可靠性設計與分析的案例
可靠性設計分析軟件PosVim
最近試用了國內研發的一個可靠性設計與分析軟件系統，名字叫PosVim。這個系統包含產品可靠性（廣義可靠性）設計分析、仿真、試驗、數據應用4大子系統，涵蓋可靠性預計、可靠性建模、FMEA、FTA、容差分析（含最壞情況仿真分析）、降額設計分析（兼容ECSS標準和GJB35)、可靠性分配、維修性預計與分配、測試性建模與分析（兼容多信號模型、仿真）、疲勞壽命分析（具備應力壽命分析、拉伸壽命分析、焊接結構疲勞分析、裂紋增長壽命分析、腐蝕疲勞壽命分析）、失效物理仿真分析、故障診斷與壽命預測分析、保障性仿真、概率風險評價、安全研制保障等級分析、多物理環境建模、加速壽命試驗設計分析、加速退化試驗設計分析、威布爾分析、數據挖掘應用等30多個功能模塊，具備故障邏輯分析與故障物理分析、統計與仿真驗證分析、通用與專業性（如相控陣雷達等專用模型與方法）設計分析、宏觀與微觀分析等多個層面、多個角度的可靠性設計分析能力。
下面是他們的PosVim的詳細介紹材料。國產的，感覺還不錯，非常難得的一個系統。給他們點贊。
PosVim介紹材料.pdf
展開 [可靠性軟件介紹]可靠性、維修性和安全性工程設計分析Isograph
Isograph 軟件的一個顯著特性就是將各軟件工具的功能、設計分析信息、分析流程等有機地集成在一起。
功能集成
Isograph 軟件集成了以下可靠性、維修性、綜合保障分析工作內容：
※ Reliability Prediction －可靠性預計
※ Maintainability Prediction －維修性預計（ MTTR 預計）
※ Reliability Block Diagram －可靠性框圖
※ FMEA / FMECA －故障模式、影響及危害性分析
※ Fault Tree Analysis －故障樹分析
※ Event Tree Analysis －事件樹分析
※ Markov Analysis －馬爾可夫過程分析
※ Reliability-Centred Maintenance －以可靠性為中心的維修工作分析
※ Hazop Analysis －風險性及可行性分析
※ Weibull Analysis －威布爾故障數據分析
※ LccWare －壽命周期費用分析
※ AvSim －高級仿真分析
項目集成
※ 系統、分系統、設備、部件、組件、元器件的統一分析和管理
※ 支持工程項目的分離與合并
※ 自動實現產品中各層次單元的數據傳遞關系
※ 最大限度地保證可靠性設計分析工作與產品研制狀態的一致性
數據集成
※ 通過數據共享和數據鏈接技術實現數據集成
※ 軟件內部的數據鏈接由系統自動實現
※ 軟件與外部接口的數據鏈接由用戶自由指定
展開 航天器熱控系統的可靠性設計與分析
針對國內外航天器熱控制、熱管理技術的發展現狀,在詳細調研各種航天器熱控系統組成原理與功能實現方式的基礎上,從可靠性的角度出發,歸納、總結了航天器熱控系統中串聯、并聯、表決、儲備四種常見的可靠性設計模式及其相應的可靠性分析計算模型,介紹了其在空間站、月球探測
航天器熱控系統的可靠性設計與分析.pdf
可靠性設計分析方案淺談
應用背景
隨著科技的飛速發展，現代工程重要裝備的設計與制造正變得越來越復雜。這些裝備往往涉及多個學科的交叉融合，包括機械、電子、控制、軟件等多個領域。隨著集機、電、液等技術于一體的復雜系統朝著高可靠性、長壽命、高成本等方向發展，基于高可靠性的產品優化設計是工業界面臨的重要挑戰。
