基于动态贝叶斯网络的某控制单元可靠性分析

针对传统可靠性分析方法难以描述系统动态变化特性的问题,提出了一种考虑维修因素的基于动态贝叶斯网络的可靠性分析方法。在构建某控制单元电源失效动态故障树的基础上,根据动态贝叶斯网络推理规则和故障树逻辑门向动态贝叶斯网络转化原理,建立控制单元可靠性分析模型。通过引入失效率和维修率参数,确定了控制单元可靠度随时间的变化规律,通过对比可以看出,未考虑维修因素时,单元可靠度急剧下降;考虑后,单元可靠度维持在一个理想水平。     

N个不同部件并联可修系统的可用度分析

由N个不同部件并联组成系统,各部件失效率分别为(λ1,λ2,…,λn),修复率分别为(μ1,μ2,…,μn).假定在Δt时间内系统不会同时出现两个以上部件失效,若只有一组维修人员且不能同时修复两个以上失效部件,根据基于马尔可夫过程的系统状态转移图,则共有(n 1)个状态.     

基于GO法和RCM的惯性导航系统预测维修平台设计

针对惯性导航系统（INS）结构复杂、难以进行精确的系统可靠性分析和维修优化等问题,提出了一种基于GO法和以可靠性为中心的维修（RCM）的INS预测维修平台设计方法。利用GO法建立INS的可靠性分析模型—GO图,依据部件的寿命分布函数及时间应力采样更新部件的可靠度,实现部件残余寿命及系统可靠度的动态预测和评估。对不满足系统可靠性指标的INS,利用综合评价法权衡部件的贡献度、失效频度、检测度等影响因素,计算出各部件的维修优先度。最后按INS部件失效率恒定、失效率可变及故障部件隔离等不同情况分别进行仿真验证,结果证明所设计的INS预测维修平台是可行的、有效的,评价结果可为维修计划的制定提供参考依据。针对惯性导航系统（INS）结构复杂、难以进行精确的系统可靠性分析和维修优化等问题,提出了一种基于GO法和以可靠性为中心的维修（RCM）的INS预测维修平台设计方法。利用GO法建立INS的可靠性分析模型—GO图,依据部件的寿命分布函数及时间应力采样更新部件的可靠度,实现部件残余寿命及系统可靠度的动态预测和评估。对不满足系统可靠性指标的INS,利用综合评价法权衡部件的贡献度、失效频度、检测度等影响因素,计算出各部件的维修优先度。最后按INS部件失效率恒定、失效率可变及故障部件隔离等不同情况分别进行仿真验证,结果证明所设计的INS预测维修平台是可行的、有效的,评价结果可为维修计划的制定提供参考依据。     

基于广义随机Petri网的混合冗余系统可靠性建模

针对冗余系统动态性能难以描述、共因失效影响计算复杂的问题,提出考虑共因失效的广义随机Petri网络（GSPN）模型。在对典型冗余结构进行建模的过程中,引入冲击库所/变迁的概念拓展Petri网建模表示方法,并利用可达图验证了模型的可用性,有效描述了系统的动态失效行为。利用GSPN模型时间变迁特性,合理设计网络结构,实现单元以及系统的故障状态信息保持。在提出的GSPN模型基础上,运用蒙特卡洛仿真的可靠性评价方法生成系统寿命数据,计算系统的可靠性。以某型导弹PLC系统为例进行从单元到系统的模型搭建,实现多种冗余结构混合的系统可靠性求解。研究结果表明：所提方法与考虑共因失效的传统解析法的可靠性差值在0.02以内,验证了方法的可行性。     

发射装置可靠性的模糊预计方法

潜艇鱼雷发射装置的可靠性直接关系到潜艇武器系统的作战效能。为了保证发射装置的可靠性及制定合理的维修决策,探讨了一种在已知某一单元的可靠度,确定系统其他单元可靠度的预计方法,并进行发射系统可靠性的整体评定。     

防空导弹武器系统火力单元冗余量的计算方法

火力单元冗余量的计算需要综合考虑保障和修复率,并引入战备完好率的概念来描述防空导弹武器系统火力单元冗余量.通过定义武器系统在执行任务前检测没有故障的概率、在执行任务前发生故障的概率、武器系统中导弹发射飞行的可靠性、导弹武器系统中战车的可靠性、检测系统工作的可靠性、武器系统的维修性等参数,计算从该武器系统执行前次任务返回处于待修状态的瞬间算起,直至下次命令到达前,该武器系统完成维修的概率.实例分析证明该计算方法可靠、可行.     

