考虑混合维修策略的复杂系统区间可用度

针对马尔可夫过程只能计算故障时间和维修时间服从指数分布、更新过程只能计算故障时间和维修时间服从独立同分布系统可用度的局限,以及现有可用度模型没有同时考虑不同维修策略和环境因子对系统可用性的影响的现状，构建了一种考虑混合维修策略和使用环境的复杂系统的区间可用度模型。该模型假设系统的故障和维修时间服从任意分布,不同的故障模式采取不同的维修策略。计算系统停机时间时，考虑了系统的预防性维修时间、修复性维修时间和保障延误时间。以某型无人机控制系统为例,对设计方法进行了验证。系统关键部件服从不同参数的威布尔分布，系统维修时间和延误时间均服从正态分布。结果表明,设计方法可行、正确,可为基于可用度的预防性维修周期优化、效能权衡和通用质量特性指标阈值设计提供技术支撑。     

基于几何的V2V三维MIMO信道建模及统计特性分析

为准确刻画复杂无线通信场景下车对车多输入多输出信道特征, 结合双圆柱模型和椭球模型, 提出一种改进的三维基于几何随机信道模型, 并推导了仿真模型。该模型综合考虑环境中移动和静止有效散射体的分布, 能够体现各种实际场景中散射体分布形式、天线阵列排列方式及车流量密度对空时相关函数、多普勒功率谱密度等信道统计特性的影响。仿真结果表明, 该参考模型扩展了基于几何的车对车信道建模方法, 可服务于车联网环境下车载无线通信系统的设计和性能分析; 同时验证了仿真模型的准确性。     

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.     

多重分形在复杂机械系统故障诊断中的应用

针对复杂机械系统的复杂性、非线性特征，建立了基于小波多重分形的复杂机械系统故障诊断模型，该分析方法克服了单一分形维数难以全面刻画信号特征的缺点，能够表征信号能量分布的奇异状况和几何特征分布几率，可用于非平稳信号内在特征信息的精细刻画和准确提取，通过对实际信号的分析表明，这种新方法为设备故障状态识别提供了新手段。     

含有混合变量的协同优化方法研究

复杂产品是由多个子系统构成,并且是相互耦合而成的。为解决含有混合变量的复杂产品的协同优化建模问题,根据复杂产品的相互耦合特性,应用协同优化方法,在复杂产品的连续性模型的基础上加入变量分析,建立系统与各个子系统的目标函数与约束函数,得到含有混合变量的复杂产品的协同优化模型,包括了概念模型、总体优化模型、学科优化模型、学科分析模型、变量分析模型、系统集成模型。在文章最后,通过一个工程算例来验证模型的有效性。     

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。     

基于结构建模的装备体系结构可靠性混合模型

针对武器装备体系复杂多样的特点,从结构角度分析了装备体系可靠性。在体系结构层次划分的基础上,提出了一种兼具无标度和小世界特性的混合模型描述体系结构。在随机故障和蓄意攻击两种失效模式下,对本文建立的混合模型和无标度（Albert-lásló Barabasi and Réka Albert, BA）模型、小世界（word small, WS）模型的结构可靠度进行对比分析。结果表明,3种模型结构可靠度随失效率增加均呈现不同程度下降,而混合模型下降最缓慢。因此,使用该混合模型对武器装备体系结构可靠度进行评估是可行的,有利于为保护体系关键节点和链路提供决策依据,从而进一步优化体系结构。     

软件定义航空集群机载网络自适应邻居探测方法

针对航空集群机载网络中优化链路状态路由(optimized link state routing, OLSR)协议周期固定式邻居探测方式不能及时获取节点邻居分布状况,导致路由可靠性不足问题,提出软件定义航空集群机载网络自适应邻居探测方法。首先在现有软件定义网络(software defined networking, SDN)架构基础上,提出航空集群机载网络架构并设计网络模型;其次设计待调节点集合选举算法,以节点移动距离为标准筛选待调节点集合;最后设计邻居探测周期分配算法,为待调节点分配邻居探测周期。通过SDN集中式高效地调整节点邻居探测周期,能够实现对邻节点分布状况的及时有效探知。仿真表明该方法能及时获取节点邻居分布状况,提高了数据包到达率并降低端到端时延和协议控制开销,增强了OLSR协议在航空集群机载网络中的可靠性。     

