基于灵敏度分析的系统可靠性稳健分配优化方法

在系统可靠性分配中,考虑单元可靠度的不确定性已是可靠性分配的现实需要.为了提高系统可靠性分配优化的质量,将稳健理论引入可靠性分配中,提出基于单元可靠性灵敏度的系统可靠性稳健分配方法.将单元可靠性灵敏度溶入系统可靠性分配模型之中,建立系统可靠性稳健分配模型.在此基础上,采用粒子群-序列二次规划算法对该模型进行优化设计,该混合算法既保持了粒子群算法全局收敛的特点,又补充了序列二次规划法精确求解的能力,因此该混合算法可以快速获取全局最优解.通过对发动机曲柄连杆机构进行可靠性稳健分配设计,验证了可靠性稳健分配模型的合理性和混合算法的寻优能力.对结果分析表明,所提方法可以较好解决单元可靠度不确定时的可靠性分配问题,混合算法具有较强的全局搜索能力,分配优化结果具有较强的稳健性.     

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。     

投资具有模糊性的鱼雷可靠性指标分配方法

鱼雷的投资是给出一个可以接受的范围,也就是说,投资具有模糊性。在鱼雷生产费用与可靠度的关系和鱼雷广义维修费用期望值与可靠度的关系基础上,建立了投资具有模糊性时鱼雷可靠性指标分配模型,提出了投资具有模糊性时鱼雷可靠性指标分配方法,并给出了该方法的工程应用算例。结果表明,方法科学合理、简单实用,具有一定的工程应用价值。     

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 .     

基于Monte Carlo法与GA算法的复杂系统可靠度求解

复杂系统可靠性问题是可靠性工程中丞待解决的问题。提出了基于可靠性框图的复杂系统蒙特.卡罗仿真方法,给出了各种基本可靠性模型系统与其组成单元的失效时间关系,解决了含有旁联模型的复杂系统仿真问题。以可靠性仿真数据为寿命样本,待估计参数的置信区间为编码空间,以经验分布与所求分布误差倒数为适应度函数,建立了基于遗传算法的寿命分布参数点估计模型,求得了复杂系统可靠度函数。最后以两个实例表明该方法比传统方法具有更高的精度。     

基于概率测度的确信可靠性建模与分析方法

确信可靠性理论基于可靠性科学原理, 在产品设计阶段综合考量产品的性能参数与不确定性, 实现了产品的正向设计与定量设计。为了将确信可靠性理论转化为实践可行的可靠性设计流程, 提出了基于概率测度的确信可靠性建模与分析方法。通过研究功能性能裕量分析确定关键性能参数与性能阈值, 通过理论分析、仿真建模、实验建模建立产品的性能方程、裕量方程与退化方程; 确定量化参数的不确定性, 开展确信可靠性分析, 并计算可靠性定量指标。本文为可靠性设计工作流程提供创新性的理论探索和工程实践, 为进一步说明该方法的应用流程, 本文以某型电连接器作为案例进行研究，定量提出了电连接器可靠性的优化改进方向。     

基于MCSP的舰艇训练模拟系统可靠性分配研究

可靠性分配是舰艇训练模拟系统可靠性工程的重要环节。针对系统的使命任务,规划了系统的寿命剖面和任务剖面,建立了系统的任务可靠性模型。按照规定的任务可靠性指标,采用多因子系数专家评分方法将全系统的任务可靠性指标分配到各分系统或设备层面,得到初步分配结果。然后,依据任务可靠性模型预计系统的任务成功概率(MCSP),比照系统规定的任务可靠性指标,进行迭代修正计算,最终得到了满足规定要求的可靠性分配优化结果。     

带冗余串联系统可靠性设计的一种高效优化技术

本文对带冗余串联系统的可靠性设计提出了一种新的优化技术。通过控制系统可靠度的取值变化来获得串联系统各阶段的冗余单元数,而系统可靠度的最优值则采用区间对分法来寻求。实例说明,这种方法计算简便,快速和有效。     

提高薄弱节的MTBR分配法

本文依据文［１］，［２］介绍的可靠度再分配法，也即提高薄弱环节的可靠度分配法，对串联系统与某些特定的非串联系统，给出了提高薄弱环节的ＭＴＢＦ分配法的实用计算公式。文中还给出了本文方法的应用步骤和两个实用例子。     