復雜裝備系統設計時面臨分析工具繁多且接口眾多、上下游數據傳遞無法自動化傳遞，協同效率較低、行業設計經驗/最佳實踐無法標準化重用等問題。與此同時，傳統的工程設計流程往往存在設計周期長、試驗成本高、仿真精度低、可靠性控制成本高。因此，需要打造一款通用軟件平臺將可靠性&優化分析流程進行規范化和組件化集成封裝處理，使工程師在產品設計階段基于大量的仿真分析和試驗驗證就可以確保設計方案在各種工況下的穩定性和可靠性。
解決方案
卓研可靠性設計分析平臺采用數值仿真+可靠性仿真的技術路線，基于數字樣機提供的樣本空間進行多學科優化設計與可靠性仿真分析，軟件支持自研程序、主流CAD/CAE工具軟件的封裝形成一系列專用組件，提供多種流程控制組件，可完成循環、分支等復雜流程的搭建，從而形成面向不同行業、不同專業的復雜仿真流程，并實現流程的自動化執行。
平臺功能
平臺采用數字樣機多學科聯合仿真技術，引入“概率+非概率”可靠性算法和智能優化算法，形成國產自主的“仿真+可靠性+多學科優化+模型驗證”平臺，解決工程重要裝備面臨的設計周期長、試驗成本高、仿真精度低、可靠性優化難等問題。
1、仿真模型庫建設
基于文本模式集成支持批處理方式運行的軟件或程序。
集成方式：通過求解器的輸入文件和輸出文件定義設計參數和響應量；
運行方式：通過批處理腳本運行求解器；
擴展性：通過開放的二次開發接口，支持用戶自定義封裝組件。
展開 
可靠性仿真是什么梗？一文讀懂可靠性仿真的方法與應用
可靠性仿真是充分利用產品現有的功能/性能模型及相關CAD工具，以系統功能/性能模型為內核，以可靠性模型為外殼，聯合各專業CAD工具建立綜合集成環境，實現可靠性與性能一體化建模仿真，支持在設計階段開展基于仿真的可靠性設計、分析與評價。
可靠性仿真
可靠性仿真的概念
當前全球科技水平的不斷提升使得航空航天、軍事裝備等行業得到空前發展。高科技產品功能結構復雜、系統組成龐大、研發周期長費用高、可靠性問題突出。傳統的基于統計的可靠性設計分析方法，與性能設計專業技術體系不一致，在設計過程中難以相互融合，造成可靠性設計分析工作往往滯后于性能設計分析工作，可靠性設計分析難以對產品的設計狀態產生真正影響。同時，傳統的可靠性試驗與評估方法需要大量新研產品進行試驗，往往在研制后期才能開展。通過可靠性試驗發現產品薄弱環節再進行設計更改，時間周期長并且代價較大。工程實踐表明，傳統的可靠性設計分析與試驗評估方法，越來越難滿足高科技產品高可靠長壽命的需求。
展開 直升機可靠性設計與分析工作研究
1 概述
可靠性是決定直升機效能的重要因素，亦是直升機質量的重要內涵，已經成為直升機發展中引人注目的關鍵問題。直升機不但要性能優越，而且要壽命長、故障少，使其具有較高的效能及較低的壽命周期費用，以獲取最佳的效費比。
可靠性技術是與國民經濟及國防科技密切相關的學科，世界各發達國家均對此予以高度重視。通過可靠性技術在直升機領域中的開展和應用，在民用產品與武器裝備的研制中都獲取了巨大效益。可靠性設計與分析就是要在直升機性能、可靠性、費用等各方面的要求之間綜合權衡，從而得到產品的最優設計，其主要工作項目有可靠性建模、可靠性分配、可靠性預計、故障模式及影響分析、故障樹分析及可靠性設計準則等。
2 可靠性模型
