基于多态故障树的伺服刀架可靠性分析

为了描述工程实际中某些故障现象的退化过程,定义了两状态事件、多状态事件和多态表决门单元,并提出多态故障树的建造方法.首先从系统故障顶事件逐级细分出可能出现的各种故障模式,根据实际工况将故障模式分为功能失效模式和状态恶化模式两大类,分别视为两状态事件和多状态事件;然后判断出各故障模式对应的所有故障部位,视为多状态事件.不同状态事件间的逻辑关系通过多态表决门来表征.采用最小路集法建立基于多态故障树的可靠性定量分析模型,求解系统可靠度及事件概率重要度.将该方法应用在伺服刀架可靠性分析中,结果表明,所建立的多态故障树能描述实际工况,据此来判别影响系统可靠性的薄弱环节具有指导意义.     

多状态系统的动态可靠性度量及重要度分析

为有效表征性能退化条件下多状态系统的可靠性,确定各组件(状态)对系统的影响,文中对性能状态进行分析,提出了新的动态可靠性度量指标和性能水平限制下的重要度计算方法.首先,针对多状态系统马尔可夫过程的组合爆炸问题,应用通用生成函数法求解系统(组件)各状态的概率和可靠度、性能状态期望值、性能状态平均期望值和性能状态驻留时间长度等4种动态可靠性度量指标.然后,为满足系统(组件)的不同性能需求,综合评估各组件(状态)对系统的影响,用性能期望值定义了给定性能水平下的Birnbaum重要度、Fussell-Vesely重要度、风险业绩值和风险降低值.四缸柴油机燃油供给系统的实例结果表明,文中方法既可准确地求解系统及其组件(油泵和喷油阀)的性能状态概率,以及性能退化条件下各性能状态的可靠度、期望值、平均期望值和驻留时间长度,又能根据性能水平限制下的4种重要度综合评估各性能状态及组件对系统的影响,有助于识别出系统最薄弱的环节,提高系统可靠性.     

多约束下三状态串联以及并联系统的优化分配方法

研究了三状态串联以及并联系统在多约束条件下可靠度的问题.利用选取重要度来提高系统可靠度的方法,获得了重要度对系统可靠度有着重要影响的结果,并通过算法、例题对实例进行了验证.     

起重机械制动器可靠度的不确定性分析

针对传统的可靠度分析方法只是简单计算可靠度值,无法分析可靠度的准确性和每种故障因素对设备可靠度的影响问题,提出故障树和信息熵法相结合的方法对制动装置可靠度的不确定性进行分析.同时利用方差重要度的方法计算每种故障因素对系统可靠度不确定性的影响,通过提高对系统可靠度不确定性影响大的故障因素的可靠度的准确性,以提高系统可靠度估计的准确性,为起重机械制动器的可靠性分析和安全性设计提供了借鉴和参考.     

分布式监测系统可靠性贝叶斯评估

以贝叶斯理论为依据,考虑元件可靠性评估不确定性的影响,建立分布式监测系统的系统可靠性评估方法.在单个元件存活率服从二项分布的前提下,用元件可靠度评估的高阶矩计算系统可靠度评估方差与置信区间,利用贝叶斯方法进行元件可靠度评估和系统可靠度置信区间分析.通过一个实例进行计算与分析,表明该方法在监测系统可靠性设计与评估方面有一定实用价值.     

基于蒙特卡洛仿真的液压系统动态可靠性

由于传统可靠性分析方法侧重于系统静态结构的描述,难以反映系统的动态运行过程,所以采用蒙特卡洛仿真方法研究液压系统的动态可靠性特征,重点计算液压元件故障服从不同分布、元件维修后故障率服从不同分布条件下液压系统可靠性指标的变化.仿真结果表明:修复如新时,不同分布对系统动态可靠性指标影响较小;修复如旧时,不同分布对系统动态可靠性指标影响较大.以可靠性仿真数据为基础,给出液压系统预防性维修策略.     

