基于可拓工程方法的加工中心可靠性研究

在考虑传统可靠性方法局限的情况下 ,应用可拓工程方法的优度评价原理 ,定义并计算了加工中心各子系统及其故障模式对加工中心可靠性的影响度与影响因子 .结合某加工中心故障实例 ,在综合考虑各故障因素的情况下 ,进行了详细计算 ,并且提出了可靠性改进措施 .     

网络可靠性评估模型与算法综述

可靠性评估是可靠性工程的基础,传统评估方法主要以物理故障为主,但网络独有的特点导致其评估难以回避非物理故障。从20世纪60年代首次提出网络的连通可靠性发展至今,由于网络复杂,评估方面广,影响因素多,几十年的研究产生了很多相关参数、模型和算法,导致网络可靠性概念杂乱,评估模型与算法不成系统。以故障为核心提出了网络可靠性3层评估模型,对应3类不同性质的网络故障,从可靠性工程的角度系统梳理了网络可靠性概念、内涵,并基于此综述了每一层所对应的评估算法。     

计算机网络系统正常工作模式和故障模式分析

提出了考虑网络节点可靠性时,计算机网络系统正常工作模式和故障模式分析方法.通过比较不考虑节点可靠性和考虑节点可靠性条件下,计算机网络系统正常工作模式和故障模式变化,说明在计算机网络系统可靠性与安全性分析时,考虑节点可靠性的必要性.     

基于确信可靠度的可靠性评价方法

提出了一种基于确信可靠度的可靠性评价方法。确信可靠度是一种综合考虑了设计裕量、固有不确定性以及认知不确定性三方面因素对可靠性的影响的可靠性度量指标,适用于度量认知不确定性影响下产品的可靠性水平。首先,提出了基于产品故障模式及影响分析(failure mode and effects analysis, FMEA)工作应用效果的认知不确定因子确定方法;然后,给出了综合考虑设计裕量、固有不确定因子与认知不确定因子的确信可靠度评价方法;最后,以某电源电路为例,对所提出的方法进行了演示验证。结果显示,认知不确定性的存在会降低人们对产品可靠程度的预期。     

基于模糊方法的系统可靠性分配

在系统设计初期 ,由于设计方案尚未定型 ,系统的可靠性指标以及相关的重量、体积、费用等限制都不十分明确 ,在这种情况下 ,要进行可靠性分配和冗余度优化 ,即可引入模糊方法 ,一方面用以刻划设计目标和限制条件中所存在的模糊不确定性 ,另一方面解决混合整数多目标非线性优化的数学建模问题 .本文根据上述实际背景 ,提出一种改进的模糊优化算法 ,利用该算法可以在满足多个不确定限制条件的情况下对串联系统各组成单元的可靠度及冗余度同时进行优化 ,并通过改进 ,借鉴了经典优化方法的优点 ,可在计算简便的基础上保证结果的精度 .本文最后给出了具体的计算实例 .     

城市规划的可靠性与无障碍设计

本文从分析现代城市建设规划诸问题开始,应用可靠性工程理论,探讨了城市建设发展战略研究面临的故障因素——设计方法及管理体制问题,着重抓住当今在世界范围尤其是国内日益突出的人口老龄化及伤残人的居住和生存环境设计问题,提出了开展广义无障碍设计的构想,为广义可靠性工程及城市建设系统工程的风险决策分析提供了有效方法。     

不确定与损毁情景下可靠性设施选址鲁棒优化模型与算法研究

设施选址是长期战略性决策问题,选址决策面临各种不确定因素,设计一个可靠的选址网络具有重要的战略意义.本文同时考虑需求的不确定性及设施可能损毁的情景,扩展无容量限制的固定费用可靠性选址模型,建立不确定与损毁情景下服务能力有限的可靠性设施选址鲁棒优化模型.基于Bertsimas和Sim鲁棒优化方法提出一个新的混合整数规划模型,通过引入辅助变量和对偶变换实现非线性鲁棒优化模型转化为鲁棒对应模型,提出蝙蝠算法(BA)对模型予以求解,并通过算例仿真验证模型和算法的可行性,为设施选址决策提供模型和方法设计.     

