模糊多态贝叶斯网络在冗余液压系统可靠性分析中的应用

为解决传统方法在状态多样化且精确故障率难以获得的复杂冗余系统的可靠性分析中的局限性,提出一种改进的基于模糊多态贝叶斯网络的可靠性分析方法。该方法基于二态故障树来构建多态贝叶斯网络结构,利用模糊数描述根节点故障率,结合工程经验构造出体现冗余系统及单元多态性和多态节点故障间不确定逻辑关系的条件概率表。通过理论推算得到系统故障概率与可靠度、后验概率计算及根节点重要度的分析过程,并将其应用到船舶推进器液压系统可靠性分析实例中,结果表明该方法能较好地满足冗余系统可靠性评估、已知当前状态时的系统故障预测和实施关键单元可靠性增长的实际需要,对类似系统可靠性研究具有参考价值。     

基于GO法的制造系统可靠性分析

可靠性是衡量制造系统性能的一个重要指标,传统方法在分析复杂系统可靠性的过程中存在很大的局限性。针对这一问题,提出了一种基于GO法的制造系统可靠性分析方法。设计了车间制造系统控制模型,该模型通过系统分析直接建立GO图,在此基础上运用状态组合算法对该模型进行了可靠性分析。分析过程证明,GO法在理论上符合严格的逻辑推导,为制造系统的可靠性分析提供了一种新的方法。     

区间三角模糊多态贝叶斯网络可靠性分析方法研究

针对传统系统可靠性分析方法在处理模糊信息方面的不足,建立了基于区间三角模糊贝叶斯网络的多态系统可靠性分析方法。通过区间三角模糊子集来描述根节点故障率;基于区间三角模糊子集,构建了区间三角模糊多态贝叶斯网络模型;研究了区间三角模糊多态贝叶斯网络可靠性分析算法,给出了求解叶节点故障模糊可能性与去模糊根节点后验概率的计算方法。最后,对塔机倾覆事故进行了可靠性分析,验证了该方法的有效性。     

基于MDD的高炉炼铁多态系统可靠性分析

针对高炉炼铁系统组件存在多状态的特点,提出一种基于多值决策图(MDD)的高炉炼铁多态系统可靠性分析方法。首先对多状态系统的组件建立多值决策图,然后结合组件之间的逻辑关系建立整个系统的多值决策图,利用全概率计算公式并结合多值决策图模型对高炉炼铁多态系统进行可靠性分析。最后通过实例分析验证了所提方法的正确性和高效性。     

可重构制造系统多态可靠性建模与分析

针对利用传统方法建立多状态系统可靠性模型引起的组合爆炸问题,提出一种基于随机过程方法和改进的通用产生函数法(Universal generating function,UGF)的含中间缓冲区的可重构制造系统(Reconfigurable manufacturing system,RMS)多态可靠性建模方法。利用随机过程方法建立存在非相邻状态转移的可重构机床(Reconfigurable machine tool,RMT)的马尔科夫模型,求解机床各理论稳态概率;定义中间缓冲区状态,并通过分析中间缓冲区对机床可用度的影响,得到中间缓冲区可用度和机床各状态的实际稳态概率;结合RMS和RMT性能多态性的特点,对UGF进行改进。在此基础上,表示设备层和系统层的发生函数,建立多零件族可修RMS的多态可靠性模型,并对系统的各项性能指标进行分析。以双零件族四工序非串行缸盖机加工系统为例,验证该模型与分析方法的有效性。     

基于模糊贝叶斯网络的多态系统可靠性分析及在液压系统中的应用

为使贝叶斯网络能够对模糊信息和不确定信息进行处理,提出一种新的基于模糊贝叶斯网络的多态系统可靠性分析方法。该方法将模糊集合理论引入到贝叶斯网络可靠性分析中,考虑部件故障状态、部件故障率的模糊性以及部件间故障逻辑关系的不确定性,使贝叶斯网络具有处理模糊信息的能力。该方法采用模糊数描述系统和部件的故障状态,利用模糊子集描述部件的故障率,运用贝叶斯网络的条件概率表描述部件间的不确定联系。该方法应用到载重车液压悬架系统的可靠性分析实例中,分析结果表明该方法在进行系统可靠性分析时能够充分利用系统的模糊信息和不确定信息,从而提高系统可靠性分析的效率。     

T-S模糊故障树重要度分析方法

传统部件重要度分析方法建立在布尔逻辑门的基础上,需要精确已知部件之间的联系,并且不能全面考虑部件所有状态及部件之间的联系对多状态系统可靠性的影响。针对上述问题,首先通过给出传统二态、多态逻辑门的T-S门规则形式,验证了T-S模糊故障树分析方法的可行性,进而将传统二态和多态部件重要度分析方法推广到T-S模糊故障树中,提出了T-S重要度概念及其计算方法,包括T-S结构、概率及关键重要度。然后,与传统部件重要度分析方法进行算例对比与分析,验证方法的可行性。最后,给出了液压系统T-S模糊故障树分析及其重要度计算实例。     

