測試所有可能的情況;故障安全是指故障時設備應導向安全狀態。

安全性是以防止人生傷亡和財產損失為目的。

安全性評價比較常用的是安全完整性等級(SIL),根據安全要求的不用共分為四個等級。國內石化行業用的是SIL3,鐵路和軌道交通用的是SIL4。

在硬體上例如會採用動態電源、硬體表決、診斷、回採等技術來提高安全性;軟體上例如軟體表決(避錯技術,例如三取二,二取二等)、通信數據的嚴格檢驗、命令間的相關性小、模擬量的裁決:平均值,平滑濾波等。

2. 可靠性(reliability):指系統或元件在規定條件下,規定時間內,完成規定功能的能力。

可靠性以維護系統的功能正常執行為目的。

對可靠性的評價一般用平均無故障時間(MBTF)。

質量是可靠性的基礎,規范的質量檢查及軟體工程都是可靠性的重要保障。此外,

在硬體上應注意元器件的選擇和使用、機械環境設計考慮、電磁兼容設計考慮等。

在軟體上有N版本程序設計、恢復塊等技術。

在系統級別有失效模式分析(FMEA),故障樹(FTA)等技術。

3. 可用性(availability):在要求的外部資源得到保證的前提下,產品在規定的條件下和規定的時刻或時間區間內處於可執行規定或恢復功能的能力。

可用性以系統故障後(或局部故障)對業務的影響最小為目的。

對可用性的評價可用平均修復時間(MTRF)衡量。

最常用的提高可用性的方法為冗餘(容錯技術),例如三重表決系統(三取二)、二乘二取二等,這些系統兼顧了安全性和可用性。

這三個指標的關系:

下面通過幾個假設再闡述一下這幾個指標的關系:

上面已經提到安全性包括正常工作時的安全性和故障時的安全性,這裡面只討論故障安全,

1. 假設系統的可靠性為百分之百。這時即使系統故障不會導向安全,那也是安全的,所以說系統的可靠性越高,系統越安全(這只是一個相對概率);即使可用性差,即MTRF很大,那也沒有問題,因為可靠性百分之百。

可靠性關注的是少出故障。

2. 假設系統的可用性是百分之百。那即使系統的可靠性不高對用戶造成的影響也較小,例如通過冗餘來提高系統可用性,即冗餘的實現是百分之百OK的(因為可用性為百分之百),當系統出現可靠性問題(故障)時自動切換到冗餘系統,不會影響用戶的可用性,也相當於提高了整個系統的可靠性,當然,如果切換到冗餘系統後原系統不修復的情況下發生故障則會導致系統癱瘓(即共模故障),所以說低可靠性會導致低可用性;同樣,較好的可用性會提高系統的安全性。

可用性關注的是故障後對業務的影響程度。

3. 假設系統的安全性是百分之百。這時對可靠性的要求會有一定程度的降低,畢竟安全問題才是最大的問題。對可用性會提高,因為系統故障時帶來的後悔嚴重程序較小。

安全性關注的是故障後的後果。

4. 其實這三個指標並不是所有時候都成正比關系的,有時會犧牲一個指標來滿足另一個指標。例如在三取二系統中,降級模式有兩種3-2-1-0和3-2-0,在第二種降級模式中,如果只有一個模塊則系統是不能工作,因為已經無法表決了,即為了保證安全性降低了可用性;而第一種降級模式中則可工作,即犧牲了安全性降低了可用性。

5. 絕對(百分之百)可靠、可用和安全的系統是不存在的,所以在系統設計時要權衡這幾著之間的關系。

2. 產品的可靠性指標有哪些

這是我以前的一個回答:
我只是個學生,只是喜歡找了些資料覺得還好,希望能對你有幫助
可靠性即產品在規定的條件下、在規定的時間內完成規定的功能的能力,是衡量產品品質的關鍵要素之一。H3C在該領域經過多年的實踐和積累,教訓很多收獲更多。本文以H3C產品為例,就通信產品硬體工程類的可靠性保證作簡要探討,藉此讓大家對通信設備以及H3C產品從研發到量產的可靠性過程有個初步了解。

