湿式报警阀组的要求时平均失效概率计算方法研究

受腐蚀、老化、堵塞等累加因素影响,火灾时自动喷水灭火系统的湿式报警阀组有概率无法按需运行。为科学评估湿式报警阀组在执行预定功能方面的能力,对阀组的安全失效模式和危险失效模式进行分析,通过引入功能安全评估方法,使用JMP数据分析软件对区间删失型失效数据的分布情况进行拟合。实例分析表明,湿式报警阀的失效概率函数符合威布尔分布,进而计算获得PFD_(avg),评估阀组的SIL等级。研究方法可为其他固定消防设施的功能安全评估提供借鉴,有助于提升消防系统安全管理水平。

零件疲劳平均失效率计算方法研究

失效率、平均失效率、平均剩余寿命决定了结构的寿命分布和可靠度,在机械产品的可靠性研究中具有非常重要的作用。基于可靠性度量的基本指标,推导寿命分布为两参数威布尔分布时疲劳可靠性系数与可靠度的关系,提出基于疲劳可靠性系数计算结构失效率和平均失效率的方法,并给出相应的计算过程,形成不同寿命度量指标下较为简便的计算方法。利用已有的整体搭接壁板结构疲劳寿命试验数据,采用本文所提方法与传统积分方法对整体搭接壁板结构进行疲劳平均失效率计算和误差分析。结果表明:所推导的计算公式形式简单,便于计算,且具有高度准确性,本文所提计算方法对机械结构的故障模式影响及危害性分析(FMECA)和维修决策的制定具有指导意义。

对数正态分布的失效率与平均失效率函数的图像特征

文章证明了对数正态分布失效率与平均失效率函数的图像呈"倒浴盆"形。

关于风险降低因子与要求时平均失效概率关系的探讨

风险降低因子通常用于测量保护功能如何降低危险事件的发生频率,与安全仪表功能的要求时平均失效概率是否始终是倒数关系是一个非常值得的讨论话题,详细介绍了风险降低因子的概念,以及不同安全措施失效后对风险状况的影响,借助实例通过剖析预防性安全措施与减缓性安全措施在风险降低时发挥的不同作用,阐述了风险降低因子与要求时平均失效概率之间的应用关系。

怎样计算要求时的平均失效概率(PFDavg)

本文介绍了使用不可用性、不可靠性和马可夫模型计算要求时的平均失效概率的方法和公式,可供使用功能安全系统的人员参考。

高海拔地区晶闸管宇宙射线失效等效加速试验研究

大气环境中的高能中子、γ射线和电磁脉冲以及空间辐射环境中的高能电子和质子等,都能造成半导体材料性质变化和器件性能蜕变以至失效,而在大气层内宇宙射线引起功率器件失效的主要原因是高能中子导致的单粒子烧毁(single event burnout,SEB)。白鹤滩—江苏±800 kV特高压直流输电工程布拖换流站位于北纬27°,东经102°,海拔2500 m。中子通量是水平面4倍以上,将导致器件的失效率大幅上升。为验证工程中8.5 kV晶闸管在额定条件下的失效率不超过100FIT,该文采用200 MeV质子源进行辐照加速试验,根据当地大气中子通量核算中子总注量,对比研究不同电压、温度对晶闸管失效率的影响规律,试验结果给出晶闸管在高海拔地区宇宙射线SEB平均失效率,为换流阀中晶闸管工作电压设计提供依据。

基于改进平均秩的最小二乘参数估计方法

针对小样本情形下传统平均秩或中位秩估计法计算精度较低的问题,采用秩估计函数修正原理,调整自然平均秩适用点,提出一种改进平均秩作为样本的累积分布函数。采用对累积分布函数直接拟合方式执行最小二乘估计,并基于威布尔分布和小样本假设,通过蒙特卡罗仿真对比不同秩估计下的参数估计效果。结果表明,对于不同参数下的威布尔分布,样本量不小于4时的改进平均秩计算尺度参数相对误差小于9.5%,计算平均失效间隔时间相对误差小于8.7%,对比传统方法计算相对误差高于16%而言,此方法可有效提升威布尔分布的参数估计精度。