强理智多态系统可靠性特征量及评价指标

该文结合多态系统的基本概念，重点讨论了强理智多态系统可靠性的特征量及评价指标，给出了强理智多态串联及并联系统可靠度计算表达式。通过引入多态系统在某时刻的期望性能利用水平、性能利用水平分散程度参数及可用寿命等评价指标，提供了进行强理智多态系统的动态可靠性分析及竞争系统可靠性定量评价的方法。通过串联系统实例，说明预测及评价的定量分析方法，为复杂多态系统的可靠性评价及分析提供了重要参考。     

面向维修的机械系统可靠度预测与仿真研究

机电产品在服役期间因零件失效而产生故障,重组维修破坏了原有的系统可靠性模型,因而需要对设备可靠性问题重新进行研究和评价。基于机电系统中零件的失效时间分布密度函数,研究了在重组维护过程中机电系统服役期间零件年龄结构的分布规律,发展了机电系统可靠性数学模型。通过仿真研究,探讨了系统服役期间年龄结构、可靠度和失效率的发展规律,定量地研究了失效时间分布密度函数的参数对系统可靠度的影响。这对于评估机械系统的可靠性和全生命周期的失效率,制定合理的维修策略具有重要意义。     

基于小子样的Bayes系统可靠性综合评估方法

通过分析系统故障状态建立系统模糊不可靠度,在故障模式影响及危害性分析(Failure Mode Effect and Criticality Analysis,FMECA)的基础上,提出影响系统故障模式可靠性的一些重要参数,结合所建立的模糊不可靠度推导出系统不可靠度综合公式,利用提出的最优分布拟合方法、Bayes方法对系统可靠度进行Bayes点估计和置信下限估计.以某型发动机系统为例,对其不可靠度进行随机模拟仿真,仿真结果表明所提出的方法在实际的可靠性工程中具有一定的可行性.     

机械系统可靠度分配的惩罚函数法①

在可靠性理论研究过程中,系统可靠性分配是其重要组成部分,其分配方法分为等同分配法和非等同分配法。为了解决要求构成系统单元具有相同的花费函数的非等同优化分配法与工程系统实际不相符的问题,利用惩罚函数法对系统可靠度进行优化分配,对构成系统单元的花费函数不需要特殊要求,使模型更加真实的反映客观实际。     

Reliability Evaluation and Sensitivity Analysis for Multi-state System Based on Time Degradation Measures

The performance and state of multi-state system depend on its structure and different state combinations of the components. In order to evaluate the reliability of multi-state system effectively,a reliability evaluation and sensitivity analysis method based on the time degradation measures was proposed. The equivalence sets of the multi-state system under different output performances were established. The state combinations were classified according to the performance level. The degradation probability models under different states were established,and the new reliability measures,such as dynamic probability of multi-state system,holding time in each state,dynamic expectation function and integrated expectation function of the performance,were proposed and used to implement the dynamic reliability evaluation and sensitivity analysis. A certain diesel engine fuel feeding system was taken as an application example to illustrate the proposed method. The results show that not only the holding time in the desired state of the components and the system can be predicted,but also the best state component in a certain time period can be obtained.     

基于Ion-Channel的故障多态安全关键系统可靠性研究

通过分析安全关键系统的特点,综合考虑了不同的部件失效模式、维修模式导致系统的不同安全性,建立了部件故障三态、系统故障多态模型.由于系统中每一个部件有工作、安全和危险3种状态,系统状态数随着部件数的增加急剧增加,此情况与生物学中离子通道模型极为相似,作者利用生物学中Ion-Channel理论来聚合系统状态,从而得出一些重要的系统分布和可靠性指标,该模型对系统故障进行了更为细致的划分,提高了分析的准确性.     

多态系统性能变化评估

在多态系统的寿命周期中,随着系统组(部)件状态的劣化,系统性能逐渐降低,所以研究关键组(部)件的状态对系统性能的影响可以为系统性能的提升提供技术支持。综合重要度主要是用来定量评估系统组(部)件状态变化对系统性能变化的影响程度。基于综合重要度:(1)给出当系统组(部)件某些状态概率发生改变时,如何利用综合重要度来衡量系统性能的变化量;(2)当系统组(部)件某两状态概率发生相同变化时,如何利用综合重要度来排列组(部)件状态对系统性能影响的大小,为工程师分析系统性能的变化提供了理论依据。     

基于有限退化结构的多态组合导航系统可靠性

组合导航系统（ Integrated Navigation System ,INS）广泛用于航空航天、海洋探索等领域,因其工作环境、系统构成的复杂性等因素,系统从正常工作到完全失效会经历各种退化状态,进而增加系统可靠性分析难度。将有限退化结构(Finite Degradation Structures,FDS)方法应用于多态组合导航系统可靠性分析。首先,参考故障模式与影响分析（ Failure Mode and Effect Analysis,FMEA）方法将组件的故障模式转化为状态空间;其次,利用抽象运算得到组件状态和系统状态的关联关系,建立组合导航系统的FDS模型;然后,进行系统临界场景分析和可靠性指标计算,得出系统状态的发生概率、组件状态的敏感性,找到系统的薄弱环节、系统完全失效前的退化边界;最后,根据结果指导制定系统维护策略、预防系统风险发生方案等可靠性决策。     

