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。     

周期性检查的二部件装备可用度研究

针对周期性检查的二部件可修系统的可用度建模问题,论文假设系统故障时间和修复时间服从任意分布形式,采用完全维修策略,以递归的方法构建了该类装备可用度的计算模型,并对串联、并联和备份3种典型结构形式的可用度进行了计算和验证,计算结果表明该模型符合系统的物理规律,可以实现对二部件周期性检查装备的可用度计算,为周期性检查的复杂装备可用度计算奠定了技术基础.最后以故障/维修时间服从威布尔/正态分布的周期性检查装备为例对系统检查周期、可用度的关系进行了分析,为合理确定装备检查周期、提高装备可用度提供了很强的指导意义.     

导弹储存维修性统计分析

根据建立的导弹贮存维修模型,结合实际应用讨论了导弹系统维修性的优化。根据导弹在储存期间的实际数据和维修性模型对其进行了统计分析。通过应用极大似然估计方法,解决了产品寿命和维修时间分布中未知参数估计的问题。以导弹系统瞬时可用度和稳态平均可用度作为维修策略优化目标,进行了检测周期的优化。对常用的4种情况,给出了在满足可用度条件下的最优检测周期,并通过一些数值例子给予了说明。结果说明模型是满足导弹维修性实际应用的。     

离散Weibull分布下系统瞬时可用度的波动分析

对Weibull分布条件下离散时间的单部件可修系统的瞬时可用度模型进行了研究,提出了刻画系统瞬时可用度波动特征的波动参数.在此基础上,分别对固定系统寿命分布和平均修复时间条件下以及固定修复时间分布和平均故障间隔时间条件下的波动参数变化情况进行了仿真,研究了系统瞬时可用度的波动参数与weibull分布的形状参数和尺度参数之间的关系,并从仿真结果中得到了特定条件下系统可用度波动参数的变化规律.     

K:N系统可修复备件两级供应保障优化研究

备件供应保障优化是提高武器装备的战备完好性和降低寿命周期费用的重要途径.通过分析复杂装备可修复备件两级供应保障系统,研究了备件保障与装备战备完好性的关系,建立了以备件购置费用为约束、系统供应可用度最大为目标的冗余度系统可修复备件供应保障优化模型,并运用边际效能法进行求解.实例应用证明,模型可以优化备件库存以及评估备件库存量、两级维修能力、系统自身可靠性等因素对系统保障效能的影响.     

K:N系统可修复备件两级供应保障优化研究

备件供应保障优化是提高武器装备的战备完好性和降低寿命周期费用的重要途径。通过分析复杂装备可修复备件两级供应保障系统,研究了备件保障与装备战备完好性的关系,建立了以备件购置费用为约束、系统供应可用度最大为目标的冗余度系统可修复备件供应保障优化模型,并运用边际效能法进行求解。实例应用证明,模型可以优化备件库存以及评估备件库存量、两级维修能力、系统自身可靠性等因素对系统保障效能的影响。     

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.     

基于Markov过程的冗余系统备件与冗余度联合优化

为了合理有效地降低冗余系统全寿命周期费用,同时考虑部件的故障过程、维修周转以及备件的订购补给过程,结合混合准则提出了基于Markov过程的k/n冗余系统可用度模型,实现备件库存配置与冗余度联合优化。首先,通过热备份和冷备份模式下的系统故障率和修复率计算公式,建立了使用可用度模型。然后,基于稳态概率计算全寿命周期费用,并运用备件库存配置与冗余度联合优化算法实现模型的求解。最后,通过数值计算验证可用度模型的正确性以及联合优化的有效性。通过数值计算结果表明,所提出的可用度模型是传统模型的有益改进并且具有普适性。联合优化算例结果显示,冗余系统可用度随冗余度或备件库存的增加而得到提升,而当可用度接近1时若要进一步提高可用度将导致费用急剧增长;全寿命周期费用中备件存储费用的所占比例最高,而备件订购费用最低;算例表明,与仅考虑备件库存优化的方法相比,联合优化使全寿命周期费用降低了8.01%。     