可靠性模型是指系統的可靠性框圖及其數學模型，它是進行可靠性預計與分配的基礎。可靠性框圖表示系統中各部分之間的可靠性邏輯關系，建立各級產品可靠性模型的目的是估算、評價產品的可靠性，定量計算系統可靠性指標。基本可靠性模型一般為串聯模型，串聯模型是指組成系統的所有單元中任一發生故障都會導致整個系統故障。串聯模型的可靠性框圖為：
數學模型為：
式中
——系統的可靠度
——第i個單元的可靠度
若各單元的壽命分布為指數分布，即
則
——系統的故障率 系統的平均無故障時間為：
可見串聯系統中各單元的壽命為指數分布時，系統的壽命也服從指數分布。
3 可靠性分配 3.1 目的及方法
可靠性分配，就是根據任務書中規定的系統可靠性指標，制定出各分系統或元器件的可靠性指標，使設計人員明確其設計要求，并研究實現其要求的可能性及辦法。
要進行可靠性分配，必須首先明確設計目標與限制條件。隨著目標及限制條件不同，可靠性分配方法也不同，一般分為等分法、比例組合法和評分分配法等。
展開 可靠性設計分析案例分享
本案例通過有限元分析軟件建立QX機構動作性能分析模型，結合失效機理開展可靠性分析，定量計算該機構可靠度，并以可靠度為優化目標，開展該機構參數的優化設計，提升QX系統性能可靠性。
物理模型示意圖
仿真模型
分析流程
試驗設計結果
靈敏度分析結果
代理模型結果
單元可靠性計算結果
優化設計結果
探討更多可靠性設計分析方案：
http://jsform3.com/web/formview/66390a0a75a03c2416365eef
展開 [可靠性軟件介紹]可靠性維修性綜合分析軟件包Relex
Relex Studio平臺用于產品的可靠性定性、定量分析及可靠性設計。該軟件集成了國內外現有的最新的可靠性設計分析技術，直接針對產品設計原理進行分析，通過分析結果的及時反饋指導產品設計，從而在研制階段提高產品的固有可靠性，以達到提高產品質量的目的。此外，Relex Studio平臺同時集成了維修性分析、保障性分析、故障數據管理系統和試驗數據評估等功能，方便企業在統一平臺下統一開展自己的系統工程工作，并建立經驗數據庫。
展開 直升機質量可靠性信息管理系統分析與設計
主要職責是：制定型號質量可靠性相關管理辦法、程序、工作細則和頂層文件；組織擬制質量可靠性管理文件，總體技術方案論證、質量可靠性設計分析和審查把關，編制工作大綱和技術規范，確定質量可靠性工作項目；組織協助其他承研單位開展質量可靠性設計分析、驗證評價、元器件質量控制和軟件工程化管理等工作；編制工作計劃，實施參與重大節點審查，實施全過程質量可靠性監督控制、質量可靠性問題歸零處理等工作。
圖1 直升機型號研制質量可靠性管理體系示意圖
2 系統需求分析
2.1 質量可靠性工作控制和管理方面的需求
直升機型號質量可靠性方面的計劃、論證和重大技術問題研究，監督、控制、管理直升機整個生命周期過程中的質量可靠性活動和工作的開展。
2.2 型號質量可靠性工作系統運行管理方面的需求
型號研制中質量可靠性工作系統運行管理，推進研制單位、使用單位在直升機型號研制過程中管理活動、研制活動的制度化、規范化、程序化、科學化，推動型號研制過程中質量可靠性的全面貫徹。加強相關單位之間的技術、管理、信息的溝通交流，提高型號研制中的過程控制和質量管理能力。探索解決直升機設計研制過程中存在的性能與質量可靠性之間脫離的現象，推進實現一體化設計，解決設計手段方法不足、管理體系構架不清晰等狀況。
2.3 各方面質量可靠性信息發布、查詢、修改方面的需求
