复杂电子系统Markov模型及云可靠性评估

电子系统结构的复杂性,故障形式的多样性,导致可靠性评估的不确定性,为了使可靠性度量具有更高的可信度,针对可靠性评估问题,发展和深化了云理论。定义了云集和云数等概念,给出了正态云数的运算算法;分析了可修表决系统的Markov模型,并给出求系统可靠性指标的方法;阐述了系统可靠性的语言值定性评价,通过正态云数建立了定量的云可靠性评估模型,反映Markov模型中参数的不确定性。同时给出云可靠度在一定置信水平下转换为系统定性评价的方法,并通过表决系统的计算实例验证了云可靠度评估方法的可信度。     

基于云模型和组合赋权法的CBTC系统可靠性评价

由于目前对CBTC系统的可靠性分析较少,提出一种基于云模型和组合赋权法的CBTC系统的可靠性评价方法。首先根据CBTC系统的结构和功能,建立了系统的功能型层次模型,并采用组合赋权法确定底层设备的主观和客观权重值,根据加法合成法得到系统的综合权重值;然后,计算CBTC系统底层设备的可靠度,并使用云模型表示;最后,将虚拟云计算的CBTC系统可靠性综合指标新云和可靠性评价集的云模型进行相似度比较,输出评价结果。结果表明,基于云模型和组合赋权法的CBTC系统可靠性评价方法可以正确客观地描述该城市的CBTC系统完成规定功能的能力,为研发和评估CBTC系统提供借鉴。     

面向维修的机械系统可靠度预测与仿真研究

机电产品在服役期间因零件失效而产生故障,重组维修破坏了原有的系统可靠性模型,因而需要对设备可靠性问题重新进行研究和评价。基于机电系统中零件的失效时间分布密度函数,研究了在重组维护过程中机电系统服役期间零件年龄结构的分布规律,发展了机电系统可靠性数学模型。通过仿真研究,探讨了系统服役期间年龄结构、可靠度和失效率的发展规律,定量地研究了失效时间分布密度函数的参数对系统可靠度的影响。这对于评估机械系统的可靠性和全生命周期的失效率,制定合理的维修策略具有重要意义。     

离散时间系统的最优预防性维修周期模型

针对预防性维修计划在可靠性工程中的重要性,该文对离散时间参数下的可修系统进行了研究.文中假定系统寿命、修复性维修和预防性维修的修复时间均遵从一般的离散分布,修复为完全修复,建立了考虑预防性维的系统瞬时可用度模型和平均可用度模型.在此基础上,建立了以平均可用度为指标的最优预防性维修周期模型.该文通过一组数值算例对该最优维护模型的有效性进行了验证说明.     

基于马尔柯夫过程的可修系统可靠性建模

针对可修系统的可靠性、维修性计算问题,运用马尔柯夫过程数学模型对可修系统可用度和可靠度进行数学建模.首先推导出单部件可修系统可用度与可靠度的表达式,在此基础上,推导出工程上常用的两并一备复杂可修系统可用度与可靠度的表达式,总结出求解复杂可修系统稳态可用度的简单方法.两种方法结论一致,为进一步研究可修系统可靠性、维修性提供重要理论依据.     

基于失效率调整因子的多目标动态预防性维护决策建模

针对静态维护策略中事先确定固定维护周期以及当前维护决策多为单一目标决策的不足,引入整合失效率调整因子的修复非新模型,采用动态预防性维护决策,更符合随役龄增加而使设备的预防性维护周期递减的实际情况.在此基础上,整合优化维修成本率和设备可用度,建立一种动态预防性维护的多目标决策模型.数值实例结果表明,利用多目标动态预防性维护决策模型,可求出基于维修成本率最小和设备可用度最大的各维护周期最优预防性维护时间间隔.     

