系统可靠度最优分配的一种算法

可靠度最优分配是系统设计、研制过程中需考虑的一个重要问题,其目的是从整体出发,将有限资源加以最有效地利用。本文将部件(元件)概率重要度应用于复杂系统(如网络系统)可靠性设计中,提出了一种系统可靠度最优分配问题中费用最小化的启发式算法。本算法直观、简单,易于在计算机上实现,而且系统设计者能全面了解整个优化过程,适合工程应用。本文还举例对算法进行了说明和比较,并表明本算法是精确可靠的。     

多态关联系统结构重要度分析

多态关联系统重要度是可靠性分析的重要研究内容之一，它可用于可靠度分配，系统的优化设计和指导系统运行管理等。本文定义了５类物理意义明确的结构重要度，由实例看出，这些重要度能较好反映系统状态的性质及部件对系统状态的影响。     

基于边际效应分析的防空武器系统可靠性优化研究

针对复杂武器系统可靠性冗余分配优化问题,以系统的可靠度最大为目标函数,综合考虑系统的费用、质量等约束条件,建立了武器系统的可靠性冗余分配最优化模型;提出了基于相对增量的边际效应分析方法的求解算法,通过改进各级子系统的可靠性,从而使总的系统可靠性最大,最后对防空武器系统的可靠性冗余分配优化问题进行了实例分析。     

基于遗传算法的多目标可靠性优化

在元件的体积、重量和造价的共同约束下的多级串并联系统的可靠性优化问题是一个具有多局部极值的、非线性的、同时具有整数和实数变量的混合优化问题.将遗传算法和多目标可靠性分配问题相结合,对可靠性分配问题进行求解,得到较好效果,从而得出结论,遗传算法在求解多目标可靠性优化问题中是一种行之有效的方法.     

面向任务保障的多组件系统效益优化策略

为了保障系统在执行任务期间高可靠、高效益的运行,从系统效益的角度出发,构建了系统可靠性模型,采用边际效应思想构建了效益重要度,提出了一种面向任务保障的多组件系统效益优化策略。当系统可靠度下降到设定阈值时,计算系统各组件的效益重要度,选择效益重要度最大的组件进行备件分配,如此进行迭代,直到完成任务保障,形成最优的备件分配序列。通过该策略实现了以运行效益最优为目标,以系统可靠度和任务保障时长为约束的备件分配序列。最后,通过数值仿真验证了该策略的可行性。     

多元指数分布下的串联结构系统可靠度估计

本文探讨由k个相关元件组成的串联结构系统的可靠度计算与估计问题。当元件的随机强度服从多元指数分布,随机应力为相互独立的指数分布时,导出了可靠度表达式并提出它的一种估计量。当k=2时,本文还证明了该估计量是系统可靠度的相合渐近正态估计。     

多约束下的串、并联混合系统可靠度与冗余度的优化判定模型及算法

本文给出了单目标多约束下串、并联混合系统中 ,由选取重要单元 (重要度最大的单元 )的方法 ,来提高系统可靠度的有效优化判定模型及算法 ,用同样思想给出了串、并联系统中冗余度的优化判定模型及算法     

相关性失效下的零部件重要度统计评价

重要度评价在可靠性工程中有着举足轻重的地位,是产品可靠性设计的基础.分别研究了在相依部件系统中的部件可靠性重要度与结构重要度.采用多维Copula函数拟合多部件之间的相依结构,从各类型重要度的刻画角度,经过一系列的数学处理,建立相应的相关性失效下零部件重要度评价模型.对于复杂且实用的k/n(G)系统,运用可靠度计算与结构函数表征之间的等效映射来对相关性失效下的三类重要度评价进行建模.     

基于随机模糊理论的结构可靠性分析

在结构可靠性分析中，由于缺乏足够数据或信息不完整，元件强度和外载的分布参数只能根据已有的实验和专家的经验采用模糊变量进行描述。此时强度和外载是随机模糊变量，基于随机模糊理论，本文提出概率模型的分布参数为模糊变量时的结构可靠性度量指标计算模型。该模型不但可以解决应力和强度服从任意分布时的可靠度问题而且也为计算多变量模型提供了一种计算可靠度的方法。最后通过算例，验证了该方法的有效性和合理性。     

三状态串、并联系统的优化分配方法

给出了单目标、单约束下三状态串联、并联系统中由选取重要度来提高系统可靠度的有效优化模型及算法,并进行了实例验证.     

利用隐蔽的系统寿命数据估计元件的可靠性

考虑由一个成败型元件和一个指数寿命型元件组成的串联系统。本文利用隐蔽的系统一次性检测数据估计元件的可靠性，给出元件可靠性的极大似然估计和区门估计，给出了算例。     

系统可靠性

假设某系统由若干个元件联结而成 ,而每个元件可能会正常工作 ,也可能会失效 .我们称元件能正常工作的概率为该元件的可靠性 ,而系统的可靠性就是该系统能正确工作的概率 .它由各元件各自独立的可靠性所决定 ,因此 ,独立性的作用在系统的可靠性分析中将得到最为完美的体现 .假设各元件正常工作或失效是相互独立的 ,我们首先来考虑两个最简单系统的可靠性 :1 )串联系统 (如图 1 ) :由n个元件串联而成 ,故只要有一个元件失效 ,该系统就失效 .元件 1元件 2元件n图 1　串联图 2　并联2 )并联系统 (如图 2 ) :由n个元件并联而成 ,故只要有一个元…     