對直升機型號從論證、研制、生產、試驗試飛、使用維護等等各階段的質量可靠性信息進行存儲、維護、分類、統計，形成信息閉環。
圖2 簡化的信息流程圖
2.4 對相關直升機管理機構進行決策支持
建立故障數據庫、失效案例庫等基礎數據庫，為研制、生產環節質量可靠性工作提供原始資料，為進行FMEA和可靠性設計創造條件。
展開 機械產品可靠性設計方法評述
一、前言
一個產品的可靠性是通過設計、制造直至使用的各個階段的共同努力才得以保證的。“設計”奠定產品可靠性的基礎，“制造”實現產品的可靠性設計目標，“使用”則是驗證和維持產品可靠性目標。任一環節的疏忽都會影響產品的可靠性水平，尤其是設計階段的可靠性保證更為重要。
二、應用可靠性工程理論指導產品可靠性設計
可靠性設計，實質上是指在設計開發階段運用各種技術和方法，預測和預防產品在制造和使用過程中可能發生的各種偏差、隱患和故障，保證設計一次成功的過程。日本工業標準 JISZ8115-1981 《可靠性術語》將可靠性設計定義為“賦予產品可靠性為目的的設計技術”。這種設計要求設計者考慮一般的設計特性如應力、重量、外結構等方面外，還須正確評價在整個壽命周期內可能發生的環境條件和材料性能等變化對產品可靠性的影響，采取事前預防措施，保證定性或定量可靠性目標的實現。
為了實施產品可靠性設計，必須提高設計人員預測和預防故障的能力，除了傳統的設計技術外，還要采用各種分析、預測和保證產品可靠性的方法和原則。 “可靠性工程”技術，就是應此需求發展起來的以解決可靠性為出發點的一門新興學科，它提出了一套指導產品可靠性設計、試驗、預測、分析和評估的方法和技術，這些方法和各產品的固有專業技術結合，能以較少的費用，設計出所要求的可靠性。
三、機械類產品可靠性特點
在應用可靠性工程技術的理論和方法時，應注意機械類和電子類產品的可靠性問題的差別（見表 1 ）。可靠性工程技術起源于電子領域，現已頒發的一些可靠性設計、試驗和分析方法或標準，大都是根據電子產品故障多屬隨機性、壽命服從指數分布等特點制定的。這些方法或標準對機械類產品不完全適宜，因為機械產品的零部件大多是耗損性失效為主；零部件的故障和連接、維修、使用方式密切相關，可靠性建模很困難；而且，機械零部件一般都是為特定用途設計，通用性不強，不易積累共用數據。
展開 可靠性智匯團隊介紹
可靠的人做可靠的事；可靠性設計分析，確保穩定與創新的完美結合。
我們是一支可靠性設計分析的專業團隊，專注于可靠性設計分析技術研究，提供專業的可靠性解決方案和工具。
團隊成員匯聚了來自各個領域的精英人才，包括海外歸來的行業專家和具有豐富研究經驗的博士學者。我們的團隊以引領可靠性仿真設計為己任，致力于可靠性仿真設計領域的創新與突破。我們不僅擁有豐富的行業經驗和深厚的專業知識，還提供專業的工具和服務，實現高可靠性的工程設計。
歡迎志同道合的朋友一起探討交流哦~~
展開 
可靠性工程基礎理論
總體設計階段
在總體設計階段，需利用可靠性分配，將總體的可靠性指標值逐層分解，轉化為各裝置、的可靠性設計指標要求值，同時通過每個裝置選用器件的大致種類、數量和使用條件進行可靠性預計，得出每個裝置的基本可靠性設計值大致范圍。可靠性分配結合可靠性預計確定每個裝置的可靠性設計要求值。同時，在總體設計階段需要建立可靠性工作組織和明確后續構建階段、實現階段和產品交付用戶后，需要開展的可靠性設計分析、管理和試驗工作項目，保證各裝置的可靠性設計指標能夠達到設計指標要求值。
構建階段