基于脆性理论的多状态制造系统可靠性分析

针对传统制造系统可靠性分析方法的不足,将复杂系统脆性理论与多状态制造系统理论相结合,提出一种基于脆性理论的多状态制造系统可靠性分析方法。研究了制造系统多态性的产生机理与脆性激发机理,从加工过程、人员、环境三个方面构建了脆性激发因素集以及三方面因素之间的相互耦合关系,并给出各脆性激发因素风险度、耦合度与脆性度的量化方法;引入状态空间模型,描述了脆性效应作用下多状态制造系统的状态演变过程,在此基础上建立多状态制造系统的状态演变模型;提出一种考虑脆性效应的改进通用生成函数法,分别定义了多状态制造系统及其设备单元的生成函数,对多状态制造系统的工作性能状态与实际稳态可靠度等指标进行了分析。以国内某制造企业的双缸体零件族制造系统为例,证明了所提方法的可用性与有效性。     

基于最大熵法的车辆零部件可靠性分析

采用最大熵法、可靠性设计理论和工程概率设计技术研究了随机参数服从任意分布的可靠性设计问题.在对随机变量统计的基础上,运用信息熵的概念和最大熵原理,建立了随机变量的概率密度函数和结构失效概率模型,给出了零部件可靠性状态函数的前四阶矩值,采用最大熵法得出最少带有人为偏倚因素的概率密度函数的估计函数,进而获得车辆零部件的可靠度,并与蒙特卡罗方法和四阶矩方法的计算结果进行比较,获得了一致的设计结果.为车辆零部件的可靠性设计提供了理论参考.     

考虑多种故障状态的机械系统可靠性评估方法研究

为解决传统可靠性分析方法在多状态且难以获得精确故障率的机械系统可靠性评估中的不足,以及T-S故障树存在计算复杂、不能逆向推理等问题,提出一种将T-S故障树和区间模糊多态贝叶斯网络相结合的系统可靠性评估方法.将T-S故障树映射成贝叶斯网络,在模糊贝叶斯网络可靠性分析方法中引入区间理论,对模糊子集边界值进行模糊化处理,构建...     

制造系统可靠性分析的框架与动力学机制

制造系统可靠性的研究已有几十年的历史,但相关研究所界定的研究范畴模糊,缺乏统一的分析框架,容易与传统的设备系统可靠性研究发生混淆。在文献研究的基础上,对制造系统的定义和内涵进行分析,并据此重新阐释制造系统性能与可靠性概念之间的区别和联系。从设备-工艺孪生的角度重新定义制造系统的概念,并指出在制造系统可靠性研究中忽视系统中人的作用的制造系统描述是不完备的。基于功能视角,重新定义了制造系统失效模式,建立制造系统可靠性分析的框架,阐述制造系统可靠性随时间变化机制的研究方法。研究指出大数据方法将是未来制造系统可靠性研究的重要方法之一。     

多态系统可靠性优化研究进展

多态系统可靠性能够更加详细地描述复杂系统在不同性能水平下的可靠性,其优化问题研究促进了多态系统可靠性理论在工程中的应用。对多态系统可靠性优化的相关研究工作做了阶段性总结,并分析了今后该领域的发展趋势。从多态系统可靠性冗余分配优化、维修/冗余策略优化、部件位置优化、可靠性增强优化、多目标优化以及优化算法等六个方面分析了目前的研究情况,展望了今后在模糊多态系统可靠性优化、考虑相关失效的多态系统可靠性优化、RAMS+C多态系统可靠性优化等方面需要开展的研究工作。     

民用飞机液压能源系统可靠性分析

国内对民用飞机液压能源系统可靠性分析缺乏系统的分析方法,针对民用飞机液压能源系统的特点,提出采用威布尔分布分析民机液压能源系统的失效率方法。从能源配置、元部件失效率、单套液压能源系统可靠性和整套液压能源系统可靠性四个方面,对民机液压能源系统的可靠性作了分析,获得到飞机液压能源系统的可靠度和结构重要度等数据,并对比分析了A320和B737可靠性。     

基于贝叶斯网络的复杂系统多态可靠性分析

为了评估多态复杂系统的可靠性,识别系统中的薄弱环节,提出了一种基于贝叶斯网络的多态系统可靠性评估方法。在运用故障树进行分析的基础上进一步将故障树映射为贝叶斯网络。考虑到部件故障状态以及部件间故障逻辑关系的不确定性,该方法运用贝叶斯网络的条件概率描述部件间的不确定联系,采用三状态节点来描述系统和部件不同的故障状态,融合各验前信息计算各底事件和顶事件的发生概率,分析各个底事件对系统整体可靠性的影响,并计算各事件的重要度指标,通过分析查找系统的薄弱环节,以应用实例对提出方法的可靠性进行了验证。     

