可靠性约束下系统全寿命周期成本优化建模

单纯依据全寿命周期成本最小或系统可靠性最高进行系统设计具有一定的局限性.在系统寿命服从Weibull分布的条件下,给出预防性维修策略,构建设计费用、制造费用和维护费用函数,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;接着完整地提出包括系统全寿命周期成本、可靠性设计水平和预防性维修次数在内的系统设计均衡区域的决策方法.最后,以某大型装置的光学系统为例,说明该方法在工程应用上的实效性,也为系统设计均衡区域的决策过程提供系统的思路和方法.     

全氢罩式退火炉虚拟样机的开发

以全氢罩式退火炉(简称"全氢炉")为研究对象,分析了全氢炉内具体的燃烧、流动和传热传质过程,同时开发了反映全氢炉退火过程的数学模型,借助数值模拟方法进行了全氢炉虚拟样机的开发.该虚拟样机为全氢炉钢卷堆垛退火提供退火工艺制度预测之外,还为进行新退火工艺、新钢种的扩展和新炉型的开发和改造提供了模拟辅助试验分析平台.     

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.     

基于动态建模方法的可靠性增长试验评定

运用动态建模方法对可靠性增长试验下可靠性参数的先验分布进行分析．在任务可靠度先验分布确定的基础上，结合产品的少量现场试验数据，利用Bayes方法对系统的可靠性增长试验结果进行分析．首先给出了可靠性增长分析的动态模型，然后运用历次阶段试验中的可靠性增长数据建立动态参数的递推估计模型．在此基础上，给出各阶段可靠性增长试验中可靠性参数的Bayes估计．针对液体火箭发动机寿命分布为Weibull分布的特点，对Weibull寿命型系统的可靠性增长试验进行评定．通过一个实际例子说明了该方法的有效性．     

多重假期中以概率p进入的M/G/1可修排队系统

考虑在服务员假期中到达的顾客以概率p(0＜p≤1)进入系统的多重休假M/G/1可修排队系统,运用全概率分解技术和拉普拉斯变换,研究了服务台的下列可靠性指标:1)首次失效前的寿命分布;2)瞬时不可用度和稳态不可用度;3)在(0,t]时间内的平均失效次数.获得了服务台一系列的可靠性结果.     

基于任务剖面的导弹LRU备件规划方法

研究了不同环境条件对导弹产品寿命的影响,利用Poisson过程来描述导弹现场可更换单元(line replaceable unit, LRU)在全寿命周期中的维修情况,给出了一种基于任务剖面的导弹LRU备件规划方法。通过对全寿命周期任务剖面进行分析,综合考虑不同典型任务剖面对LRU可靠性的影响,利用Poisson过程建立LRU备件量模型。通过考虑LRU备件贮存失效和定期检测损耗,对备件量模型进行了修正。结合实例表明,该方法在导弹贮存寿命剖面下对LRU备件量进行了合理规划,确保导弹满足战备完好性要求,并节约了全寿命周期费用。     

地球观测卫星轮控系统单通道全物理仿真

地球观测卫星姿态控制系统是个复杂的，高精度，长寿命对地三轴稳定，在太阳同步轨道上帆板对太阳定向的系统，执行机构为动量轮，采用偏置方式构成整星零动量，由于卫星控制系统中采用动量轮，因此必须对轮子的摩擦力矩，轮子过零，轮子动量卸载等关键问题，进行深入研究，为了提高轮控系统可靠性，研究其动力学特性，发现问题，将轮子接入控制系统进行气浮台仿真是十分重要的。本文主要叙述地球观测卫星全物理仿真系统组成，系统仿真内容和方法，试验结果。     

基于PoF模型的电子产品可靠性参数计算方法

现有的基于失效物理(physics of failure, PoF)模型的可靠性预计只能计算电子产品在寿命周期内经历单一典型任务剖面的失效时间。本文提出了一种基于失效物理模型,并利用蒙特卡罗仿真定量分析电子产品在寿命周期内实际经历多任务剖面的可靠性水平的新方法。将该方法应用于某机载电子设备的平均失效前时间(mean time to failure, MTTF)的计算,建立失效率和可靠度的时间函数,与目前国内工程实践中常用的失效率经验模型法以及设备可靠性强化试验的结果进行了对比分析。结果表明,该方法不仅可以计算可靠性参数,而且通过分析与计算过程可发现设计薄弱环节与可靠性参数的定量关系,有效指导设计改进。     

