地铁车辆的可靠性分配和可靠性预计

蔡谡李建辉李青松彭善飞

摘要：本文主要针对地铁车辆的可靠性分配和可靠性预计进行分析，思考了地铁车辆的可靠性分配和可靠性预计的相关的内容，以及如何更好的对可靠性分配和预计进行掌握，提出了相关的建议，可供参考。

关键词：地铁车辆，可靠性，分配，预计

前言

做好地铁车辆的可靠性分配和可靠性预计是为了更好的提升地铁车辆的运行安全性和可靠性，为此，我们有必要更加深刻的了解地铁车辆的可靠性分配和可靠性预计的具体内容和方法。

1、地铁车辆的可靠性分配和可靠性预计关系

可靠性是指产品在规定的条件下，在规定的时间内完成规定功能的能力，当产品不能完成规定功能时，则判断为发生故障或失效。规定的条件主要是指维护条件、使用条件、环境条件等，规定的时间是可靠性定义的核心，规定时间的长短随着产品对象不同和使用目的不同而发生变化。可靠性能综合反映出一个产品的耐久性、无故障性、维修性、有效性和使用经济性等方面的特点。

分析地铁车辆关键系统的可靠性，首先应对影响地铁车辆关键系统可靠性的因素进行分析，估计其对地铁车辆关键系统的影响程度，只有确定影响的程度，才能采取合适的措施来对这些影响因素进行排除，使地铁车辆关键系统保持良好工作性能。影响地铁车辆关键系统可靠性的主要因素有环境因素和人为因素两大类，环境因素主要有系统环境、运行环境和维修环境。系统环境因素主要是因系统设计存在缺陷和软件发生错误造成的系统内部失效现象，运行环境影响主要是地铁车辆关键系统在运行过程中受到外部环境、管理程序的影响出现故障，维修环境影响是指在维修环节中强加给车辆关键系统的失效故障。人为因素设计的人群较广，地铁车辆关键系统中的车辆系统会接触各种人群，包括乘客、司机、秩序指挥员、维修人员等，这些人群以不同的形式作用于地铁车辆系统，这些人群的行为对地铁车辆系统的可靠性的影响很大。

可靠性的分析法很多，包括故障树分析法。故障树分析法是目前分析地铁车辆关键系统可靠性和安全性的一种常用方法，故障树分析法是对引起车辆关键系统发生故障的各种原因进行研究分析，将这些直接或间接原因建立起逻辑关系，并用逻辑框图表示出来。故障树是将系统内故障的相互关系以图形化的方式表示出来，既能对引起地铁车辆各系统的故障的直接原因进行分析也能深入发现引起故障的潜在因素，具有直接、简单明了、逻辑性强的特点。

可靠性框图法。可靠性框图是为估计产品可靠性而建立的方框图，把地铁车辆各系统可靠性的关系用图形表示出来，将各部分处于正常和失效状态时对车辆关键系统状态的影响直观表示出来，能对整个地铁车辆关键系统的可靠性评估提供有力的依据，根据可靠性框图得到产品各部分的可靠性与产品整体可靠性之间的关系，这种关系称为可靠性模型，依据可靠性型模型可以计算出地铁车辆关键系统可靠性的指标可靠度、故障率、平均故障间隔时间等。可靠性框图常用的逻辑关系有串联连接、并联连接、桥形连接、k/n连接、混合连接和复杂的网路系统。

2、基本可靠性分配

地铁车辆作为一个包含机械、电子、动力装置的复杂系统，在工程实施中需要综合应用上述各种方法，并兼顾产品的设计方案、工艺水平、元器件和原材料水平、货架产品的现状、供应商能力等，经反复试算、迭代，才能完成可靠性分配。工程综合法的要点如下:

2.1分层次的可靠性分配

先将可靠性指标分配至各系统，由各系统往下分配至子系统(或设备)，再由各子系统(设备)分配至部件。对于外部来说，分配至供应商的供货项目。

2.2货架产品的处理

若货架产品的可靠性水平是可以接受的，应承认并在订货合同中确认其可靠性指标，在可靠性分配时按其实际水平从整机可靠性指标中扣除。若其可靠性水平不可接受，应签定合同，要求供应商实施可靠性增长，并作为新研产品对待。

2.3运行比r的确定

根据产品任务剖面和寿命剖面各部件的实际工作时间，确定运行比r。第i个部件的运行比r。二第i个部件工作时间/整车工作时间在可靠性分配中r。成为部件i的MBTF(整车的平均故障间隔时间)分配值的加权系数。

2.4机械部件的处理凡具有偶然故障模式的机械部件，应对其分配可靠性指标。但对于几乎不发生偶然故障的机械部件例如车体，可认为其MBTF非常大，或故障率入极小，可不对其分配M珊F的指标，而将其指标纳人预留的可靠性分配余量中。

2.5预留分配余量的确定

必须在可靠性分配时预留分配余量，因为可能有未考虑到的因素，可能有些机械零部件未分配指标或有些部件将来达不到指标要求，或研发过程中可能增加部件等。分配余量应适度，不能层层加码，一般取整车可靠性指标的5%-10%。

2.6采用综合法对基本可靠性进行试分配

以比例分配法作为基础，充分收集和利用国内外地铁车辆的故障数据尤其是本企业的数据，考虑国内外水平的差距，新设计的地铁车辆与类似地铁车辆在工作环境、工艺水平、元器件水平等方面的差异，辅以其它方法进行调整。

3、可靠性预计

我们要求地铁车辆的各系统、部件和所有车载设备根据具体产品的特点单个地或综合地采用第，节中的方法进行可靠性预计，在此基础上预估整车的故障率。由于可靠性预计不可能把所有影响故障率的因素都考虑周全，因此我们要求在设备层次上可靠性预计值应大于分配值的1.2倍。

在地铁车辆的设计过程中应进行各种设计方案之间的比较，找到满足系统可靠性指标的设计方案，并为选择系统的部件、元器件、零件和材料提供依据，为是否需要采取必要的纠正措施提供决策帮助。各子系统、设备的可靠性预计值不满足分配值要求的，应当与各研发部门和各供应商共同分析，针对预计中发现的薄弱环节采取设计或工艺的改进措施，提高产品的可靠性。

地铁车辆作为复杂产品，其寿命可认为近似服从指数分布，且根据工程经验，采用指数分布模型进行可靠性分配是偏于保守的。

4、进行可靠性预计的注意事项

4.1可靠性预计可以作为设计手段，为设计决策提供依据。因此要求可靠性预计具有及时性，即在决策之前作出预计，提供有用的信息，以便及早在技术上和管理上采取必要的措施。

4.2在产品设计的各个阶段，可靠性预计应反复迭代进行。在方案论证和初步设计阶段，由于缺少较准确的信息，所作的可靠性预计只能提供大致的估计值，为设计者和管理人员提供关于达到可靠性要求的有效反馈信息。随着设计工作的进展和细化，可靠性预计工作亦应反复迭代、逐步深化。

4.3可靠性预计结果的相对意义比绝对值更为重要.。通过可靠性预计可以找到地铁车辆易出故障的薄弱环节，加以改进;在不同的设计方案进行优选时，可靠性预计结果是方案优选、调整的重要依据。

4.4可靠性预计是针对产品成熟期的可靠性水平进行的，在预计时考虑了设计、工艺改进的潜力和整个研发过程中的可靠性增长。

结束语

综上所述，地铁车辆的可靠性分配和可靠性预计是不可忽略的问题，为此，我们一定要探讨地铁车辆的可靠性分配和可靠性预计的相关问题，才能够确保地铁车辆的可靠性分配和可靠性预计符合要求。

参考文献：

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