城市道路网络的行程时间可靠性

针对现有城市信号控制路网可靠度计算模型难以实用的缺陷,放弃对实时OD矩阵进行交通分配,以路网的各交叉口的真实流量和信号配时为基础,直接估计各个OD对之间的实时的行程时间及其可靠度.然后将城市道路网络视为多功能系统,根据可靠性理论中通用的多功能系统可靠度计算方法,构建了动态路网系统行程时间可靠度估计的框架模型,实现城市路网可靠度的实时估计.由于无须引入难以获取的动态OD矩阵数据,使得模型具有实用性.最后通过真实案例表明了模型的实用性.     

基于比例风险模型的可靠性综合评估

研究了环境因素对可靠性的影响,提出了一种利用变环境数据的可靠性综合评估方法。首先,利用比例风险模型描述产品可靠性水平与其工作环境因素的定量影响关系。接着,利用变环境数据确定基准失效率,并对比例风险模型进行变换。然后,利用广义线性模型给出了可靠性模型参数的极大似然估计。进而结合可靠性模型,利用似然比方法给出了可靠度置信下限。实例表明,该方法能较好地度量环境因素对产品可靠性的影响,从而提高了可靠性评估精度。     

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。     

不同环境应力下可靠性增长单调模型的数据分析

以加速寿命方程作为应力模型,解决利用不同环境应力下可靠性增长试验数据,求试验结束时设备可靠度的置信下限问题.并以逆幂率模型为例,给出了模型参数的极大似然估计,进而求出可靠度的置信下限.模拟研究结果表明,上述方法效果良好.     

内部控制系统评价定量分析的数学模型

运用可靠性理论和数理统计知识来构建内部控制系统评价的数学分析模型,利用该模型可计算程序的可靠度和系统可靠度,从而判断内部控制的效果.通过敏感性分析得到结构重要性和可靠度重要性,据此判断程序可靠性对系统可靠性的影响程度,为内部控制系统改进提供支持.最后,分析了在评价中如何考虑成本的问题,以及参数的估计,这有利于提高模型的完整性和准确性.     

指数寿命分布多阶段可靠性增长决策研究

可靠性增长模型是可靠性增长决策的基础和关键,其在可靠性增长过程中有着重要作用。在故障延缓纠正模式下,对基于指数寿命分布的多阶段可靠性增长模型进行了研究。考虑到可靠度估计的不确定性,采用贝叶斯风险决策技术,通过期望效用函数量化可靠度的不确定性,并定义了停止可靠性增长试验的贝叶斯决策规则,最后给出了一个应用实例验证了方法的可行性。     

舰空导弹武器系统使用可靠性评估

针对舰空导弹武器系统在单次射击时的使用可靠性评估,采用可靠性框图建模技术,建立涉及舰空导弹武器系统操控人员行为的使用可靠性框图,进而构建武器系统使用可靠性数学模型。通过专家评定法,评定武器系统操控人员的操作可靠度;通过模糊综合评价方法,评定武器系统单个设备的使用可靠度。从而可充分考虑武器系统操控人员操作使用、武器系统固有可靠性和作战使用环境因素对武器系统使用可靠性的影响,为其他武器系统使用可靠性评估提供新的研究思路。     

鱼雷装载可靠度和工作可靠度的关系研究

鱼雷装载可靠度是鱼雷可靠性评定中的重要指标,它与工作可靠度有着一定的关系。因此在装载可靠度试验数据较少而工作可靠度的试验数据较多的情况下,可以利用工作可靠度推算装载可靠度。分析了鱼雷装载可靠度和工作可靠度之间的关系,并使用模糊回归理论建立两者之间关系的数学模型。所得的关系模型可以进行装载可靠度的预测,为鱼雷装载可靠度的评定提供了一些值得参考的数据,解决了鱼雷装载可靠度数据较少的问题。计算实例表明该方法简单,实用,可以作为工程技术人员的参考。     

研制过程的贝叶斯可靠性增长模型

本文对成败型产品在研制过程中各阶段的可靠性评估问题进行了讨论。在获得了每一阶段的二项试验数据后,运用贝叶斯方法和在可靠度先验分布概率密度函数均匀不变的条件下,给出了第m阶段的可靠度贝叶斯估计值以及置信下限评定方程。本模型与其它增长模型相比,具有标准差小和便于工程应用等特点。     

基于Markov链互模拟的航天器发射任务可靠度模型

状态空间复杂、多过程并发执行和子过程反复迭代的特点, 使航天器发射工程实施全过程的任务可靠性评估难以量化. 通过构建多个并发执行的时间连续的Markov链对航天器发射工程状态转移约束关系进行描述, 采用互模拟时间等价关系简化航天器发射工程实施过程的状态空间, 利用连续时间Markov链的概率转移特性进行建模与分析, 得到了全系统、全过程的航天器发射任务可靠度模型. 数值验证表明该模型可用于航天器发射任务工期推演、可靠度评估以及薄弱环节分析.     

