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系列组件的 MTBF

1960
电子电路板展示了用于系统工程可靠性分析的系列元件。

(图片仅供参考)

对于一个由串联部件组成的系统,任何单个故障都会导致系统失效,因此整体故障率是单个故障率的总和。系统的 MTBF 的倒数:[latex]MTBF_{system} = (\sum_{i=1}^{n} \lambda_i)^{-1} = (1/MTBF_1 + 1/MTBF_2 + ... + 1/MTBF_n)^{-1}[/latex].这意味着系统的 MTBF 总是小于最低单个组件的 MTBF。.

这一原则强调了系统设计的一个重要方面:一个链条的强度取决于其最薄弱的环节。当元件串联排列时,整个系统的可靠性总是低于最不可靠元件的可靠性。例如,考虑一个有两个串联组件的系统。组件 1 的平均无故障时间为 10,000 小时([latex]/lambda_1 = 10^{-4}[/latex] 故障/小时),组件 2 的平均无故障时间为 20,000 小时([latex]/lambda_2 = 0.5 \times 10^{-4}[/latex] 故障/小时)。.

系统总故障率为 [latex]\lambda_{system} = \lambda_1 + \lambda_2 = 10^{-4} + 0.5 次 10^{-4} = 1.5 次 10^{-4}[/latex] 故障/小时。+ 0.5 \times 10^{-4} = 1.5 \times 10^{-4}[/latex] 故障/小时。因此,系统的 MTBF 为 [latex]MTBF_{system} = 1 / \lambda_{system} = 1 / (1.5 /times 10^{-4}) (约 6,667[/latex] 小时)。这大大低于任何单个组件的 MTBF。.

这种计算方法是使用可靠性方框图(RBD)的基础,RBD 是一种分析系统可靠性的图形方法。在 RBD 中,串联的组件被画成一条线,直观地表示所有组件都必须发挥作用,系统才能成功。这种分析促使工程师确定关键部件,并集中精力改进可靠性,如选择更高质量的部件或引入冗余(并联部件)。.

UNESCO Nomenclature: 2212
- 系统工程

类型

抽象系统

中断

重大的

用法

广泛使用

前体

  • 乔治-布尔开发的布尔代数
  • 网络流理论
  • 图论原理
  • 早期电路分析技术

应用程序

  • 电子电路设计可靠性分析
  • 复杂工业过程的风险评估
  • 供应链脆弱性分析
  • 软件架构设计,其中模块是串联的

专利:

NA

潜在创新理念

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相关内容: 系列元件、系统可靠性、故障率、可靠性框图、最薄弱环节、系统设计、风险评估、电子学。.

历史背景

系列组件的 MTBF

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(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

相关发明、创新和技术原理

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