基于确信可靠性的功能、性能与裕量分析方法

确信可靠性理论是近些年来提出的一种全新的可靠性理论。在确信可靠性理论中, 性能裕量是开展可靠性度量与分析的核心概念。如何在产品设计过程中对关键性能参数进行辨识和对性能裕量进行分析, 是首先要解决的重要问题。为此, 提出一种新型形式化分析方法——功能、性能与裕量分析(function, performance and margin analysis, FPMA), 以有序地梳理产品功能、性能关系, 辨识关键性能参数及性能阈值, 从而为后续的裕量建模与可靠性分析奠定信息和认知基础。详细阐述了该方法的内涵与基本流程, 明确了其在产品全寿命周期内的应用价值, 并以某型电连接器为例开展了案例研究。结果表明，开展FPMA能够全面挖掘产品可靠性相关信息，有利于真正把可靠性融入产品的设计中。     

全氢罩式炉在线自适应优化仿真平台的开发

以全氢罩式退火炉(简称"全氢炉")为研究对象,分析了退火过程在线优化需求、现场监测布置情况和现场控制系统数据存储情况,建立了一套全氢炉退火过程在线自适应优化方法.结合已开发的全氢炉在线退火过程的数学模型和模拟仿真体系,借助数值模拟方法进行了全氢炉在线自适应优化仿真平台的开发.该仿真平台能够实现"人工在线启动优化"和"自适应在线启动优化"两种方式的响应,进行全氢炉冷轧钢卷退火过程的在线仿真,预测退火工艺制度的优化调整方案,同时也为新退火工艺、新钢种和新炉型的退火过程在线自适应优化的开发和改造提供了试验分析平台.     

机电系统全寿命模拟研究

重大机电产品可靠性研究具有广阔的工程背景和较高的经济效益，但其可靠性试验常造成资源浪费和环境污染，为使此类系统可靠性研究可持续发展，文章中介绍了以小子样系统为理论框架的数值模拟可采用的有效方法以及工程实例验证。     

基于虚拟样机技术的刚柔耦合系统动力学仿真

基于集成CAD、CAE与可视化技术的虚拟样机技术,提出一种刚柔耦合系统动力学建模与仿真的方法.根据刚柔耦合动力学方程,建立计及刚体运动与弹性变形的系统虚拟样机.对于运动副间隙、摩擦力以及制造误差引起的建模与仿真误差,通过对比试验结果选择系统特征参数为修正因子进行调整,从而补偿以上因素对建模和仿真精度的影响.利用三维实体建模技术、有限元技术以及多体动力学分析,依照虚拟样机仿真和试验的建模仿真流程,完成了曲柄滑块机构的刚柔耦合动力学仿真实例.与试验对比结果表明建模方法和仿真流程的有效性和实用性.     

基于UML的飞行器动力学虚拟样机仿真建模研究

建模是虚拟样机系统的基础。本文论述了飞行器动力学虚拟样机系统飞行系统仿真模型库的组成和功能,并且应用可视化面向对象建模技术明确划分导弹飞行仿真模型库类库,应用标准建模语言UML(Unified Modeling Language)设计飞行仿真模型库的用例图、活动图、类图,提高了飞行仿真模型库的可重用性,并用于导弹动力学虚拟样机的研究。     

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。     

确定系统级测试性参数的广义随机Petri网模型

测试性设计是近年来发展起来的一门新兴学科 ,对提高复杂系统的可靠性、可维修性和可用性具有重要的意义。在测试性设计的过程中 ,合理地选择和确定测试性参数是实现费效比最优设计的关键之一 ,但目前还没有有效的方法能合理地确定每个参数的门限值或目标值。基于广义随机Petri网的原理 ,将测试看作设备整个生命周期内可靠性、维修性活动的一个有机组成部分 ,建立了系统的测试性模型。采用数值分析的方法得出系统稳态可用度与系统测试性参数之间的关系曲线 ,作为确定测试性参数的依据 ;当系统需待定的参数比较多时 ,将模型转化为一个区间线性方程 ,有效地解决了计算量大的问题。这一方法对解决复杂系统的测试性设计问题具有一定的借鉴意义     

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。     

基于接口的协同仿真在武器系统中的应用研究

静强度设计理论由于不能反映实际任务剖面所承受的交变动载荷,因此具有在很大的局限性,且由于一些武器系统装备时间短,许多零部件没有达到寿命周期,故对其进行可靠性研究及剩余寿命预测有很大的困难。将基于接口的协同仿真与武器系统进行有机结合,对武器系统在不同任务剖面下进行行驶仿真试验,在此基础上对动载荷情况下各零部件其进行寿命预测及结构优化方面的研究。用实例证明了此方法的可行性。基于接口的多领域协同仿真在武器系统中的应用研究,不仅解决了由于武器系统装备时间短、任务剖面复杂而导致技术难题,还紧密的与工程应用相联系,有很重要的实用意义。     

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。