高价值弹药可靠性综合评定方法研究

为解决高价值弹药可靠性鉴定中试验样本量大、成本高的问题, 提出了基于小子样变动统计思想的可靠性综合评定方法。考虑到弹药可靠性在研制阶段上呈现动态特性、环境上呈现差异特性和相似装备上呈现关联特性, 基于小子样变动统计思想建立了弹药可靠性综合评定模型; 针对多源历史样本的“异母体”问题, 以信息熵和条件熵理论对无历史样本下和有历史样本下可靠度的不确定性进行量化, 以不确定度减少比率作为该历史样本相较于现场样本的继承因子; 基于贝塔分布函数和继承因子构建了关于可靠度的混合先验分布, 由贝叶斯理论推导得到可靠度的验后分布, 从而实现对高价值弹药的高效可靠性评定。以某型弹药为应用对象, 验证了本文方法的有效性和合理性。     

时间-费用相关的随机活动网络仿真研究

针对复杂产品研发项目活动时间、费用不能准确确定,采用蒙特卡罗仿真方法,建立了时间和费用为相关随机变量的随机活动网络仿真模型。利用乔列斯基因子分解法,将独立分布的时间和费用随机变量转化为相关的随机变量,通过对仿真结果的分析,可以更准确地进行时间-费用交换分析,优化项目工期和费用。通过算例说明了仿真建模和分析过程。     

突发和退化竞争失效产品的老练时间优化

由于设计与材料的缺陷以及制造过程中的不稳定性,通常在一批产品的生产过程中会产生一定比例具有较高突发失效率的缺陷产品。为了尽量剔除缺陷产品,提高整批产品的实际使用可靠度并减少寿命周期费用,需要进行老练筛选并确定最优的老练时间。在假设突发失效时间服从指数分布、性能退化轨道以Wiener过程描述的基础上,针对同时包含突发失效和退化失效的产品,本文首先建立了包含退化失效的混合竞争失效模型;然后以平均剩余寿命(mean residual life, MRL)为目标函数建立了老练试验优化模型的有效性,并给出了数值求解方法;最后通过数值实例验证了所提出的老练试验优化模型的有效性,并对模型参数进行了灵敏度分析。     

多种横向转运配送方式下的成品油配送方案优化方法

针对多种横向转运配送方式下的成品油配送方案优化问题，以配送成本最小化为目标，构建了可同时表达多种配送方式的优化模型。设计了能够同时求解多种配送方式下的配送方案，且求解精度高、速度快的启发式算法。数据实验验证了模型、算法的有效性，并得出：合并配送方式不可能成为成本最低的配送方式；当车辆不满载时，混合配送方式的优化空间更大；随着转运油库与配送区域的趋近，混合配送方式的成本优势越来越明显；所提算法求解不同配送方式下的配送方案的时间差极小，在制定配送计划时，可同时生成分开配送方案和混合配送方案，择优选用。本研究为横向转运背景下成品油配送方式的选择和配送方案的优化提供了一种科学的决策方法，有利于降低企业的配送成本。     

基于PoF模型的电子产品可靠性参数计算方法

现有的基于失效物理(physics of failure, PoF)模型的可靠性预计只能计算电子产品在寿命周期内经历单一典型任务剖面的失效时间。本文提出了一种基于失效物理模型,并利用蒙特卡罗仿真定量分析电子产品在寿命周期内实际经历多任务剖面的可靠性水平的新方法。将该方法应用于某机载电子设备的平均失效前时间(mean time to failure, MTTF)的计算,建立失效率和可靠度的时间函数,与目前国内工程实践中常用的失效率经验模型法以及设备可靠性强化试验的结果进行了对比分析。结果表明,该方法不仅可以计算可靠性参数,而且通过分析与计算过程可发现设计薄弱环节与可靠性参数的定量关系,有效指导设计改进。     

带装卸顺序约束的装载配送联合优化算法研究

互斥产品(如液体、危险化学品等)不能混装到同一个容器中,物流企业通常使用多隔舱运输车为顾客配送多种互斥产品,合理确定装载与配送路径是提高配送效率、降低配送成本的重要手段.本文考虑互斥产品的装卸顺序约束、在途运输时间约束等,构建了以配送成本最小化为目标的互斥产品装载配送联合优化模型,设计了求解模型的改进遗传算法,算法采用蜂王进化和基于概率的边重构交叉运算,有效提高了寻优能力.本文利用Augerat提供的车辆路径问题标准测试集构造算例测试算法的运行时间和求解效果.结果显示,改进遗传算法的求解效果明显优于经典遗传算法.对于小规模算例,改进的遗传算法可以得到精确最优解,对于中等规模和不超过101个顾客点的大规模算例,改进的遗传算法可以在130秒内得到近似最优解.本文的创新点在于构建了一类新的车辆路径扩展问题的数学模型并设计了求解模型的快速有效算法,为物流企业制定多类型互斥产品配送计划提供了理论依据和算法支持.     