基于系统等效的柴油机监控系统可靠性评估

为综合考虑硬件、软件故障对柴油机监控系统可靠性的影响,提出一种基于系统等效的监控系统可靠性评估方法.建立系统的功能结构图,运用Markov过程分析硬件子系统的可靠性,讨论软件子系统的可靠性.引入向量马氏过程(VMP)完成将硬件子系统等效为故障服从指数分布、维修服从未知分布的元件,分析由该元件与软件子系统所构成的硬/软件综合系统的可靠性.结果验证了硬件等效模型的正确性,得出该设备的软件子系统对监控系统可靠性影响较大,以及部件平均维修时间(MTTR)与平均无故障时间(MTBF)的比值与系统稳态可用度呈反相关的结论.     

一种光通信系统可用度计算方法

为了研究光纤通信系统无中断工作的能力 ,计算通信系统可用度具有重要的意义。在 ITU- T G.911光通信系统可用度计算的基本原则下 ,建立了系统状态的 Markov模型和状态转移概率矩阵 ,并利用稳态 Markov模型中状态转移概率平衡的特点求解稳态概率。再利用网络拓扑结构和保护机制的信息 ,通过简单的概率运算得到系统的稳态可用度。在这种计算方法的基础上分析了 SDH的自愈保护机制以及各种故障对系统可用性的影响。在计算结果的指导下 ,可以知道为了达到特定的可用度 ,通信设备和光纤必须具备的正常工作时间和出现故障后的最长修复时间     

基于随机流网络与Markov过程的制造系统可靠性建模及维护优化

针对制造系统中设备数量与输入的不确定性,考虑制造过程中的不良品以及不良品的返工情况,分析系统可靠性与各设备数量、设备输入的关系,建立基于随机流网络的制造系统可靠性评价模型.采用齐次Markov过程对系统衰退和维护进行状态分析,以最小化维护成本为目标,以系统可靠性为约束,建立系统设备的维护模型.通过算例分析,验证该模型的有效性和先进性.     

基于可用度的地铁车辆维修检查间隔优化方法

在地铁车辆维护中,为了符合维修工作实际情况,提出了将初始检查间隔设定与检查周期不同的不等间隔确定方法.同时考虑了不完备维修,维护后引入役龄回退因子对维修活动前后系统性能的动态变化进行描述,使系统状态处于修复如旧与修复如新之间.对地铁车辆门的驱动锁闭机构建立了以费用率为目标函数、系统可用度为约束条件、预防性维修周期为优化...     

竞争失效下多元退化建模的航空发动机可靠性分析

为了解决航空发动机的竞争失效下多元退化系统可靠性评估问题,提出一种多元退化失效和突发失效之间相关竞争失效的可靠性评估方法.以具有随机效应的非线性Wiener过程与Gamma过程描述退化失效过程,选择合适的Copula函数对多元退化失效相关性进行建模,通过马尔科夫链蒙特卡洛方法进行多元退化系统相关失效模型参数估计;引入Weibull分布描述突发失效时间,采用比例危险模型构建关于性能退化量的突发失效率函数,利用两步极大似然估计法识别模型参数.结合航空发动机的性能退化数据实现了竞争失效下多元退化系统可靠性评估,通过分析结果验证了模型的有效性与准确性.     

基于云理论的斜拉索可靠性评价方法

为准确评估易损难修的斜拉索的可靠性，保证行车安全舒适，提出一种基于云理论的斜拉索可靠性评估方法.首先根据拉索力学特点和常见病害，以斜拉索的运营状态应力极值、恒载索力变幅、应力幅、基频、服役时间、PE护套开裂程度及阻尼系统完好程度为指标，建立了斜拉索可靠性评估指标体系.咨询专家意见建立权重云模型，并根据泛概念树的概念扩充原理实现权重的群决策.最后将指标对各等级的平均确定度与权重云模型加权汇总，得到可靠等级确定度的云模型并以此确定最终评级.规范评估结果与拉索实际病害情况对比验证了所提方法结果的合理性和可操作性.     