载荷共享过程的桥梁系统首次失效平均时间

在既有的桥梁结构系统可靠性研究的基础上,本文采用Markov稳态概率作为评价桥梁系统可靠性的指标,通过修改系统的状态转移矩阵来实现桥梁工作过程中的载荷共享过程分析,对可靠度函数和桥梁结构系统状态方程进行Laplace变换后,求解由修改缩减后的系统状态转移矩阵构成的状态方程,推导出了桥梁系统首次失效平均时间(BSMTTF)的计算方法。借助算例,得出桥梁系统首次失效平均时间与桥梁中各构件的目标可靠度指标β关系密切,可靠度指标越高,桥梁系统首次失效平均时间越长,且目标可靠度指标越高,对桥梁系统首次失效平均时间延长得越明显。

基于平均任务失效时间和任务完成时间的移动目标防御技术效能量化分析

移动目标防御(MTD)通过不断的变换系统攻击面,增加系统的不确定性,限制攻击者探索系统的弱点,从而有效降低系统被攻击的可能。随着信息系统的发展和新漏洞的不断增加,且传统防御方法存在天然的时间劣势无法抵御新型攻击,MTD越来越受到关注。本文旨在量化分析MTD环境中关键任务的安全性和性能。本文使用攻击者攻击成功概率作为系统安全性评估指标。使用长期任务平均失效时间(MTTF)和短期任务平均完成时间(JCT)作为评估MTD系统性能指标。本文中的系统由多个物理机(PM)组成,每个PM中托管一个虚拟化环境(容器或虚拟机),关键任务运行在虚拟化环境中并受攻击者影响。系统中部署了基于动态平台技术(DPT)的MTD来减少攻击行为对任务运行的影响,动态平台技术通过将任务的运行主动划分为多个阶段,并且通过随机选择每一阶段的运行平台的方式降低任务被攻击者发现和破坏的概率。本文我们使用马尔可夫模型抽象表示系统中的任务运行行为,并在此基础上量化分析MTD防御效能。相对于现有的分析模型要求所有时间均服从指数分布,我们的方法允许任务阶段运行时间和迁移时间服从任意分布。本文分别以长期任务MTTF和短期任务JCT为评估指标并给出了对应的解析解公式。同时,我们使用仿真实验验证了我们的模型和公式的准确性。此外,本文还提出了一个MTD系统的总成本预测方案,用来帮助管理员更有效合理的部署防御系统。

核电站保护系统平均需求失效概率计算方法研究分析

平均需求失效概率(PFDavg)是衡量停堆保护系统可靠性的一个重要指标。对该指标的定量计算可以客观反映停堆保护系统拒绝响应保护指令的概率,即拒动率。本文以典型反应堆保护系统4取2模型为研究对象,提出了一种综合的分层次的可靠性分析方法,即以马尔科夫模型分析控制站层级的PFDavg指标,以故障树模型分析系统级的PFDavg指标,并对示例系统的PFDavg指标进行定量计算,同时将结果与故障树模型计算结果进行对比。从工程应用角度来说,这种综合方法将故障树和马尔科夫两种不同算法的优点相结合,可以更好地保证分析结果的精度。

P波段GaN微波功率器件射频加速寿命试验

氮化镓(GaN)微波功率器件广泛应用于民用雷达及通信领域,其长期工作可靠性对整机设备性能有着极其重要的影响。在150℃管壳温度的条件下对千瓦级P波段GaN微波功率器件进行加速寿命试验,基于Arrhenius模型对加速寿命试验结果进行计算和分析,得出该微波功率器件在85℃管壳温度工作条件下的平均失效时间优于2.14×10^(6) h,其工作寿命可以满足射频整机设备应用的要求。