在構建階段，需將裝置的可靠性設計指標要求值分配到各部件，形成各部件可靠性設計指標要求值。分配需要結合預計的結果，最終得到相對合理的各部件可靠性指標設計要求值。
詳細設計階段
詳細設計階段是分別開展器件級別、部件級別、整件級別、裝置級別和系統級別的可靠性設計分析、可靠性試驗和管理活動，確保產品各級設計可靠性指標達到可靠性指標要求值。元器件級的可靠性設計方法包括器件的選擇與使用、降額設計、器件面向使用電應力設計和失效機理分析；電路的可靠性設計方法包括簡化方案，避免片面追求高性能指標和過多的功能，合理劃分軟硬件功能和合理的元器件使用，綜合熱設計、容差與漂移設計、電氣互連的可靠性設計、機械防振設計、氣候環境防護設計、電磁兼容設計、工藝工裝設計和對外協的要求。裝置和系統的可靠性設計包括簡化設計、冗余設計、熱設計、環境防護設計、抗沖擊、振動、嗓聲設計、健壯設計、安裝設計、原材料、零部件、元器件選用設計、包裝、存儲、裝卸和運輸設計、系統可靠性評估。各級系統除開展可靠性設計外，還需進行可靠性統計分析，確定各級系統的薄弱部位和關重件，外界條件敏感環節，設計改進措施/建議和改進后的效果。
編輯本段產品可靠性工作需要在研發階段導入
流程
產品定型后可靠性的提升將非常有限。
展開 可靠性設計、可靠性測試、元器件選型、系統設計、微觀設計
當我們要決策一個電路的器件選型的時候，如果有一個基本公式，直接告訴了我們應該重視哪個指標，器件選型和電路設計還是一件難事嗎？
舉個例子，一個插座電纜，上面要通過10A的電流，是用2根8A的導線并聯分流好呢？還是用一根14A的電纜好呢？通過可靠性模型可以輕松得到答案。
驅動一個發光管，是用三極管好呢，還是用運放好呢？
前段時間去青島，參觀了青啤的啤酒博物館，看到了一個世紀前，德國的電機和日本的風扇，世紀后的今天仍然能正常工作，令人艷羨不已。系統失效率的影響要素可以告訴您這個結果的答案，放在今天，德國、日本和我們一樣，也造不出耐一個世紀的電機和風扇。
電子可靠性要想提升，應該從哪些具體問題點下手呢？
這些都是系統方法論和工程計算可以幫助解決的問題，錢老走了，他的智慧和思維需要有人繼續傳承下去，我能做的是傳播錢老的思想，希望有更多的人參與進來，更廣泛的理解和應用。
2、電路可靠性設計規范
電路可靠性設計規范包括降額設計（降額參數和降額因子）、熱設計（熱設計計算、熱設計測試、熱器件選型）、電路安全性設計規范、EMC設計、PCB設計（布局布線、接地、阻抗匹配、加工工藝）、可用性設計（可用性要素、用戶操作分析、設計準則）、可維修性設計（可維修性等級、評估內容、設計方法）
電路可靠性設計規范的一個核心思想是監控過程，而不是監控結果，舉個最通俗的比方是，設計規范是懷孕過程的維護，保證優生。這些都是各前人多年經驗的總結，按照這些具體的設計方法去做了，產品的可靠性隱患就會被排除了。
比如熱設計，按照熱功率密度、熱流密度的計算確定下來的散熱方法，您就不必擔心散熱不夠了；按照熱阻和結溫的計算方法，選定了風扇和散熱片，只要有足夠的余量，也不必擔心自己是“盲人騎瞎馬，夜半臨深池”了。
展開 可靠性電子產品熱設計知識 附電子設備可靠性熱設計指南徐維新下載
16、根據經濟性及重量、體積、耗電約束要求，確定設備降額程度，使其降額比盡量減小，便不要因選擇過于保守的組件和零件導致體積和重量過于龐大。
17、在確定方案時，應根據體積、重量、經濟性與可靠性及維修性確定設備的冗余設計，盡量采用功能冗余。