基于VB的双路冗余装置可靠性分配计算软件

针对双路冗余装置原可靠性模型过于简单,可靠性分配手工计算复杂耗时、出错后不宜查证、通用性不足的问题,设计了基于VB的双路冗余装置可靠性分配计算软件。该软件以共用末级火工品的双路冗余安全与解除保险装置为对象,建立"串-并-串"混联系统模型,使用VB编制。在窗体中建立了可供用户依据具体情况选择的串联系统和并联系统各10个单元,每个单元设有组成单元零件数、重要度和可靠度分配结果3个文本框。验证和分析表明:该模型准确,计算软件合理可行,保证了计算结果的正确率,使用简便,快速实时,适用于可靠性分配反复迭代操作,且具有一定范围的通用性。     

全电子安全系统失效率计算

针对全电子安全系统目前尚无统一的安全失效率分析模型的问题，提出一种全电子安全系统失效率的计算方法。给出了非通电状态、通电状态、一个静态开关闭合、两个静态开关闭合下全电子安全系统失效率计算方法。计算了几种典型全电子安全系统的安全失效率，并比较3种不同原理框图的全电子安全系统在上述状态下的安全失效率，说明在详细设计前如何在框图级评估安全失效率。计算结果表明：在非通电条件下全电子安全系统比一般机电、机械型安全系统的安全失效率可降低两个数量级；在通电状态下，全电子安全系统的安全失效率取决于解除保险、解除隔离环境识别器件或组件的故障率水平和环境信息获取及利用的水平；当信噪比为3、时间窗为1/10时，全电子安全系统安全失效率降至与机械/机电安全系统相当的水平。因此，解除保险/解除隔离环境信息获取和利用，环境识别器件或组件的低故障率和失效模式控制始终是引信安全控制的关键技术。     

基于刀具失效率的换刀策略研究

将影响机加工艺可靠性的主要因素刀具的失效率作为研究对象,将刀具的切削参数作为随机变量,以最大似然估计为基础,结合可靠性分析方法,建立机加工艺系统的动态可靠性数学模型,推导各工序刀具的失效率计算公式。在此基础上,以刀具失效率为判据,建立了如何确定被更换刀具的工序及换刀时间的方法。研究结果表明,当整体工艺流程系统可靠度低于某一阈值时,即可确定更换刀具的时间,再应用刀具失效率模型,就能够迅速找出失效率最大的工序所使用的刀具,并及时更换,从而确保刀具在失效之前满足工艺可靠性要求,最大限度地利用刀具,减少换刀次数,降低成本,从而保障整体工艺系统的高可靠性。     

集束子弹药引信自失效、自失能技术路线及典型设计可靠度分析

分析了集束子弹药引信自失效、自失能可采取的技术路线;重点介绍了2 种典型的集束子弹药引信自失效路线;建立了一类集束子弹药引信可靠度模型;应用实验结果求解了引信各模块的可靠度,并应用Monte Carlo 法进行了综合发火率和自失效率仿真。实验和仿真结果说明:引信自毁/ 自失效模块的可靠度指标应高于发火装置的可靠度指标;多管火箭炮系统(MLRS)发射子弹药引信综合发火率较难达到99%;自失效率应单独考核。     

炸药无失效数据的Bayes估计

基于炸药无失效数据,采用Bayes估计分析该炸药的可靠性,给出了失效率的新Bayes估计以及失效率和可靠度的综合新Bayes估计。最后结合该炸药实际失效数据进行计算,得到了该炸药的可靠度,所得结果经点估计检验表明:采用Bayes估计分析炸药的可靠性简单、易行,便于维护与检测人员使用。     

土星V系统可靠性分析

就登月任务而言,由于对月球着落点、入轨和任务程序有严峻的条件要求,运载器在精确时间发射是个关键。土星V运载火箭和其地面设备是用来满足这些条件的,因而它们组成了一个由百万多个元件构成的高度复杂系统。这些元件中任何一个发生故障,都能影响任务的完成。因此,这些元件都必须具有高度的可靠性。美国亚拉巴马州亨茨维尔波音公司帮助国家航宇局马歇尔空间飞行中心搞了一个土星V系统可靠性分析,旨在详细地了解土星V在发射前的性能。这种系统分析是由一个大规模数字模拟计算机模型组成,用这个模型分析和模拟土星V运载火箭的操作、测试和发射动作。这个模型接受和分析土星V系统的可靠性数据、维修数据和工作时间程序,以便确定它们对土星V系统有效性的影响。在土星V系统可靠性分析方案中用的失效率分类怯,就是把预测数据变换成评估数据。这种变换过程是,通过采用贝叶斯方法和经典方法把预测的失效率和现场失效率数据综合在一起,使土星V系统管理模型的输出有新的意义和响应。     

基于降维可视化技术的结构可靠性灵敏度分析

针对多维隐式结构可靠性问题,应用降维可视化技术进行可靠性灵敏度分析。基于iHLRF法求解设计点,根据模型计算精度确定有限差分步长。用一条直线将平面分为安全域和失效域两部分,通过计算直线初始位置附近数据点对应的响应量,来调整并确定直线的最终位置,根据直线上方数据点提供的信息计算可靠性灵敏度。提出的可靠性灵敏度分析方法的准确性不受维度以及非线性的影响,且效率较高。最后计算了两个结构系统的可靠度及各个变量的可靠性灵敏度,为结构设计提供了理论依据。算例表明了文中所给出的计算公式的正确性和有效性。     

退化失效与突发失效共存下产品可靠性模型与评估方法研究

为了解决产品中突发型失效与退化型失效共存的竞争失效下可靠性评估,本文在确定产品性能退化量分布模型的基础上,给出了突发型与退化型失效的竞争失效的一般模型,该模型考虑了突发失效率与退化量的相关性.通过分析金属化膜脉冲电容器的退化失效机理,利用该竞争失效模型,对金属化膜脉冲电容器进行了可靠性分析,确定了该型电容器的可靠度函数...     