浅析平均要求失效率PFD_(AVG)计算

本文简单介绍平均要求失效率概念及计算方法。

基于可靠性框图法的安全功能失效概率定量分析

利用可靠性框图法详细推导不同结构下平均失效概率的计算方法,给出安全相关系统安全功能的平均失效概率的计算过程,并通过实例对安全控制系统进行定量分析。

基于指数扩散过程的退化模型误指定分析

退化模型是对性能退化产品进行可靠性分析的基础,鉴于误用模型直接影响可靠性评估的精度,研究将适用范围广泛的指数扩散过程模型误指定为3种常见的维纳过程模型、伽马过程模型和逆高斯过程模型,通过引入相对偏差和相对变异率两个指标,以量化模型误指定对产品平均寿命的影响程度,并采用GaAs激光器数据和蒙特卡罗方法进行实例验证。结果表明,模型误指定将对产品平均寿命估计带来较大影响,在性能退化产品的可靠性研究中应尽量选取适用范围更广的指数扩散过程模型,以提高可靠性评估的准确性。

基于失效分析的软件可靠性评估方法研究

基于用户运行剖面的软件可靠性测试理论广泛地应用在软件测试领域。然而,这种软件可靠性测试既耗时又昂贵。在国内,现在进行的软件黑盒测试主要是系统测试,对于高可靠性要求的软件,系统测试后也需要评估它的可靠性水平。介绍了一种基于失效分析的软件可靠性评估方法,这种方法利用了软件系统测试后得到的缺陷数据,对每一个缺陷导致失效的内外因进行分析,算出每个缺陷的失效率。最后通过次序统计量的数学方法估算出当前软件的平均失效间隔时间(MTBF)。

纠正一个流传了30年的错误——失效率定义

针对失效率的3个主要特征(平均失效率、瞬时失效率和残存量比值)进行了论述,破除多年来在中文书籍和公开文章中被多次引用的一个错误的定义,以期在可靠性基础理论的学习中能够正确地理解失效率参数的意义。

合理设计安全仪表功能回路的冗余架构

安全仪表功能(SIF)回路的冗余架构应满足安全和误停车率的要求。结合安全完整性等级(SIL)验证工作的经验,对影响SIF冗余架构设计的标准及各种规定的强制约束和影响SIF回路冗余架构设计的因素,如:安全失效因子、平均失效率及误停车率、共因失效及检验测试时间间隔、仪表测量及制造原理、仪表故障模式对架构降级的约束等,进行了工程分析,给出了合理的冗余架构设计原则。合理的冗余架构设计,应当兼顾SIF回路中的各个部件,并非冗余仪表越多越好,也并非越少越好,在经济条件允许的前提下,合理性是在满足安全及减少误停车率之间平衡的结果。

基于GO法-贝叶斯网络的站场工艺流程可靠性分析

为保证油气站场的安全生产和运行,提高站场完整性管理水平。基于RBI、RCM技术对静设备和动设备的故障率进行计算,随后将工艺流程图转化为GO图,并根据操作符和信号流的逻辑关系将GO图映射为贝叶斯网络,完成故障率、维修率、平均维修时间、平均失效概率等站场可靠性参数的计算,并以某站场为例进行实例评价。结果表明,待评价站场中计量分离器、三相分离器、来油换热器、油水沉降罐、闪蒸罐、再生塔、过滤器等设备的故障率较高;站场内工艺子系统及站场整体的可靠性与设备可用性、修复性和备用性等因素相关;站场整体的平均失效概率为4.59×10^(-2),大于任何一个工艺子系统的平均失效概率,说明风险按照工艺物流走向不断增加,存在风险叠加隐患。

无失效数据条件下装备贮存可靠性分析

为解决装备贮存可靠度评估问题,对寿命分布为平均失效率递增类分布(increasing failure rates on the average,IFRA)的装备的贮存可靠性进行分析。首先,针对装备检测过程中可能出现的无失效数据情况,确定了失效概率的先验分布并给出了Bayes估计。然后用加权最小二乘法给出了寿命分布的参数估计,进而得到了装备贮存可靠度的估计和表达式。最后结合实例进行计算,说明了方法的稳定性和可行性,为工程上评估装备贮存可靠度提供借鉴。