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。     

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.     

任意分布的冷备表决系统可靠度求解

k/n: M(G)冷备表决系统包含n个工作部件, M个冷储备件, 至少有k个部件工作时系统工作。然而, 现有对于k/n: M(G)冷备表决系统的研究集中在同型指数分布的情况, 缺乏针对其工作部件非同型且服从任意分布的情况的研究。本文研究了k/n: M(G)冷备表决系统的可靠度, 系统部件服从任意分布, 冷备件服从同一分布。对k=n的情况, 给出了M取任意值时部件同型和非同型情况下的系统可靠度解析式。对于k＜n的情况, 考虑了两种不同的冷备件替换策略, 给出了部件同型情况和非同型M取特定值情况下的系统可靠度解析式。蒙特卡罗仿真实验证明了所提方法的准确性。     

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。     

基于可靠度的多部件系统机会维护模型

采用可靠度恢复因子描述具有独立可靠度分布函数的多部件系统在不同维修方式下的可靠度演化规则,建立了基于可靠度的多部件系统机会维护模型,克服了传统模型基于运行时间建模而忽视系统劣化过程与时间之间关系非线性的不足.以服从威布尔分布系统为例,利用蒙特·卡洛仿真方法对其进行优化,结果显示,该模型符合生产系统的实际情况,能够为维护决策提供有力支持.     

威布尔部件的经验贝叶斯评估

在逐步增加Ⅱ型截尾寿命试验下, 讨论了威布尔部件可靠性指标的估计及性质. 基于Linex损失函数, 给出了威布尔部件寿命分布参数、可靠度函数及失效率函数的一致最小方差无偏估计、贝叶斯估计及经验贝叶斯估计, 并证明了经验贝叶斯估计的渐进最优性. 最后运用Monte-Carlo方法对各种估计 的均方误差进行了模拟比较. 结果表明, 经验贝叶斯估计精度高.     

具有两类失效状态和休假的并联可修系统

研究了修理工可多重休假的两相同部件并联可修系统,每个部件有两类失效状态。假定部件寿命服从指数分布,部件修理时间和修理工休假时间均服从一般连续分布,利用补充变量法求出了系统的瞬时可用度和瞬时故障频度的Laplace变换式,以及系统的稳态可用度和稳态故障频度的明显表达式,并得到了系统可靠度的Laplace变换式和首次故障前平均时间的明显表达式。此外,还对系统进行了效益分析。     

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。     

基于磨耗数据驱动模型的轮对镟修策略优化和剩余寿命预报

基于广州地铁车辆轮对的磨耗实测数据, 首先针对踏面直径和轮缘厚度两个型面参数以及镟修比例系数, 给出了一种轮对磨耗的数据驱动模型. 根据轮对应用要求, 提出一种轮对镟修的控制限策略. 在前述轮对磨耗模型的基础上, 给出了该镟修策略的蒙特卡罗仿真步骤. 然后应用蒙特卡罗仿真方法, 实现以期望费用率最小为目标的轮对镟修策略优化, 并给出轮对剩余寿命仿真预报. 研究结果表明: 当轮缘厚度减少到27 mm至27.5 mm时, 通过镟修将轮缘厚度恢复到29mm至30mm, 这样的镟修策略能降低轮对镟修期望费用率, 并延长轮对期望使用寿命; 提出的轮对剩余寿命仿真预报法能够给出某时刻轮对剩余寿命的概率密度分布.     

基于退化与寿命数据融合的产品剩余寿命预测

产品的剩余寿命预测是其维修、更换和备件策略制定的重要依据。目前的寿命预测方法一般仅利用产品自身的性能退化数据,当性能退化数据较少时,剩余寿命预测结果精度难以保证。针对性能退化过程为具有随机效果的Wiener过程的产品,对其进行寿命预测时,采用Bayes方法融合产品的历史寿命信息和该产品自身的性能退化信息,得到性能退化参数的Bayes估计,进而得到该产品的剩余寿命分布,从而提高剩余寿命分布的预测精度。金属化膜脉冲电容器剩余寿命预测分析实例表明了该方法的有效性。     

考虑负载效应的可修表决系统可靠性仿真模型

主要分析可修表决系统的可靠性指标算法。传统的基于元件寿命独立同分布假设的模型无法考虑负载效应因素,而考虑负载效应的解析算法虽然计算精度高速度快,但难以求解任意元件寿命分布和高维数问题,而且主要是针对不可修系统。基于元件加速失效模型和累积暴露模型建立了元件寿命抽样算法,并在此基础上实现了考虑负载效应的可修表决系统蒙特卡罗仿真算法和程序。以柔性输电设备换流阀可靠性计算为例,算法的高效性和结果的正确性得到验证,并且由此得到负载效应对可靠性指标的影响随系统运行时间变化的结论。     