18、設計設備時，必須符合實際要求，無論在電氣上或是結構上，提出局部過高的性能要求，必將導致可靠性下降。
19、不要設計比技術規范要求更高的輸出功率或靈敏度的線路，但是也必須在最壞的條件下使用而留有余地。
20、在設計初始階段就要考慮小型化和超小型化設計，但以不妨礙設備的可靠性與維修性為原則。
21、對于電氣和結構設計使用公差需考慮設備在壽命期內出現的漸變和磨損，并保證能正常使用。
22、加大電路使用狀態的公差安全系數，以消除臨界電路。
23、如果有容易獲得而行之有效的普通工藝能夠解決問題，就不必要過于追求新工藝。因為最新的不一定是最好的，并且最新的花樣沒有經過時間的考驗；應以費用、體積、重量、研制進度等方面權衡選用，只有為了滿足特定的要求時才宜采用。
24、為了盡量降低對電源的要求和內部溫升，應盡量降低電壓和電流。這樣可把功率損降低到最低限度，避免高功耗電路，但不應犧牲穩定性或技術性能。
25、應對設備電路進行FMEA及FTA分析，尋找薄弱環節，采取有效的糾正措施。
26、在設備研制的早期階段應進行可靠性研制試驗。在設計定型后大批投產前應進行可靠性增長試驗，以提高設備的固有可靠性和任務可靠性。
27、對設備和電路應進行潛在通路分析、找出潛在通路、繪圖錯誤及設計問題。避免出現不需要功能和需要受到抑制。
28、對穩定性要求高的部件、電路，必須通過容差分析進行參數漂移設計，減少電路在元器件允許容差范圍內失效。
展開 基于 ANSYS 的壓力容器可靠性分析
摘要：ANSYS 是一種大型通用的有限元分析軟件，在眾多的領域中都可以進行很好的應用。本文主要就大型通用的有限元分析軟件ANSYS 在壓力容器可靠性分析中機械的可靠性理論、模型的建立、加載及求解三個方面的內容進行論述。
關鍵詞：ANSYS；壓力容器；可靠性分析；機械；模型；加載及求解
隨著經濟的發展和社會的進步，人們對于產品的質量與品質有著越來越高的要求。其中可靠性成為了一個重要的衡量標準。機械結構的可靠性及其設計對于機械結構的可靠度具有直接的決定性影響。因此，對于機械可靠性的設計指標進行嚴格的控制，有利于機械產品的設計工作符合設計的參數要求。比如對于機械產品的材料性能、零部件的尺寸、載荷等進行嚴格的控制，可以對機械產品的這些隨機的變量進行合理的控制和分析，得到較為合理的設計變量范圍。因此，本文主要就 ANSYS 在壓力容器可靠性分析中其機械的可靠性理論、模型的建立、加載及求解問題進行分析和研究，以便于我們進行壓力容器的安全性設計與分析工作，全面提高壓力容器的質量與安全，有利于其在眾多的領域中進行廣泛性的應用，為這些行業的發展與進步做出更大的貢獻。
1 機械的可靠性理論
一般情況下，可靠性的研究對象有電子與電氣的可靠性、機械的可靠性、零件與系統的可靠性、軟件與硬件的可靠性等等。而廣義上的可靠性也指某一對象的有效性與維修性。而可靠性往往在很大程度上與產品的設計有極大的關系。而可靠性的設計在眾多的領域中都進行了應用。比如：汽車、飛機、機械產品的重要零部件等等都可以應用可靠性的設計來完成。ANSYS 是一種大型通用的有限元分析軟件，它可以通過與計算機信息技術的融合性應用來實現數據的共享與交換。
ANSYS 是集流體分析、融結構分析、磁場分析、電場分析、聲場分析為一體的有限元分析軟件，具有技術先進、方便快捷的特點。因此它在眾多的領域中都可以進行應用。
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