隨著互聯網的普及,網路正成為人們工作和生活越來越重要的組成部分。人們用它聽歌看電影玩游戲,企業用它建立運營體系、存儲數據、下發生產指令。試想某天當我們無法上網時,會是怎樣的境況?你將無法在MSN上和好友暢聊,無法在Google地圖上查找交通路線,無法在家了解股票行情……習慣依賴互聯網的我們將不得不改變生活方式。對於企業來說,停機除造成直接的經濟損失外,還可能引發社會影響和信任危機。美國Infonetics Research對80家大型企業調查發現,由網路故障造成的損失平均占年銷售額的3.6%。

就像電話一樣,人們希望網路也能「想用就用」,可靠性的專業術語就是「可用度高」。實現高可用網路的方法,除了像冗餘備份、提高故障診斷能力、增加備件這些減少設備宕機時恢復時間的方法之外,還包括一個重要的指標就是設備的可靠性。

可靠性管理:可靠性保證和增長的基礎

之所以把可靠性管理放在第一位,優先於可靠性設計、分析和試驗,是因為我們認為後者都是具體的、細節的技術或方法,是可以短期內修正或完善的,而可靠性管理則代表了一個公司可靠性領域在流程和制度上的成熟度,需要時間、實踐、經驗和數據的積累和沉澱,可以說是員工心智和公司文化的體現。

H3C經過兩年的實踐摸索,於2005年正式將可靠性納入公司的流程管理,作為產品開發過程中的重要一環。對於研發的每款產品,我們都會制定相應的可靠性規格和過程實施計劃。可靠性規格是產品概念階段在可靠性指標上的承諾,根據各方面的需求決定出要做什麼樣的產品。可靠性過程計劃則明確定義什麼階段、由誰、完成哪些可靠性工作,達到什麼目標,過程如何規范,交付哪些內容,在執行上保證了規格承諾的兌現。

舉例來說,器件管理和優選便是可靠性管理體系中的重要組成部分。做過產品開發的人都知道,不同廠家的同型號器件,往往很難做到所有參數完全一致。當器件參數不一致時,產品在設計初期就需要考慮通過容差設計來兼容這些器件,這樣就對設計和製造提出了更高的要求,一定程度上提高了設計製造的難度和成本。隨著供應商和器件型號的增加,管理費用迅速上升,彼此溝通變成了一個費時費力而且低效的工作。另一方面,設計和製造也不斷出現由「兼容設計」引起的問題,允許免檢直接入庫的器件變少。對於這種問題,在H3C,有專門的部門負責器件優選和認證管理工作,他們跟蹤業界器件技術發展的動態,對製造、客戶出現的器件問題進行跟蹤和數據搜集,提供各類優選器件清單,使器件選型工作簡單有效。當有器件需要替代時,必需經過足夠的審核、測試和小批量驗證才能被規模使用。

可靠性增長的一個重要方法是應用FRACAS系統(Failure Report Analysis and Corrective Action System),其原理是利用「故障反饋、閉環控制、預防再發生」,通過一系列規范化的工作程序,及時報告產品故障,分析故障根因並糾正,通過臨時規避措施減少故障的影響,通過預防再發生的解決措施實現產品可靠性的增長。在H3C,從研發、試產、生產到客戶現場,各環節不同程度都在實施故障報告和閉環。以HASA(Highly Accelerated Stress Audit,高加速應力稽核)流程為代表,該流程融入了FRACAS和8D的思路,對每一台HASA過程出現問題的設備,都建立流程跟蹤,從條碼記錄、故障現象、故障風險分析、根本原因總結到解決措施、閉環實施,把各環節有機整合起來,實現發貨前檢驗的高效率和問題閉環的有效性。將每個HASA失效都看作改進過程的機會,從而使解決問題的投入達到利益最大化。