随机因素作用下动态系统性能可靠性分析方法

动态系统的性能可靠性受噪声、干扰等短周期因素和磨损、结构参数退化等长周期因素的综合影响,并且这些影响因素大都是具有随机性的动态过程。首先阐述了动态系统及影响其性能可靠性的随机因素的描述方法;然后分别介绍了短周期因素和长周期因素作用下的性能可靠性分析方法;并综合这两种方法的优点,提出一种综合考虑长短周期随机因素影响的动态系统性能可靠性分析方法。该方法综合考虑了长短周期随机因素的动态特性,提出的仿真分析方法合理地实现了模型中的动态不确定因素,具有更高的精度和仿真效率。最后,通过舵机案例对提出的方法进行了验证。     

FMS任务可靠性指标的定义及预计

本文在ＦＭＳ任务可靠性框图模型基础上,提出致命故障间的任务时间、恢复功能用的任务时间和任务可用度等ＦＭＳ任务可靠性指标的定义及度量方法。它们已经应用于北京和长春ＦＭＳ试验中心,为合理评估这两个中心的可靠性、给出系统可靠性指标提供了理论依据,并有助于提高两个中心的可靠性水平。     

无人机容错飞行控制计算机体系结构研究

高性能无人机对飞行控制计算机提出了高可靠性要求,使用余度容错飞控计算机是提高安全可靠性的重要途径之一。对容错飞控计算机安全可靠性、实时性、维护性等设计要求进行研究,分析了无人机容错飞控计算机的设计要求特点;阐述了典型军用、民用有人机以及无人机容错飞控计算机的体系结构及关键余度管理策略,总结了无人机容错飞控计算机体系结构特点及发展方向。根据上述研究结果,提出一种基于FlexRay总线的相似三模余分布〖JP2〗式容错飞控计算机体系结构,FlexRay总线既是单通道飞控计算机的内部总线,也是多通道飞控计算机的系统总线。该体系结构能够抑制拜占庭故障,满足无人机高可靠、低成本、扩展性强、维护性能好等要求。     

电子设备的整机可靠性设计

电子设备平均寿命低的责任不全在元器件。实际数据说明,约一半左右的故障是由整机设计不可靠而引起的。为了提高整机的可靠性设计水平,首先要对元器件进行三定,编选容许选用的元器件优选手册;对元器件进行严格的筛选;适当地降负荷使用元器件。整机设计中应进行FMECA及FTA分析,发现整机在可靠性上的薄弱环节,在线路上适当地采取冗余技术,提高薄弱环节的可靠性。线路设计的定型必须经过边缘性能分析及边缘试验。机器是要人来操作的,所以要注意运用人-机工程的研究成果,使得操作时尽可能减少人为差错。     

基于MCS的多状态复杂系统可靠性评估

同时考虑了部件选择性失效传播引起的共因失效以及系统的不完全保护,提出了一种面向多状态复杂系统的基于蒙特卡洛模拟(MCS)的可靠性评估算法.传统方法只能解决可以转化为串、并联结构的简单系统的可靠性评估问题,而本文提出的算法打破了这种限制,使得其应用范围更加广泛.最后,通过两个示例说明了算法的有效性以及其因失效与不完全保护对系统可靠性的影响.     

考虑用户行为和排错延迟的多版本软件可靠性增长模型

软件在测试阶段和使用阶段操作环境的差别导致软件测试可靠性和运行可靠性不完全相同.软件在发布后的使用和维护阶段,软件可靠性的增长不仅体现在软件固有故障的排除,而且用户对软件的熟悉程度也会影响软件的可靠性.本文研究了软件固有故障检测过程、固有故障纠正过程和外在失效过程的特征,建立了考虑用户行为和排错延迟下的多版本软件可靠性增长模型.通过一组来自于开源软件用户缺陷跟踪系统中的真实数据进行数值分析,试验结果表明提出的模型具有较好的效果.     