基于多维空间事故树的维持系统可靠性方法研究

为了保持系统在某种外界环境下,系统故障率小于给定的故障率,基于多维空间事故树对系统维持其可靠性的方法进行了研究.定义了事件更换周期和系统更换周期,从而发展了多维空间事故树理论.根据该理论主要研究了电气元件系统的这两个更换周期.影响该系统的因素主要有使用时间t和使用温度c两个维度,据此构建了系统中各元件故障概率重要度和关键重要度的三维空间分布.根据各元件在研究域内的两个重要度分布,分析了该系统在一定工作条件下,满足系统故障概率小于70%时,系统元件的最优更换方案及考虑元件成本的最优更换方案.结果表明在给定系统故障概率的条件下,多维空间事故树理论可以制定并优化系统保持可靠性的方案.     

发电设备可靠性的统计评价和验证方案

发电设备产品大,可靠性试验无法在实验室进行,利用电站的运行数据对发电设备的可靠性进行统计评价和现场验证是发电设备可靠性研究的重要工作。发电设备的可靠性数据可以处理为指数分布,主要依据有两点: (1)从文献[5]知,大量元件构成的系统,当元件的失效能造成系统故障、元件失效后可立即修复或更换且元件的失效相互独立时,该系统的故障间隔时间服从指数分布。大型发电机     

基于L-M方法的液压油源系统的可靠性分析

本文结合液压伺服系统的工程实际,运用了L-M方法,对恒压油源系统进行可靠性分析与建模,并给出了系统可靠度的定量评估结果,最后利用该模型对试验模拟数据进行分析,这对工程设计具有重要的指导作用。     

大型网络基于连通可靠度的最优可靠度分配

由于网络连通可靠度计算属于NP-hard问题,当系统可靠度无法显式表达时,基于连通可靠度的大型复杂网络优化通常只能采用启发式优化算法解决．通过对复杂网络连通可靠度算法结构的分析,给出了系统连通可靠度的Taylor方程．采用遗传算法,由系统连通可靠度的Taylor方程确定种群适应值,得到一个系统最优可靠度分配方案;将最优解带入改进Minty算法或递推分解算法中,计算该最优解的连通可靠度精确值和对应的连通可靠度的Taylor展开方程;再次采用遗传算法求最优解．当最优解对应的可靠度精确值和Taylor方程算得得近似值误差小于指定精度时,则此最优解为最终的系统最优可靠度分配方案A·D2将此优化过程称为迭代遗传算法．算例显示迭代遗传算法不仅可用于大型网络的连通可靠度最优分配,而且优化迭代过程中可以得到多组阶段最优解,这些解均落在最优解附近,构成了近似最优解群,在实际工程优化中拓展了选择面．     

基于部件指派的多状态系统可靠度优化研究

针对一般二态系统假设的不足,提出了多状态系统条件下的可靠度优化指派问题。该问题以系统可靠度最大化为优化目标,在考虑部件分配成本和总分派成本预算的前提下,对多状态系统下不同状态对应的性能水平的进行了分析,给出了基于通用生成函数的多状态系统的可靠度评估方法。根据指派问题的组合优化的特性和多状态系统可靠性评估的特点,对传统遗传算法的适应度函数进行了改进,设计了基于整数编码的遗传算法,该算法具有离散变量的设计灵活性和强大的搜索性能。算例实验表明,本文设计的优化算法具有较好的求解质量,同时算法的运行时间也得到了大幅的缩短。本研究为多状态系统的可靠度优化提供了一条可借鉴的思路。     

成败型元件可靠性估计及近似置信限

本文基于成败型元件串联系统的成败型试验数据,研究成败型元件可靠性的点估计以及近似置信下限.     

耦合级联失效系统可靠性建模与分析

现实生活中绝大多数系统并不是孤立存在的,如通信网和电网,它们相互依存、相互影响,这种系统间的耦合关系使得级联失效范围变得更广,导致级联过程更为复杂,从而影响整个系统可靠性及其正常运行。针对此问题,论文以电力通信系统为研究背景,给出了耦合系统转移率的解析表达,分析了元件负载增加影响元件故障率的级联失效效应和子系统间的相依关系,建立了耦合级联失效系统的可靠性模型,并证明了系统可靠度的计算方法和解析式结果。并且利用一个算例展示了耦合系统发生级联失效的具体过程,以验证该方法的有效性与可行性。本文为基于负载和时间的耦合系统的级联研究提供了新的思路,可拓展至不同的耦合关系、耦合强度以及不同的负载分配模式来进一步研究系统的级联失效过程以及可靠度分析。     

维修优先于保养的多状态系统的可用度分析

主要研究一类常见的可修多状态退化系统模型,且针对系统的可靠性优化和服务台的有效利用,提出了维修优于保养的的系统优化策略.假定系统随在退化过程中,选择不完全预防性保养,当系统发生故障时,服务台停止保养而转向维修故障.在整个退化、保养、维修等过程中,根据模型实际假设和状态转移图,结合广义马尔可夫过程理论,建立状态概率转移微分方程组,根据可用度的定义,利用极限思想得到稳态可用度的计算方式和结果.最后利用数值算例得到维修优先于保养的多状态系统的稳态可靠度,以及保养率和维修率对可用度的影响,从而体现维修优于保养的优化策略对可靠性设计具有重要意义和实际价值.