基于性能衰退的多态制造系统可靠性分析

针对可修制造系统在维修过程中呈现出的性能多态性,采用从机床到系统的分析方法,提出了机床在一个维修周期内基于性能衰退过程的多状态可靠性建模方法,建立了机床状态衰退过程的Markov模型,分析了机床从高性能状态到低性能状态衰退的不同途径,得出机床处于各状态的概率与衰退途径之间的函数关系。采用状态概率与通用发生函数相结合的方法,对机床性能衰退过程进行了状态分析,根据影响系统性能衰退的不同因素对制造系统进行层级划分,结合模糊层次分析法分析了子系统与系统性能状态之间的关系,得到子系统及系统的发生函数,探讨了系统因老化导致性能衰退过程的可靠度分析方法。结合实例分析,验证了所建模型的合理性和分析方法的有效性。     

基于T-S模糊故障树的多态系统性能可靠性

T-S模糊故障树是由一系列具有IF-THEN规则的T-S逻辑门构成的故障树,可以解决复杂系统可靠性分析中故障多态、故障机理不明确、底事件失效率难以精确得知的问题。目前该方法主要分析系统中的功能故障问题。实际中,复杂多态系统内部很多故障常常会造成性能降级,出现多性能状态,进而系统在不同的故障状态下具有不同的性能可靠性。通过对T-S模糊故障树所表示的系统赋予性能变量及故障多态下的不同性能值,利用统计学中的期望思想,提出一种分析系统故障多态下的性能可靠性方法,以及已知某一底事件或中间事件在故障状态下分析系统性能可靠性的方法。通过对目前大型飞机上常用的航空电子交互式以太网(Avionics full duplex switched ethernet,AFDX)进行分析建树,利用该方法求解系统在多故障状态下的性能可靠性,进行了实例分析。     

证据理论与模糊分布相结合的可靠性方法研究

工程系统可靠性分析中,某些认知不确定性变量无法采用单一的理论模型进行准确地描述,常存在不确定性信息的丢失。为了准确处理工程系统的可靠性信息,文中提出了一种证据理论结合模糊分布的可靠性分析方法。首先通过对证据理论中的焦元赋予隶属度函数建立起模糊分布的证据理论模型。然后通过融合方法求得相应模糊焦元的BPA(Basic Probability Assignment)和融合后的隶属度函数,并通过归一化因子将融合后的隶属度函数转换为概率密度函数。最后根据BPA和等价概率密度函数建立初始样本点,采用MCMC(Markov Chain Monte Carlo Simulation)子集模拟法来分析工程系统的小概率失效性。通过工程应用说明:相比于单一的模糊理论或证据理论,证据理论与模糊分布相结合的可靠性方法具有更好地处理认知不确定性的能力,计算高效,分析结果精确,适合混合不确定性工程系统可靠性分析。     

基于模糊GO法的飞机主动侧杆系统可靠性研究

GO法是一种适用于多状态、有时序的系统可靠性分析方法。传统GO法基于确定的概率值进行分析,而环境的模糊性和概率数据的不确定性会对事件发生的概率产生影响,因此将模糊理论与传统GO法相结合,可得到模糊GO法。以飞机主动侧杆系统为研究对象,在分析飞机主动杆系统结构特点基础上,构建了主动杆系统的模糊GO图模型,给出了计算飞机主动侧杆可靠性的模糊GO方法;然后采用传统GO法、故障树分析法(FTA)和模糊GO法分别对飞机主动杆进行可靠性分析计算。最后将模糊GO法和传统GO法及FTA法的计算结果进行对比,验证了模糊GO法在主动侧杆系统可靠性分析和安全评估中的可用性与正确性。     

神经网络法在核电数控轮槽铣床可靠性分析中的应用

针对核电数控轮槽铣床可靠性数据样本量复杂,传统可靠性分析方法无法进行可靠性分析或分析误差较大等问题,采用神经网络对核电数控轮槽铣床进行可靠性分析,通过建立神经网络可靠性模型,可以准确的确定各子系统可靠度及对应的平均无故障时间与系统可靠度之间的关系,将训练结果与实际结果相比最大误差仅为0.089,可见神经网络大幅度提高了机床的可靠度分析精度。为系统可靠性分析和系统维修决策的研究提出了新的思维路径,具有很好的应用前景。     

多传感器信息融合的滚动轴承振动性能研究

在变工况和多传感器条件下,分析滚动轴承振动性能的主要影响因素并进行排序.对采集到的数据样本进行均值归一化处理,运用最大熵法计算归一化样本的概率密度函数;基于概率密度函数交集法,求解载荷、转速等数据样本与振动数据样本的概率密度函数的重合面积;融合灰自助法和最大熵法,分析4个工位温度数据样本对轴承振动性能的综合影响度,最终...