动态运行环境下退化系统最佳检测周期的确定

研究了运行在动态随机环境下退化系统的最佳检测周期。系统的运行环境用时间连续状态离散的马尔可夫过程描述,系统受磨损和冲击复合损伤下逐渐退化。以系统稳态平均可用度作为维修策略优化目标,寿命周期单位时间费用预算为约束条件,建立了一个关于检测周期的非线性规划模型,用遗传算法实现了检测周期的优化。最后通过算例验证了该模型和算法的可行性。     

编队防空系统任务可用度评估与保障方案优化

装备备件的配置方案是影响装备系统可用度的关键因素之一.以舰艇编队执行出航任务为应用背景, 根据海上装备任务保障的特点,以经典METRIC多级库存模型为理论基础,建立了具有两级备件供应保障机制下的海上编队防空系统装备在任务周期内的可用度评估模型.对给定的出航任务, 权衡装备系统可用度与保障费用之间的关系,采用边际效应分析方法对系统备件保障方案进行了优化.其优化结果符合具有两级供应保障条件下的备件配置规律,能够为部队装备保障人员制定合理的保障方案提供决策依据.     

一种基于可用度的装备贮存模型及其应用

考虑工程实际中对装备贮存可靠性指标的要求,在修如旧贮存模型的基础上,提出一种基于可用度的装备贮存模型,即对设备定期实施大修措施以保证该设备的可用度不低于临界水平α,并给出了对设备实施大修措施的固定时间间隔的计算方法,这样在该贮存模型中,设备可用度在整个贮存过程中始终不低于临界水平α,很好地满足了实际应用中的需求.在该模型下,针对贮存寿命服从威布尔分布的设备,利用Fiducial方法确定对设备实施大修措施的固定时间间隔,并给出了一个模拟算例.     

(m,NG)维修策略下可修系统的使用可用度模型

k/N系统已被广泛应用在现代高科技装备中,对于该类系统,维修一般要等到失效部件达到一定数量之后才进行,(m,NG)维修策略就是实际中采用的一种维修策略,因此初始备件的数量、配备的维修分队数量以及参数m和NG的选取都影响该类系统的使用可用度.本文给出了(m,NG)维修策略下k/N系统的使用可用度模型,通过该模型可以分析系统在不同初始备件和维修能力条件下的最佳维修策略,为该类系统的维修保障提供决策支持.     

考虑库存损耗的单部件系统可修备件需求模型

本文研究具有库存损耗的单部件系统可修备件需求模型;采用马尔可夫到达过程(Markovian删val pcess,MAP)代替Poisson过程、更新过程等经典随机过程描述备件需求情况.假设库存备件寿命服从指数分布,故障件维修时间服从一般分布,建立了一种描述能力更强的可修备件需求模型;给出了系统的可用度、工作时间周期、停机时间周期等参数和规定条件下的两种备件需求量算法,并给出了数值算例说明所建模型的有效性.     

离散时间修理延迟单部件可修系统的可靠性分析

针对离散时间下修理有延迟的单部件可修系统,建立了系统状态转移的数学模型。该模型假定系统有正常、维修和故障后待修三种状态,并且系统寿命、修复时间和等待修理时间均遵从一般离散分布。利用随机过程的方法,研究了该可修系统状态之间的转移关系。在该模型的基础上得到了系统可靠度、可用度、平均故障次数等常用可靠性指标。最后,通过一组算例来说明了该模型的有效性。     

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。     

基于几何过程的单部件可修系统最优维修策略

在假定部件不能"修复如新"的条件下,基于几何过程模型研究单部件系统的最优维修策略.推导出系统经长期运行在单位时间内期望效益和期望可用度的表达式,在此基础上建立可用度和费用的维修策略权衡优化模型,为部件追求不同系统目标而进行维修活动提供决策依据.在建立维修策略优化模型时,考虑了部件的检测策略和基于系统状态的预防性维修.最后给出对模型进行求解的算例.