产品可靠性是指在规定条件下和规定时间内完成规 定的能力。当今烟草包装机械一般内部结构都比较复 杂，自动化程度及包装速度都较高,可靠性方面就要求较 高，不仅要考虑各个零件的可靠性,同时也要考虑各部件 系统的可靠性以及操作者操作的可靠性。针对烟草包装 机械在系统可靠性设计及操作可靠性设计两方面作以分 析探讨。

1系统可排性设计

系统可靠度取决于组成零部件本身的可靠度和组成 形式，有串联系统、并联系统、混联系统等。

1.1串联束统

系统可靠度：

1«.(1)=^(1)^(^-Rn(t)= nRi(t)

1=1

式中:RiE,&U)”・R.《t)为系统中组威1单元的可却度。

由于串联系统可靠度总是小于系统各组成单元中最 低的可靠度,并且当组成单元数目增大时系统可靠度将 下降(图1)。

1.2 并联慮统

由于并联系统中，系统的失效概率：.

F.(t) = F1(t)-F2(t)-F11(t)=ftF1(t)

、-1

所以系统可靠度：

R/t) = 1 - F.(t) = 1 - fr[l 一 R/t)]

I - L

系统可靠度总是大于各组成单元中最高可靠度，并 且随单元数n的增加而提高(图2)。

1.3混联系銃

由串联和并联混合在一起，通过串联和并联公式求

£ 1串联系统可靠度与nSR,(t)关系

 

 

 

 

得各系统可靠度，由子系统的可靠度综含成系统可靠度 R,(t)o烟草包装机械结构较复杂,多数部件都属于串联 系统形式，只要有一个零件不可靠,就会直接影响整个系 统可靠性。在可靠性设计中采用变更可靠度分配和优化 的方法，将系统可靠性指标合理地分配结系统每一个隼 元。在串联系统可靠性设计中，为保证系统的可靠度要 达到的目标定值，组成系统的各零件可靠度分配应该准 确。建立一种不存在误差的系统可靠度分配方法时，可 分以下几步骤：

• 预计出串联系统中元件可靠度R；或失效概率： E=1F
• 计算出各零件预计相对可靠度W|：

w, = [r/R(r福特

恥为串联系'统中零件数。

• 将系统设计可靠度死分配到各个零件：’

Rj = W,(R片

庁晃=TT W|(R,)? = R.n [ Ri/TT (If,) - = R.

I — t           1                                     i= L           i- <

可靠度指标：

R, = 0.7

最后分配的系统可靠度：

nRi = 0.7

1=1

2操作可靠性设计

应用人机工程学(Ergonomis)原理进行人机系统的 可靠性设计。人机系统可看作是人员和机械2个单元构

* 1串联系続可靠度分配(举例)

	元件号	翊计可聲度(聞)	相対可尊度[W])	分配可靠度(RJ
	1	0.67	0.99^370	G.911371
	2	0.69	1.003124	0.918098
	3	0-70	1.007S41	0 921406
	4	0.66	0.992632	0.907952

 

 

 

 

成的串联系统，人机系统可靠度为Rs.人员可靠度为Rh, 机械可靠度为Rn（图3）,则：

 

& = Rj, X %

由于操作可靠度概率为风：

Rh = A（】-wq

e,——第i伸操作中发生差错的概率;W,——因第i种操作差错而导致 机械故障的概率“

在人机系统可靠性设计中应用HERALD（人为差错 和可靠性分析逻辑推演法）可以求岀人在执行操作任务, 时成败慨率，从而对人机系统进行评价。如该方法规定

 

图3人和机械可靠性与系统的可靠性

 

*2視线区域与D值

区域	D恨	区域	D值
0*-L5*	o.wai-0.0005	45	0.002
15*-30*	0.001	60^-75'	0.0025
50"-45*	0.0015	75*-90,	(L003

了人在执行操作任务时的不可靠度的退化值。根据人的 视线中心向外每隔15"划分成各个扇形球状区域，并确 定出相应的退化值D,如表2、表3,当进行总体设计配置 仪表及按钮时，必须考虑如何设计使D值尽量小。

例如某机器操作控制板上安装6种仪表，其中5种仪表都在 操作者视线的上下15’范围内，只有1种安装在50’位置上。试分 析表盘设计按人为差错的可毒度。

解:P为操作者能有效进行操作的概率，即可毒度。

P =fr（l-D1）x]T（l-D2）

1 = ]        1=1

=（1 -0.0001 ）s X （1-0.002） =0.9975

由于烟草包装机械生产连续性很强，机器在工作时 一般不允许长时间停车，因此对机器的可靠性要求较高。 在研究开发新产品过程中对机器的可靠性设计显得比较 重要.因为只有开发设计出高可靠性的产品才能满足市 场的需求，才能具有市场竞争能力。