MEMS陀螺仪冗余配置故障检测方法

针对姿态测量系统的可靠性问题,提出了一种冗余配置方式的微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)陀螺仪故障检测方法。首先,基于三轴MEMS陀螺仪研究了冗余配置的形式,给出了相应的故障评价函数,并给出了最优配置角度的计算方法;其次,根据冗余配置建立陀螺仪故障检测数学模型,设计了MEMS陀螺仪硬故障检测方法,并进一步证明了陀螺仪的软故障和陀螺仪输出噪声的相关性,通过最大似然估计给出了软故障检测判决函数;最后,利用自主构建的故障检测硬件平台进行了实验验证,成功实现了对发生硬故障及软故障陀螺仪敏感轴的检测。该方法将MEMS陀螺仪的冗余配置扩展到了敏感轴水平,提高了MEMS陀螺仪的数据利用率,增加了系统可靠性。     

全系统网络延迟分析方法

针对飞行仿真系统实时性要求高的特点,构建了以以太网、实时反射内存网及现场总线技术等多种技术为主的飞行仿真系统分布式网络结构。分析了影响系统延迟的因素及其改进的方法,提出并建立了以太网、实时反射内存网及现场总线技术的延迟计算的数学模型,并提出了一种综合估算全系统时间延迟的方法。这些方法在相关的产品研发中得以运用并取得很好的实时性效果。     

成像匹配系统定位结果的TSU数据融合新方法

在采用SAR末制导导引头的成像匹配定位系统中,现有算法利用加权平均对单次匹配的多模板进行融合得到定位数据。该方法忽视了不同位置上匹配定位信息的继承性和相关性,浪费了很多宝贵信息,限制了定位精度和可靠性的提高。为克服该缺陷,本文采用数据融合思想,在不改变导引头成像及景象匹配算法的前提下,通过挖掘多次定位结果中的关联信息,提出一种时空交错（temporal-spatial-united,TSU）的数据融合算法,利用一次匹配中多模板进行空间融合,及不同时刻定位结果进行时间融合,并通过仿真验证了算法性能,结果表明,本文算法可提高末制导导引头定位精度。     

分布式容错系统——一种高可靠性控制系统体系结构

本文从提高工业控制系统可靠性的思想出发,在分析、比较了目前已有的多种容错措施后,提出了一种高可靠性、通用型的控制系统体系结构。它以计算机的设备冗余为基础,采用GPIB集散式外总线松耦合结构,以软件容错为主要方法,结合BITBUS分布式网络环境的优势构成三冗余分布式容错体系。它具备较强的故障检测、隔离功能和自动切换、自动恢复能力,且可维护性好、性能价格比高,适用于各种规模、可靠性要求高的应用场合。通过具体的应用实例,详细介绍了系统构成、容错原理、技术关键和技术措施。     

ZDPS-2卫星可靠性试验评估方法

皮纳卫星具有研制周期短、采用商用货架式器件的特点,无法完整沿用传统大卫星通过底层元器件或部组件搭建系统可靠性模型计算整星可靠性的方法。针对上述问题,提出了基于试验数据的皮纳卫星可靠性评估体系。通过对机理不同的硬件和软件故障分别建模的方法,实现了ZDPS-2卫星的可靠性评估。对卫星的硬件故障数,基于顺序约束模型和贝叶斯参数估计方法进行拟合,并考虑了不同试验环境对卫星工作环境的等效因子。ZDPS-2卫星硬件可靠性水平估计为3月末0.85。对卫星的软件故障采用加入变点的非齐次泊松过程模型拟合,并选择Logistic模型作为测试覆盖率模型。ZDPS-2卫星软件故障拟合结果,平均无故障时间为217 h。ZDPS 2卫星试验结果证实,可靠性满足增长试验设计的要求和任务需求。     

复杂电子设备研制阶段数据的可靠性综合评估

利用复杂电子设备研制阶段故障数据 ,综合评估其可靠性水平 ,可以为复杂电子设备的定型及可靠性鉴定提供依据。为了对复杂电子设备研制阶段各试验数据进行可靠性综合评估 ,在可靠性增长的杜安模型基础上 ,引入不同试验条件下的环境折合系数 ,建立了复杂电子设备的可靠性综合评估模型 ,并提出了相应的综合评估方法 ,最后给出了所述方法与模型的一个工程应用实例。     

复杂系统的可靠性模型及参数估计方法

目前可靠性研究大多是针对单个部件,即使是多部件系统,也是假设各部件相互独立且故障分布相同的情况.为了确定多部件组成、部件之间具有故障相关性、部件的故障分布不同或分布类型相同参数不同的复杂系统的可靠性模型,建立了非致命冲击威布尔混合模型,并提出了一种综合参数估计方法.通过对铁路机车柴油机进行应用验证,结果表明应用该模型和参数估计方法得到的拟和曲线较现有的方法更加符合原始的运行数据曲线.