系统成本-收益平衡问题中的多态机理研究进展

作为多种状态的表征方式,多态概念一般用于描述系统及其组成元件的状态多于一种而产生的元件状态变迁引起系统状态变迁的现象。文章总结了多态概念在多个领域中应用的共性特点,对多态内涵、机理及主流方向进行了探讨和界定,并在传统多态机理的基础上,针对应用多态思想解决图形图像、科学计算等领域中存在的系统成本-收益平衡问题的一般解决方法进行了凝练,以科学计算中的有限元建模问题为切入点,阐述了应用多态机理解决问题的具体实现步骤,并展望了多态方法的发展趋势和应用前景,为实际应用提供指导依据。     

Importance Analysis of a Multi-state System Based on Direct Partial Logic Derivatives and Multi-valued Decision Diagrams

Importance analysis quantifies the critical degree of individual component. Compared with the traditional binary state system,importance analysis of the multi-state system is more aligned with the practice. Because the multi-valued decision diagram（ MDD） can reflect the relationship between the components and the system state bilaterally, it was introduced into the reliability calculation of the multi-state system（ MSS）. The building method,simplified criteria,and path search and probability algorithm of MSS structure function MDD were given,and the reliability of the system was calculated. The computing methods of importance based on MDD and direct partial logic derivatives（ DPLD） were presented. The diesel engine fuel supply system was taken as an example to illustrate the proposed method. The results show that not only the probability of the system in each state can be easily obtained,but also the influence degree of each component and its state on the system reliability can be obtained,which is conducive to the condition monitoring and structure optimization of the system.     

考虑性能退化及变工况的多状态系统可靠性分析方法

工作状况频繁变化(变工况)的复杂系统,由于其组成单元在复杂的工作环境下呈现出不同的性能退化规律,使得多状态系统的可靠性评估十分困难。考虑性能退化的多状态可靠性分析基本理论,定义了退化单元及复杂系统的多状态可靠性函数;给出了相应的计算方法。结合船舶复杂动力系统的应用实例,得到了其性能退化规律及变工况工作时的可靠度变化规律,所提出的考虑性能退化及变工况的多状态系统可靠性分析方法对复杂系统的可靠性评估有一定借鉴价值。     

负载分担下可修的并联系统模型

提出了一个负载分担可修的并联系统模型，在系统中，n个并联部件是可修的，一个部件失效，将会导致剩余部件有更高的负载，从而引起更高的失效率，假定每个部件仅有2种状态；工作或失效，那么系统的状态过程是一个时齐的离散的马尔可夫链，它可以产生1列微分方程，借助于拉普拉斯逆变换可计算出该模型的主要可靠性指标－系统的可用度及可靠度，最后，以一个特例证明了本文的模型是并联系统的推广，同时也说明用本文的方法来计算负载分担可修的并联系统可靠性是切实可行的。     

计及输电线路相关停运的大电网可靠性评估

为了计算和分析输电线路对大电网可靠性评估的影响,提出一种计及双回平行输电线路独立停运、共同模式停运和相关停运的大电网可靠性评估模型和算法.计及共同模式停运和相关停运时,双回平行输电线路的两回线实际上是一个具有多个状态的元件.提出的算法可以在形成可靠性指标时,同时计算这种多状态元件造成系统失效状态下独立停运、共同模式停运和相关停运的概率和频率,减少了计算复杂性.通过对RBTS系统、IEEE-RTS96区域A系统和一个实际电力系统进行的可靠性计算分析,验证了提出的算法的正确性和有效性.     

基于相关性分析的载荷-强度干涉模型

传统载荷-强度干涉模型适用于零件及系统的静态可靠性分析,并且模型中假设载荷与强度是相互独立的.因为当考虑强度退化时,零件的剩余强度是载荷大小及载荷作用次数的函数,所以传统的载荷-强度干涉模型不能用于分析强度退化时零件和系统的可靠性.通过定义次数等效系数和参考载荷,提出考虑载荷和强度相关的载荷-强度干涉模型,用于分析随机载荷作用下强度退化时零件及系统的可靠性.此外,由于承受共同的随机载荷而产生的共因失效对于系统的可靠性分析具有较大影响,因此建立了考虑共因失效的系统可靠度计算模型.最后通过算例证明提出模型的可用性和合理性.