相邻k-out-of-n:F多状态可修系统的可靠性分析

针对相邻k-out-of-n:F多状态可修系统可靠性指标计算难的问题,提出了两种求解该系统可靠性指标的方法。当系统部件寿命和修理时间都服从指数分布时,方法一首先利用马尔可夫过程理论获得部件的可用度,再用部件的可用度获得系统的瞬态、稳态可用度;方法二针对状态空间巨大的情况,先以一定的标准对状态空间进行截尾,再应用马尔可夫模型获得系统的稳态可用度、首次故障前平均时间、稳态故障频度等可靠性指标。最后通过数值算例说明了所提出方法的有效性。     

环形不同部件相邻2/3(G或F)可修系统的可靠性分析

本文考虑了相邻２／３（Ｇ或Ｆ）不同部件的这类环形可修系统,给出了这类系统可靠度的Ｌａｐｌａｃｅ变换表达式、首次故障前的平均时间（ＭＴＴＦＦ）等可靠性指标,为进一步探索环形不同部件相邻ｋ／ｎ（Ｇ或Ｆ）可修系统、复杂串并联和复杂并串联系统提供了一条新途径。     

双应力恒加试验Weibull分布型产品置信可靠性评估模型

为了有效快速评估高可靠性长寿命产品在正常应力条件下的可靠性，提出了一种双应力恒加试验Weibull分布型产品置信可靠性评估模型。首先，采用加速寿命试验(accelerated life test，ALT)技术，建立广义Eyring-Weibull可靠性模型，假定试验各应力水平组合下Weibull分布的形状参数相同，且尺度参数与各应力水平组合间呈对数线性关系。其次，给出了Weibull分布定时截尾双应力恒加试验的极大似然估计(maximum likelihood estimation，MLE)方法、与似然函数相关的Fisher信息矩阵以及模型参数的渐近协方差矩阵，构造了模型参数和一些可靠性指标的渐近置信区间。最后，通过仿真算例证明了所提方法的可行性。     

Two-dimensional linear connected-k system with trinary states and its reliability

Existing studies about two-dimensional consecutivek-out-of-n:F system is dealt with two states(either component or system):working or failure.A new model for two-dimensional linear consecutive-k-out-of-n:F system is proposed,in which the components and systems can be at any of the three states:full working,derating working,and failure.Furthermore,two engineering concrete instances of the new system are given.By using the finite Markov chain imbedding approach,the system reliability is presented in a unified formula with the product of matrices for the case of independent and identically distributed component states which can be extended to the independent but non-identical case easily.Finally,an example is given to illustrate the effectiveness of the above approach and tractability of various problems.     

双应力恒加试验Weibull分布型产品置信可靠性评估模型

为了有效快速评估高可靠性长寿命产品在正常应力条件下的可靠性,提出了一种双应力恒加试验Weibull分布型产品置信可靠性评估模型。首先,采用加速寿命试验(accelerated life test,ALT)技术,建立广义Eyring-Weibull可靠性模型,假定试验各应力水平组合下Weibull分布的形状参数相同,且尺度参数与各应力水平组合间呈对数线性关系。其次,给出了Weibull分布定时截尾双应力恒加试验的极大似然估计(maximum likelihood estimation,MLE)方法、与似然函数相关的Fisher信息矩阵以及模型参数的渐近协方差矩阵,构造了模型参数和一些可靠性指标的渐近置信区间。最后,通过仿真算例证明了所提方法的可行性。     

基于时序模型的加速退化数据可靠性评估

提出利用加速退化数据对高可靠长寿命产品进行可靠性评估与寿命预测的新方法.从时间序列的角度出发,研究了退化轨迹的一般建模方法;进而结合加速模型,利用整体推断方法给出了模型参数的极大似然估计.并以对数正态分布和Weibull分布为例,利用信仰推断方法给出了可靠度置信区间.通过有效利用加速退化试验各状态下的试验信息,结合时序模型对退化轨迹曲线自拟合性强的优点,提高了产品可靠性评估与寿命预测的稳健性,为基于产品加速退化数据进行可靠性评估提供了一条新的技术途径.最后通过实例验证了该方法的有效性.