失效信息已知时r/n(G)表决系统的剩余寿命预测

剩余寿命预测在可靠性工程中十分重要。而r/n(G)表决系统由于结构复杂, 对于其剩余寿命研究相对较少。本文假定部件寿命服从指数-威布尔分布, 在部件失效信息已知的情况下, 推导得到了表决系统剩余寿命期望的解析式, 也分别给出了失效信息未知和部件寿命服从威布尔分布这两种特殊情况下的解析式。仿真实验证明了所提方法的准确性和有效性, 也表明忽略部件失效信息对系统的剩余寿命进行预测, 所得结果偏差很大。     

部件寿命服从威布尔分布时典型系统的寿命与剩余寿命估计

在实际工程中,对系统寿命以及剩余寿命的估计非常重要。在已知系统中部件寿命与可靠度的前提下,关于如何快速得到系统级寿命与剩余寿命的相关研究比较缺乏。针对这一问题,首先研究了可靠度、寿命以及剩余寿命的关系,进一步假设部件寿命服从同一威布尔分布,根据部件的寿命与可靠度函数,推导得到串联、并联和表决系统寿命与剩余寿命期望的封闭表达式,并给出了相应的计算方法。对于冷备系统,当部件寿命服从同一指数分布时,推得了系统寿命及剩余寿命期望的封闭表达式,而当部件寿命服从同一威布尔分布时,给出了系统寿命与剩余寿命的数值计算方法。仿真试验证明本文所提出的方法是准确高效的。最后,以卫星中的动量轮r/n(G)表决系统为例开展了实例研究,证明了该方法在工程实践中的有效性。     

基于任务的k/n(G)系统舰船备件需求预测

针对k/n(G)系统在事后维修与任务后检修相结合条件下的舰船备件需求预测问题,在备件寿命服从指数分布的条件下,首先建立了k/n(G)系统的备件需求预测模型,并给出了备件需求特征。然后,基于方便理解和简便计算的需要,以伽马型单部件需求为基础,给出了备件需求模型的工程解释和近似计算方法,并对近似算法的精度进行了验证。结果表明,备件需求模型可以更好地描述k/n(G)系统在一次海上任务期内的备件需求,近似算法具有较高的精度,可以为舰船装备备件配置问题提供参考。     

冷备系统剩余寿命近似计算方法

冷备系统是提高系统可靠性的重要手段。然而，由于结构复杂，对于n中取k冷备系统剩余寿命的研究相对较少。为此，提出了一种冷备系统剩余寿命近似计算方法。首先，通过解析法、数值方法以及仿真方法获得冷备系统任意时刻的可靠度。在此基础上，进一步利用组合辛普森公式，得到冷备系统剩余寿命的点估计与区间估计近似值。算例分析部分首先研究了这种计算方式的偏差及影响近似计算精度的因素，在此基础上通过实验验证了所提近似计算方法简单高效，具有较高的准确性。通过与已有方法进行对比，进一步说明了所提方法的适用性。     

装备体系多阶段任务可靠性高效解析算法

体系作战任务可靠性的实时评估是未来作战的必然要求。为了实时计算装备体系多阶段任务可靠性,基于k/n(G)表决模型,设计了一种考虑冗余的可靠度高效解析算法。在体系结构分析及任务概述基础上,建立了冗余故障树以及由冗余故障树转化的二元决策图(binary decision diagram,BDD)模型。针对传统可靠性解析计算算法复杂度高的问题,本文利用递归算法改进了k/n(G)表决模型的计算过程,提高了计算效率。以航空装备体系远程目标打击任务为例,数值计算表明,本文的改进解析算法有效得出了体系多阶段任务可靠度计算结果,且相比传统算法运算效率得到显著提高,有利于应用到体系作战任务可靠度实时计算评估,指导任务统筹和规划。     

N：K系统可靠度及备件量的仿真计算方法

采用基于排队网络的仿真模型来描述n:k(m)交叉储备系统，并给出了系统可靠度及备件最优储备量的仿真计算方法。本文的方法能适用于具有多个维修台的非马尔科夫型n:k(m)交叉储备系统。各种算例检验了本文方法的适用性。文末用解析的方法和本文的方法计算了马尔科夫型n:k(m)系统的可靠度及备件最优储备量，二者符合的很好。     

具有温储备失效的M/G/1可修排队系统

本文把“服务台在系统闲期中可能温储备失效”引入到M/G/1可修排队系统中,考虑了具有温储备失效特征的M/G/1可修排队系统.使用全概率分解技术和利用拉普拉斯变换工具,导出了在任意时刻t队长的瞬态分布的拉普拉斯变换的表达式,进一步获得了队长的稳态分布的递推式,同时,给出了稳态队长和稳态等待时间的随机分解结果. 最后通过数值计算实例讨论了平均附加队长随温储备失效参数和修复参数的变化情况.     

c个修理工同步多重休假的k/n(G)表决可修系统

本文首次将"多个修理工同步多重休假"规则引入到c个修理工的k/n(G)表决可修系统中,在假设部件的工作寿命、故障后的修理时间和修理工的休假时间 分别服从参数λ(>0)、μ(>0)和θ(>0)的负指数分布下,利用拟生灭过程 和矩阵几何解方法,讨论了在稳态下系统处于各状态的概率分布,以及一些刻画系统性能的可靠性指标 和排队指标,如系统的稳态可用度、稳态故障频度和故障部件的等待修理时间等,并且讨论了四种特殊情况: 1) c=1,θ→+∞; 2) c=1,k=1,θ→+∞; 3) c=1,k=n,θ→+∞; 4) c=1,k=n-1,θ→+∞.最后给出了在c=2,n=6,k=3,λ=1/10,μ=1/5,θ=1/2的数值计算例子.     