考虑随机权重阈值的多态k/N系统任务可用度建模与优化

在权重阈值随机变化的条件下,现有多态系统可用度建模在实际工程应用中具有局限性.本文引入数量阈值并考虑权重阈值随机性,分析多态k/N系统中部件数量和权重不能彼此映射的问题,提出新的随机联合运算符结合通用生成函数的方法,建立系统任务可用度评价模型.本方法适用于权重阈值服从连续型随机分布的情形,优于传统递归算法.然后,分别构建系统可用性约束或成本约束下的系统优化模型,通过遗传算法编程,求解部件各状态的最优概率及权重.最后,以船舶运输系统为例阐述数量阈值对系统可用度的影响,并给出随机权重阈值下多态系统的设计优化结果.研究成果可为系统工程师开展可靠性设计和改进提供方法依据.     

多产品分销系统的利润模型

由多个制造商(生产不同产品)、一个地区分销中心和多个零售商(经销多种产品,如家电产品)组成的多阶段分销系统。在地区分销中心和多个零售商都采用周期检查的最大库存水平策略的前提下,分别给出了零售商、地区分销中心和制造商的单周期利润模型及零售商和地区分销中心的多产品服务水平定义。然后,以整个分销系统的利润为优化指标,以零售商和地区分销中心的多产品服务水平作为优化问题的约束条件,建立了较为全面的分销系统联合决策利润优化模型,通过该模型求解零售商和地区分销中心最优的最大库存水平。最后,给出一个算例说明了该优化模型的求解过程。     

产品可靠性新型顺序约束及评估算法改进

在产品研制过程中,通常经过多个阶段试验及改进才能达到最后定型要求,产品研制的每个阶段均产生有大量可靠性信息。利用产品可靠性增长规律,对传统的顺序约束条件进行改进,给出了一种新型顺序约束关系,该新型顺序约束关系更为准确地反映了产品可靠性增长规律。基于新型顺序约束关系给出了一种新的顺序约束Bayes评估方法,并通过Bayes评估方法进行合理改进,有效降低了Bayes估计的计算复杂性。最后,通过模拟仿真实例分析,说明提出的改进方法计算简单,与传统的顺序约束Bayes评估方法相比,得到的产品在各阶段可靠性评估结果具有较高精度,能够简单高效地运用于工程实际问题。     

杂波背景下机载雷达信号参数的射频隐身优化

面对对方先进的无源探测系统, 射频(radio frequency, RF)隐身是机载雷达抗干扰的一种重要手段。本文首先分析了杂波条件下机载雷达目标探测的RF隐身目标模型, 然后分别针对地杂波与海杂波背景, 以截获因子作为RF隐身性能评估指标, 分析了基于脉冲对消滤波与恒虚警(constant false alarm rate,CFAR)检测技术的机载雷达RF隐身设计方法, 并建立了相应的机载雷达信号参数RF隐身优化模型。仿真利用遗传算法对模型中的辐射功率、驻留时间与脉冲累积个数等机载雷达信号的关键参数进行求解, 仿真结果表明, 两种杂波背景下的信号参数优化模型均能有效地改善机载雷达的RF隐身性能。     

一种基于证据融合的高可靠性产品可靠性评价方法

如何综合来自不同信息源的信息进行可靠性评价是高可靠产品可靠性分析领域的研究热点.针对存在随机不确定性和认知不确定性时高可靠产品的可靠性评价问题,结合证据理论提出了一种新的评价模型.鉴于不同可靠性信息源对产品可靠性指标的贡献不同,利用K-L交叉熵定义各个信息源的权重,对每个信息源生成的基本概率分配函数(BPA)进行修正.然后,将修正后的BPA按照D-S证据组合规则进行融合,进而利用可转移信度模型(TBM)对合成后的BPA进行概率测度的转换,从而实现对高可靠产品可靠性的度量.最后,以某型号电子器件的寿命评估为例,验证了本文提出的评价方法的可行性和有效性.     

成败型系统变总体下的Bayes可靠性试验鉴定方法

提出了一种成败型系统变总体下的Bayes可靠性试验鉴定方法.该方法依据产品研制过程中不同阶段的试验数据,建立了产品可靠性的动态参数模型,以此描述产品可靠性的变化趋势,并对正样阶段的产品可靠性进行预测,利用最大熵法给出了产品可靠性的验前分布,最后结合产品少量的现场试验数据,对正样阶段的产品可靠性做出了Bayes统计决策.通过算例对比分析,该方法很好地解决了小子样产品的可靠性试验鉴定问题.