有人說,世界上只有上帝可以不用數據說話。根據流程,我們把所有和可靠性相關的關鍵數據都集成到了QA系統的可靠性模塊。在這里,可以查到某款產品在特定發貨時間的市場失效情況,可以跟蹤市場實際MTBF、累計失效率、製造批次相關的失效率等等。通過數據分析和同類產品比對,去發現設計、製造、管理各環節可以提高的機會,實現進一步的可靠性增長。

良好的可靠性管理通過建立一套嚴格的紀律,指導我們什麼時候要做什麼事情;可以讓今天的教訓成為明天的預防,在明天就「一次性把事情做對」;可以讓我們「站在巨人的肩膀上」,做任何事情都不是從零開始。而所有的目的,只是為了實現可靠性目標的承諾,保證提供給客戶的產品,在承諾的時間內是高可靠的、是滿足客戶要求的。

可靠性設計:關注細節,重在執行

談到電子產品可靠性設計,我們幾乎馬上會想到熱設計、元器件降額、容差容錯設計、可靠性預計等等。就像小學作文,中心思想是確定的,關鍵看如何寫這篇文章。可靠性設計是否成功,有兩點必不可少,其一是執行,其二是細節。

我們先說執行。以降額設計為例,不少公司都有降額設計規范,看上去很美。但這個規范是否被嚴格執行了還是被束之高閣,超出降額的器件有沒有被專業評估,降額要求是否根據製造/市場元器件的表現調整,不同產品是否需要分別對待實現全壽命成本最優,都是可靠性實現的關鍵。再如熱設計,在H3C,熱設計由可靠性工程師保證。每款產品,在開發初期,都會對散熱進行評估和模擬,提前釋放散熱風險。在整個評估過程中,可靠性工程師和結構工程師、產品開發人員、互連設計工程師的溝通是非常緊密的。風險沒有釋放,就不能通過下一個技術評審點。

其次是細節。航空愛好者知道,1980年,阿麗亞娜火箭第二次試飛時,一名工作人員不慎碰落一個部件的商標,堵塞了發動機燃燒室的噴嘴,造成發射失敗。1985年,美國發射「三叉戟」導彈,由於發動機燃燒室中剝落了一塊黃豆大的絕緣層,結果高溫火焰燒穿了那裡的金屬壁,燃氣向外噴射,發動機爆炸。可靠性設計是一個需要注重細節的工作,所謂「千里之堤,潰於蟻穴」,「Paying attention to details」是直接寫入到美軍標338中的,或者這也是經驗和思考的總結。

以H3C為例,熱設計中的熱模擬過程不但模擬常態情況,還會對風扇停轉等異常狀態進行模擬;在降額設計上,對各類器件電應力進行遍歷審查,對不同風扇轉速下熱應力進行遍歷測試,保證在規定環境下每個器件承受的應力滿足降額要求;對易損耗的器件進行壽命評估,保證在規定時間內設備符合用戶的要求;對關鍵電路進行容差設計和模擬,保證器件參數隨環境應力、壽命漂移時,電路依然可以可靠工作。

可靠性分析:防患未然,心知肚明

可靠性分析主要包括三部分:可靠性預計、FMEA(故障模式影響分析)和FTA(故障樹分析)。可靠性預計通過MTBF、返修率等指標作為維修、備件成本的預計,或整網可用度的評估,對設備可靠性增長貢獻不多。FTA構造繁雜、對人員經驗和技能要求高、容易出錯。對於復雜產品,FMEA是一個防患未然的有效方法。舉個簡單的例子,我們有時會遇到十字路口紅綠燈失效的情況,想想我們最不希望哪種失效現象出現?顯然,當兩條路上同時出現綠燈時交通事故隱患就被埋下了,這是我們最不希望發生的。那麼在開展交通信號燈控制系統的FMEA分析時,就要關注哪些器件失效會出現綠燈同時點亮的情況,是否有解決方法。

在H3C,復雜系統會開展FMEA分析工作,從而對系統中可能出現的故障現象做到心知肚明,評估容錯設計是否足夠。對於冗餘備份系統,保證失效發生時設備可以快速倒換,業務正常運行不受影響。