考虑关键性的多约束下辐射干扰对消装备随舰备件配置优化方法

可用度是评估备件对装备完好性影响的重要指标,针对备件关键性对装备可用性造成影响而又难以将其考虑在内建立可用度模型的问题,以舰载通信电台辐射干扰对消装备为对象,采用对备件关键性实行专家打分的方法,将备件关键性作为备件配置优化的约束之一,建立以备件费用、备件体积、备件关键性为约束的备件配置优化模型。在备件费用、体积及关键性归一化的基础上,采用权重因子方法将多约束转化为单一约束,并给出了权重因子更新方法。列举案例,分别计算了费用约束、体积约束、关键性约束和多约束下的备件方案,并对比了装备改进前后的备件配置方案,将装备使用过程中的备件保障延伸至装备可靠性设计阶段。案例分析结果表明:备件配置方法在考虑了体积、费用等限制约束下,能同时兼顾备件关键性对装备完好性的影响;装备可靠性设计时,提高装备可靠性低的现场可更换单元(line replaceable unit, LRU)等薄弱点,能有效减少装备维修保障资源。     

威布尔分布下系统全寿命周期成本建模与决策

系统可靠性设计优化与经济性密切相连.针对部件寿命服从威布尔分布的同质部件组成的系统,引入经济的预防性成组维修策略,构建设计费用、制造费用和维修费用函数,从而建立可靠性约束下的系统全寿命周期成本的优化模型.通过与无预防性维修下系统全寿命周期成本模型的比较分析,效用曲线充分验证所建优化模型的经济性和有效性.接着,给出包括系统全寿命周期成本、部件可靠性设计水平和预防性成组维修频率在内的系统设计均衡区间的决策方法.最后,以某大型科学装置的开关系统为例,说明该方法在工程应用上的实效性,为系统工程师开展可靠性设计优化提供系统的思路和方法.     

Robust H∞ guaranteed cost satisfactory fault-tolerant control for discrete-time systems with quadratic D stabilizability

The problem of robust H∞ guaranteed cost satisfactory fault-tolerant control with quadratic D stabilizability against actuator failures is investigated for a class of discrete-time systems with value-bounded uncertainties existing in both the state and control input matrices.Based on a more practical and general model of actuator continuous gain failures,taking the transient property,robust behaviour on H∞ performance and quadratic cost performance requirements into consideration,sufficient conditions for the existence of satisfactory fault-tolerant controller are given and the effective design steps with constraints of multiple performance indices are provided.Meanwhile,the consistency of the regional pole index,H∞ norm-bound constraint and cost performance indices is set up for fault-tolerant control.A simulation example shows the effectiveness of the proposed method.     

Robust H∞ guaranteed cost satisfactory fault-tolerant control for discrete-time systems with quadratic D stabilizability

The problem of robust H∞ guaranteed cost satisfactory fault-tolerant control with quadratic D stabilizability against actuator failures is investigated for a class of discrete-time systems with value-bounded uncertainties existing in both the state and control input matrices. Based on a more practical and general model of actuator continuous gain failures, taking the transient property, robust behaviour on H∞ performance and quadratic cost performance requirements into consideration, sufficient conditions for the existence of satisfactory fault-tolerant controller are given and the effective design steps with constraints of multiple performance indices are provided. Meanwhile, the consistency of the regional pole index, H∞ norm-bound constraint and cost performance indices is set up for fault-tolerant control. A simulation example shows the effectiveness of the proposed method.     

二项式分布场合加速退化零失效可靠性验证试验

对于长寿命高可靠产品,采用零失效可靠性验证试验需要大量的时间或者样本。为了缩短试验时间,建立了一种在二项式分布场合下基于性能退化数据的加速退化零失效可靠性验证试验方法。首先从加速退化模型和测量数据估计样品在规定时间内的退化量及其方差,然后在使用方风险和可用试验样本量的约束下,对试验费用进行优化,得到了最优的试验方案,并给出了单个样品停止试验的判定规则。最后通过一个实例证实了该方法能有效地缩短试验时间。灵敏度分析表明,在规定时间内退化量的预估值对试验方案的优化结果影响较大。     

基于多变量优化的恒定应力加速退化试验设计

为了实现高可靠长寿命产品加速退化试验的高效开展,提出一种可以同时优化加速应力水平、各水平下试样数、各水平测试时间等多个试验设计变量的恒定应力加速退化试验优化设计方法。基于Wiener过程与阿伦尼斯模型建立加速退化模型,以可靠寿命估计精度为目标函数,以试验总经费为约束条件,应用遗传算法搜索最优试验方案,并通过敏感性分析确定优化方案的有效性。以某碳膜电阻器为对象开展加速退化试验优化设计的实例分析来证明所提方法的合理性。敏感性分析结果表明,所提方法的优化结果具有良好的稳健性。     

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。     

基于可用度改进方法的多状态串并联可修系统优化设计

基于不同的系统可用度改进方法,研究了多状态串并联可修系统的优化设计问题.在系统部件具有常数失效率和修复率的假定下,分别利用减小因子法、增加因子法、热备冗余法、温备冗余法和冷备冗余法改进系统可用度,提出了混合法改进系统可用度的优化设计模型.在一定可用度水平及体积和重量约束下,以改进系统可用度所需成本最小为优化目标,给出了系统可用度改进方法的优化设计方案.基于遗传算法处理离散设计变量的灵活性和其较强的搜索功能,利用遗传算法求解所建立的优化设计模型.     

自适应协同优化方法研究

针对一致性约束条件造成协同优化方法计算困难的问题,研究提出了一种自适应协同优化方法.首先将设计变量空间划分为三类区域,分析了每个区域内一致性约束松弛量与系统可行域和学科一致性的关系,并在此基础上提出了三种一致性约束松弛量的确定方法.然后基于上述方法,给出了自适应协同优化的算法流程,对比分析了相对于标准协同优化算法流程的改进之处.最后采用自适应协同优化方法对两个典型MDO算例进行优化,证明了该方法具有较好的鲁棒性和收敛速度.     

可靠性增长试验的优化设计

讨论了以系统失效率为目标、试验费用和试验时间为约束条件的优化问题,运用梯度投影法得到了最优解;然后讨论了以试验费用为目标、系统失效率为约束条件的优化问题,运用Lagrange乘子法得到了最优解。仿真算例表明,两种算法的效率都较高,按照优化后的分配方案安排可靠性增长试验,能得到最大的收益