考虑冲击与阶段备份的多阶段任务系统可靠性建模

近年来，由于在航空航天、军事、核能等领域的广泛应用，多阶段任务系统(phased mission system, PMS)可靠性建模方法得到了广泛的关注。航天系统所包含的电子设备会由于自身的老化导致性能退化而失效，同时也会因为外界的随机冲击导致失效，严重影响系统可靠度。针对该问题，提出一种基于模块化方法的模型。首先，将冲击模型与半马尔可夫过程结合，计算受冲击影响的工作单元可靠度。然后，提出一种基于二元决策图(binary decision diagram, BDD)模型的方法，对同时考虑冲击与阶段备份的PMS进行可靠性建模。最后，以某型航天器中的推进子系统为例对所提方法进行说明，并应用蒙特卡罗方法进行验证，证明了所提方法的建模效率与准确性。     

系统可靠度约束下的备件配置优化

备件的配置优化对于系统可靠性的保障和维护成本的降低具有重要的作用。为了保障系统的长期稳定经济运行,构建了系统可靠性模型和备件配置模型,以系统可靠度阈值和任务运行时长为约束条件,采用成本效益重要度对备件配置模型进行优化,寻求以备件配置成本最低为目标的备件配置方案。当系统可靠度下降到预设阈值时,计算系统各组件的成本效益重要度,选择成本效益重要度最大的组件进行备件,如此进行迭代,直到完成运行任务,形成最优的备件配置方案。最后,以数控机床主轴系统伺服驱动装置为例验证了该方法的可行性。     

ALLOCATING REPAIRABLE SYSTEM＇S RELIABILITY SUBJECT TO MINIMAL TOTAL COST - AN INTEGER PROGRAMMING APPROACH

Reliability allocation problem is commonly treated using a closed-form expression relating the cost to reliability. A recent approach has introduced the use of discrete integer technique for un-repairable systems. This research addresses the allocation problem for repairable systems. It presents an integer formulation for finding the optimum selection of components based on the integer values of their Mean Time to Failure （MTTF） and Mean Time to Repair （MTTR）. The objective is to minimize the total cost under a system reliability constraint, in addition to other physical constraints. Although, a closed-form expression relating the cost to reliability may not be a linear; however, in this research, the objective function will always be linear regardless of the shape of the equivalent continuous closed-form function. An example is solved using the proposed method and compared with the solution of the continuous closed-form version. The formulation for all possible system configurations, components and subsystems are also considered.     

系统可靠度分配的最优决策

运用模糊数学原理和多阶段决策算子法,提出了两种适用的系统可靠度分配的新方法．     

一种考虑子公司竞合关系的跨国公司固定成本分摊方法

跨国公司固定成本分摊结果直接关系到跨国公司、子公司以及子公司所在地税务机关的利益,因此如何合理分摊跨国公司固定成本引起相关各方的关注.本文从跨国公司的特点出发,提出一种考虑子公司间竞争和合作(竞合)关系的跨国公司固定成本分摊方法.首先,以被广泛认可的公平交易原则为基础刻画成本分摊约束集,并指出其与数据包络分析中的有效成本分摊集是一致的.其次,在公平交易原则约束下,根据先最大化集体利益进而最大化个体利益的思路,设计相应的跨国公司成本分摊模型.最后,利用2013年某跨国石油公司的数据对方法进行验证.结果发现决策单元(DMU)规模影响在成本分摊结果得到体现,有利于分摊方案被DMU接受;同时发现联盟策略并不能保证所有DMU都能够获得比中立策略更优的成本分摊结果,但DMU联盟策略在大部分情况下有益于改善其分摊结果;此外发现迟钝型DMU更适合采取中立策略,而敏感型DMU则适合采取竞合策略.研究为解决跨国公司固定成本分摊问题提供了一种可行的思路,可为相关决策者提供有效的决策支持.     

基于可靠性的软件构件费用分配最优模型

针对软件系统可靠性和费用分配问题,给出了一种基于可靠性的软件构件费用分配最优模型。将软件系统可靠性定义为软件构件失效率、操作剖面、构件使用矩阵以及软件无失效运行的规定任务时间的函数,详细描述了费用最优模型的建立和利用非线性规划理论求解模型的步骤。在求解过程中,将费用最优模型转化为Kuhn-Tucker方程,有效地处理了带有复杂计算的目标函数和约束条件的可靠性和费用最优分配问题。计算实例表明利用该模型进行可靠性和费用分配是可行的。     

考虑性能的三余度舵机系统可靠性分析

针对传统可靠性分析方法对余度控制系统的不适应,本文提出了考虑控制系统性能的可靠性分析方法;采用可靠性仿真技术与控制系统仿真技术相结合的方法给出了系统性能可靠度的计算途径;通过三余度舵机系统可靠性的分析验证了该方法的有效性。