可靠性試驗:真金不怕火煉

我們研發出來的每一款產品,都會經受可靠性試驗的洗禮,其中最嚴酷的當屬HALT試驗(Highly Accelerated Life Test,高加速壽命試驗)。

90年代HALT試驗在國外獲得推廣,而國內企業由於各種限制起步相對較晚。與傳統的施加模擬客戶環境的應力來發現故障的環境試驗不同,高加速應力是一種主動的試驗。使用應力步進的方法,使設備不斷接近極限應力,直到故障暴露。通過「暴露缺陷—不斷改進—再試驗—再改進」的方式,持續發現並解決設計、來料、工藝等相關問題,從而獲得產品的快速穩定。這有點像運動員的訓練,如果要參加100米短跑比賽,那麼運動員平常訓練時絕不會只是重復訓練100米沖刺,力量和耐力的訓練必不可少。同樣道理對於產品來說,雖然標稱工作環境是0~40/45℃,HALT試驗過程中其實都會經受100℃高溫和-40℃低溫的極限考驗。

到這里,可能你會提出兩個問題:1,HALT試驗做到-40℃和100℃有沒有必要,室內應用的產品,怎麼可能有這樣的環境?經驗告訴我們,非常必要且獲益匪淺!按照H3C工程師的說法,現在不作HALT試驗「心裡沒底」。2,廠家宣稱的0~70℃的器件能在-40~100℃環境工作嗎?實踐表明,在可靠的電路設計下,器件完全可以承受比規格更高的應力(極少數器件例外)。

如果你是做可靠性的同行,或者正在經受HALT問題的煎熬,可能還有第3個疑問,為什麼可以用環境應力暴露未來5年甚至10年可能出現的可靠性問題?研究一下元器件資料,看看容差設計的原理和品質管控方面的書籍,就會發現一個共同點:器件參數漂移。當一個器件在極限環境應力下參數漂移范圍比工作5年參數漂移范圍更寬時,只要該器件在電路環境中能承受極限應力,你就基本可以放心未來5年參數漂移引發失效的模式不會在電路中發生。其他原因如振動累計損傷、磨損引起的失效加速分析等,這里不再展開。

除了HALT試驗,在H3C,我們還採用了一個時尚前衛的可靠性保證手段,那就是HASA篩選。

研發出來的產品,到量產後,由於器件批次間的參數離散、工藝控制的原因,可靠性有可能會降低。HASA利用溫度、振動、電應力、數據流量等多應力同時施加的方式,有效篩選出故障設備,從而實現量產產品在質量和可靠性上的快速穩定。我們通常的HASA篩選應力遠超出設備工作應力,比如溫變率,典型應用環境溫變率不會超過0.5℃/分鍾,H3C篩選應力是40℃/分鍾。

其他常規試驗如溫濕度類試驗、機械類試驗、EMC的浪涌/靜電/抗干擾試驗,都是H3C產品的必檢項,通不過這些試驗,產品是無法到達客戶手中的。

結語

行文至此,相信你已對通信設備以及H3C產品可靠性保證體系有了簡單了解。鋼鐵鑄就源於千錘百煉,打造質量卓越的產品永遠是我們孜孜以求的目標。參考資料:鋼鐵是怎樣煉成的?——淺談通信產品的可靠性保證

3. 可靠性指標MTBF怎麼計算啊

有數據了?
產品在規定條件下和規定時間內完成規定功能的能力;反之,產品或版其一部分不能或權將不能完成規定的功能是出故障。概括地說,產品故障少的就是可靠性高,產品的故障總數與壽命單位總數之比叫「故障率」(Failure rate),常用λ表示。例如正在運行中的100隻硬碟,一年之內出了2次故障,則每個硬碟的故障率為0.02次/年。當產品的壽命服從指數分布時,其故障率的倒數就叫做平均故障間隔時間(Mean Time Between Failures),簡稱MTBF。即:
MTBF=1/λ
筆者最近看到一款可用於伺服器的WD Caviar RE2 7200 RPM 硬碟,MTBF 高達 120萬小時,保修 5年。120萬小時約為137年,並不是說該種硬碟每隻均能工作137年不出故障。由MTBF=1/λ可知λ=1/MTBF=1/137年,即該硬碟的平均年故障率約為0.7%,一年內,平均1000隻硬碟有7隻會出故障。