多阶段任务系统的备件保障度模型研究

多阶段任务系统是指系统在连续完成多个阶段任务过程中,任务成功与部件的关系不断变化的系统.定义了任务结构函数来表示任务成功与部件关系,同时给出了多阶段任务系统的备件保障度模型,该模型可以计算任意任务结构函数变化的多阶段系统的备件保障度,为任务前确定备件携行量提供决策依据.在该模型的基础上,给出了一个计算k阶段变化的k/N系统备件保障度的实例.     

考虑修理工多重休假的并联系统可靠性模型分析

针对大型复杂装备维修力量的调度与分配复杂性,引入修理工多重休假策略,以包含n个相同部件的并联系统为研究对象,针对以往研究利用指数分布等典型分布导致模型约束条件过于严格的问题,假设系统部件寿命、维修时间以及修理工休假时间均服从连续Phase-type分布,建立了适用性更好的系统可靠性解析模型,得到了系统可靠度、系统稳态可用度、稳态故障频度、系统平均故障间隔时间等一系列可靠性参数的解析表达式,并利用算例验证了模型适用性。     

N个不同部件串联而成的M/G/1可修排队系统

考虑服务台由N个不同部件串联而成的M/G/1可修排队系统,其中服务台正常当且仅当N个部件都正常.在假定每个部件的寿命服从指数分布,而故障部件的修理时间服从一般分布下,通过引入服务台的"广义忙期",提出了分析服务台有关可靠性指标的一种新方法,用该方法更加简洁的讨论了服务台的许多感性趣的可靠性指标,得到了一些重要的可靠性结果,推广了已有的结论.     

基于PH分布的n中取k系统可靠性模型研究

本文以n中取k系统为研究对象,采用Phase-type(PH)分布代替指数分布等典型分布,假设部件在工作状态、储备状态和维修状态停留时间均为连续时间PH分布;建立了一种描述能力更强的系统可靠性解析模型,利用矩阵解析方法获得了系统稳态概率,推导出系统稳态可用度、工作时间、平均故障间隔时间和维修台故障件到达率的解析表达式;并通过算例验证了模型的正确性和适用性,演示了给定n值后,k值变化对系统可靠性规律的影响.     

k/N系统的多阶段任务可靠度模型

k／N热备份冗余系统已被广泛应用在现代高科技装备中．而对于某些k／N系统的k并不是一成不变的．而是根据实际任务而变化的．并且某些系统还存在一定数量的冷备份冗余部件。给出一种存在冷备份冗余部件且k随阶段变化而变化的k／N系统的多阶段任务可靠度模型，通过该模型可以为确定系统在完成特定任务情况下的热、冷备份部件数量提供决策依据．为该类系统的设计提供决策支持。     

分数阶反向累加NHGM(1,1,k)模型及其应用研究

灰色预测模型的模拟序列是齐次指数序列,而实际应用中大量存在着近似非齐次指数序列,为了解决这个问题,在已有研究的基础上,提出了一阶反向累加NHGM(1,1,k)模型和分数阶反向累加NHGM(1,1,k)模型.分析了两种模型的扰动界,并对一阶反向累加NHGM(1,1,k)模型和分数阶反向累加NHGM(1,1,k)模型的计算公式进行了推导,给出了两类模型适用于小样本建模的原因.由于充分利用了系统的新信息,分数阶反向累加NHGM(1,1,k)模型的预测精度更高,实例分析发现其解的稳定性更好.最后,将分数阶反向累加NHGM(1,1,k)模型运用在具有多个研制阶段的某型号武器装备可靠度的预测上,取得了较高的预测精度.     

双重不确定冷贮备系统的可靠性分析

运用不确定理论研究了无充足样本的冷贮备冗余系统。假设系统所有元件的寿命服从具有不确定参数且相互独立的不确定分布,基于可靠度函数和平均寿命建立了3类冗余系统可靠性的数学模型:转换开关完全可靠型、转换开关离散型、转换开关连续型的冷贮备系统。此外,针对元件寿命为独立同分布的特殊情况进行了分析,给出数值算例,进一步印证模型的合理性。     

典型非马尔柯夫型可修系统的可靠性分析

本文应用可修系统可靠性分析的GMRP模型,研究了修理时间服从一般分布的串联、并联、“n中取m”表决、贮备冗余可修系统的可靠性。通过对上述典型可修系统的随机特性分析,给出了系统稳态可靠性指标的计算公式。     

任意寿命分布单元表决系统备件需求量的解析算法

表决结构广泛存在于装备的可靠性设计中。针对表决系统备件需求计算困难、不准确的问题,提出了一种基于寿命分布等效的表决系统备件需求量计算方法。首先通过R 等效方法将系统中的非指数单元转化为指数单元;而后将多指数单元表决系统等效为伽马系统并给出等效伽马系统参数的经验计算公式;在此基础上以可用度为保障约束指标,利用伽马分布的可加性得到备件计算结果;最后在实际算例中,通过与仿真结果的比较表明,此解析算法对于指数单元具有较高精度,对于非指数单元,在可用度较高的情况下亦能满足精度要求。