面向运行规划可靠性评估的发电机组模型

文章针对运行调度,提出一种适用于短期运行规划可靠性分析的发电机组新模型;该模型考虑了机组在不同的运行方式下状态空间转移的差别,在传统的故障率和修复率基础上考虑了系统需求率、机组的启动延时、启动失败概率和延时停运等运行因素,定义了条件强迫停运率并给出了不同模型下机组CFOR的计算方法,揭示了机组可靠性与系统需求率之间的相依关系;在此基础上建立发电机组投运模型和算法,以IEEE-RTS为例,验证了模型的合理性和有效性。     

多传感器融合系统的可靠性模型研究

为有效评价多传感器融合系统硬件的可靠性,提出了一种新的三模冗余结构(TMR)半马尔可夫过程模型.该模型以系统单元寿命服从负指数分布、系统单元修复时间服从广义任意分布(修复率是时间的函数)为前提,通过引入补充变量,可以转化为马尔可夫过程模型进行求解,从而获取系统有效性和可靠性的一些重要指标.理论分析和数值结果表明,传统可靠性建模的方法可以作为新模型简化的特例,利用新模型的TMR冗余结构多传感器融合系统与无冗余的单传感器系统相比,系统的平均无故障时间(MTBF)提高了两个数量级.因此,提出的新模型可以准确地描述系统的实际工作状况,为有效评估多传感器融合系统可靠性提供了理论依据.     

矿用自卸车轮边减速器传动系统动态可靠性研究

轮边减速器传动系统作为轮毂驱动系统的核心部件,其可靠性直接影响轮毂驱动系统乃至整车的运行可靠性和工作寿命.针对现有轮边减速器传动系统可靠性评估只考虑单一齿面失效或齿根失效的不足,提出考虑二者失效相关的动态可靠度计算方法.首先,在考虑齿轮材料强度退化的前提下分别建立齿面、齿根强度退化随机模型;然后,基于应力-强度干涉理论并采用Monte Carlo方法计算得到2种失效形式下考虑强度退化的齿轮动态可靠度曲线;其次,根据Copula理论建立同时考虑2种失效形式相关性的单一齿轮动态可靠度数学模型;最后,应用Sklar定理对零件失效过程的相关性进行描述,建立轮边减速器传动系统动态可靠度数学模型.通过算例验证结果表明:该方法能够揭示多失效形式和多因素相关条件下系统疲劳寿命与各零部件疲劳寿命之间的关系,可以为轮边减速器传动系统的可靠性评估和预测提供理论依据.     

基于含熵期望曲线的云模型相关性度量方法

针对现有基于云模型的相关性度量方法缺少必要约束条件的问题,提出一种基于含熵期望曲线的云模型相关性度量方法．将云模型中超熵期望曲线的与区域和或区域的面积比作为相关性的度量基准,解决云模型的区间约束以及半云度量问题．利用3熵（3σ）约束增加云滴的聚集,减少计算开销．将超熵纳入计算,考虑云滴厚度对云模型相关性的影响．本方法克服了面向随机云滴的距离度量方法和数字特征变换方法中存在的计算复杂度高、结果不稳定的问题,同时满足了三类约束的实际计算需求．实验表明该方法能够客观有效地对云模型相关性进行度量,并在基于云模型的系统评价任务中得到了验证．     

基于Markov链的云平台故障模型与分析

云平台中节点数量增加到一定规模后,系统故障率上升,性能不再相应提高。以Hadoop平台为研究对象,建立了基于节点状态Markov链的云平台故障模型,利用该模型对故障导致的云平台扩展瓶颈进行分析,确定了在系统容错负载率限制下的系统最大节点数变化率,在理论上证明了该模型的正确性。     

基于检验点技术的云服务可靠性度量模型

可靠性是云服务的典型特性之一.在云计算环境下提出了一种基于检验点回卷策略的云服务可靠性度量模型,该模型针对云服务系统中虚拟机任务计算节点的故障失效会导致系统服务可靠性发生变化的问题,基于检验点回卷策略建立了云服务可靠性度量模型.通过理论推导证明了度量模型的正确性,并证明了检验点设置时间按一定指数值增长时,服务可靠性可以得到优化.