考虑维修的产品可靠性模型研究

维修是保持或者恢复产品技术状态的重要手段。为了掌握定期维修条件下产品的可靠性规律,从产品失效原因出发,在充分考虑维修后产品性能退化量变化特点的基础上,利用复合Poisson过程建立了该条件下产品的性能退化规律模型,进而得到可靠度和失效率指标。通过比较分析维修前后的失效率变化规律,给出了描述维修效果的解析表达式。以某水泵转子为例,通过进行数值分析,验证了该方法不仅能够较好地描述定期维修条件下转子的可靠性规律,而且还可以准确直观地描述维修效果,为使用方制定维修策略提供一定的理论依据。     

线形可重叠的m-consecutive-k-out-of-n:F系统可靠性和单元重要度研究

线形可重叠的m-consecutive-k-out-of-n:F系统可应用于模式识别、通讯系统、生物信息学等,该系统由顺序排列在一条线上的n个单元组成,系统的失效准则为系统中存在m个失效片断,每个片断由连续k个失效单元组成.为了获得线形可重叠的m-consecutive-k-out-of-n:F系统可靠性指标,本文应用马尔科夫链法对该系统进行了研究,在给出可靠度计算公式的基础上,进一步给出系统中每一个单元的重要度计算公式,从而为系统优化设计提供依据.     

基于MC 仿真的系统可靠性建模分析

为解决复杂系统可靠性建模分析方法问题,提出一种利用MC(Monte-Carlo)仿真模拟系统可靠性建模分 析方法。生成符合要求的单元失效数据样本,依据单元失效与系统失效的逻辑关系开展系统级虚拟试验,获得系统 失效仿真数据,并对其进行统计分析得到系统可靠性指标;利用Simulink 对MC 方法进行模块化实现,建立图形化 可靠性建模分析仿真工具包。通过各种算例对上述方法的有效性进行验证,结果表明：基于MC 仿真的系统可靠性 建模分析方法精度与理论结果相当,且基于Simulink 实现了图形化工具包,便于在复杂系统可靠性建模和分析中实 际应用。     

视情维修条件下的多状态控制单元可用性建模与分析

针对传统可靠性分析方法难以描述系统动态特性的问题,提出了一种基于多状态动态贝叶斯网络的视情维修可用性建模方法。在定义多状态元件的基础上,构建了基于Markov模型的视情维修状态转移模型,并引入了吸收状态。通过构建多状态动态贝叶斯网络模型,确定了无维修、完全维修、不完全维修、视情维修和吸收状态下的状态转移关系,并根据串联和并联逻辑关系对条件概率赋值。以某控制单元为例,构建动态故障树模型、动态贝叶斯网络模型,确定控制单元与元件在不同维修方式下的可用度变化规律,通过重要度分析发现了可靠性设计中的薄弱环节。仿真分析表明：视情维修的引入使得控制单元与元件相对于完全维修与不完全维修具有更高的可用度;吸收状态的引入可以预测退化状态可修元件的可用度变化趋势,为维修换件提供理论指导。     

运载火箭可靠性改进的经济性

本文将评论运载火箭可靠性改进的现行方法。可靠性改进的资源最佳分配的理论准则要求需要改进的所有单元具有相同的临界失效下降。由于作为资源消耗函数的失效降的相应表达式不是对运载火箭的所有单元都有效,因此这点没有什么实际价值。主要的研究结果表明,临界失效下降的实际最佳近似值就是根据有效信息计算的失效与价值的比率。这使以前仅在理论上有重要价值的准则可用于实践。为了通过冗余技术和选择试验改进可靠性,提出资源消耗和失效下降之间的关系的模型,并且证明失效与价值的比率的确是在两种情况下临界失效下降的适当近似值。从而,可利用失效与价值的比率来鉴别被列入以经济为目标的可靠性改进计划中的那些单元。根据失效与价值的比率研究分配改进资源的简单方法并应用到实例中去。从各种定性因素可确定每个部件的最合适的改进措施,其中最重要的是对失效模式的了解,期望改进的范围和对风险的态度。提供的图表从方法上使应用这些优先因素成为可能。     

含有裂纹缺陷加筋板结构系统的可靠性分析

分析了裂纹缺陷对加筋板极限强度的影响,给出了加筋板单元的可靠性计算和敏度分析的表达式.对含有裂纹的加筋板单元组成的结构系统进行了可靠性分析,给出结构系统总体可靠性指标的计算方法及系统可靠性指标的敏度表达式;推出了含裂纹板元失效后对残余结构影响的反向节点力计算公式,保证了计算精度和可靠性分析的合理性;最后通过船舶结构的一...