4. 可靠性主要指標有哪些

一般分為內部可靠性和外部可靠性,有時也用平均可靠性和顯著可靠性來度量。

5. 可靠性測試的兩個關鍵的性能指標是什麼

請看以下對產品可靠性的解釋,相信你就知道了
產品在規定的條件下,使用規定的時間內,完成規定功能的概率稱之為可靠性
即可靠性四要素:
規定條件
規定時間
規定功能
概率(即某事件發生之可能性)
而產品可靠性之好壞,是由三個因素影響,即功能正常,使用環境,使用期限

6. 可靠度公式各個字母代表什麼意思

R(t)=e^(-λt)
R--可靠度:產品在規定的使用條件下、在規定的時間內、完成規定功能的概率;
t --時間;
λ--失效率。

7. 可靠性MTBF的指標是

有數據了?
產品在來規定自條件下和規定時間內完成規定功能的能力;反之,產品或其一部分不能或將不能完成規定的功能是出故障。概括地說,產品故障少的就是可靠性高,產品的故障總數與壽命單位總數之比叫「故障率」(failure
rate),常用λ表示。例如正在運行中的100隻硬碟,一年之內出了2次故障,則每個硬碟的故障率為0.02次/年。當產品的壽命服從指數分布時,其故障率的倒數就叫做平均故障間隔時間(mean
time
between
failures),簡稱mtbf。即:
mtbf=1/λ
筆者最近看到一款可用於伺服器的wd
caviar
re2
7200
rpm
硬碟,mtbf
高達
120萬小時,保修
5年。120萬小時約為137年,並不是說該種硬碟每隻均能工作137年不出故障。由mtbf=1/λ可知λ=1/mtbf=1/137年,即該硬碟的平均年故障率約為0.7%,一年內,平均1000隻硬碟有7隻會出故障。

8. 可靠性計算

根據你書本上的數據,然後再帶入這個公司只會享受你想要的結果。

9. 系統的可靠性指標是從概率的角度來定義的.通常有哪三個指標

⒈ 字長

指計算機一次能夠並行處理的二進制數據的位數,字長直接影響到計算機內的功能、用途及應用容領域。

⒉ 主頻速度

指計算機的時鍾頻率,主頻在很大程度上決定了計算機的運算速度。

⒊ 運算速度

指計算機每秒鍾能執行的指令數。常用的單位有 MIPS (每秒百萬條指令)。目前已達每秒 2 ~ 5 億條指令。

⒋ 存儲周期

指存儲器連續兩次讀取(或寫入)所需的最短時間,半導體存儲器的存儲周期約為幾十到幾百毫微秒之間。

⒌ 存儲容量

指內存儲器能夠存儲信息的總位元組數。

⒍ 可靠性

指在給定時間內計算機系統能正常運轉的概率,通常用平均無故障時間表示,無故障時間越長表明系統的可靠性越高。

⒎ 可用性

指計算機的使用效率,它以計算機系統在執行任務的任意時刻所能正常工作的概率表示。

⒏ 可維護性

指計算機的維修效率,通常用平均修復時間來表示。

其中,主頻、運算速度、存儲周期是衡量計算機速度的不同性能指標。此外,還有一些評價計算機的綜合指標,例如性能價格比、兼容性、系統完整性、安全性等。

10. 產品可靠性的衡量指標有哪六種

產品可靠性的衡量指標有 可靠度、失效度、故障概率密度、故障率、平均壽命與可靠壽命、平均無故障工作時間 六種。
望採納,謝謝!!!!

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