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.     

宏观因素影响下的系统中元件重要性研究

为研究复杂系统在工作环境中其组成元件对系统安全运行的重要性,将汪培庄先生的因素空间理论与笔者提出的空间事故树理论相结合,构造了一套元件重要性研究方法.构建系统T={U,C,D},将元件作为研究对象集合U,系统工作的宏观环境作为因素集C,元件重要性排序集作为D.对宏观环境中的工作时间a1和温度a_2进行划分形成不同的状态区域S_q,计算在S_q中元件xj的失效权重γ(AS_q(x_j))和在S_q中系统T的失效权重δ(AS_q(T))),从而得到x_j在S状态下的等效失效权重Z(AS_q(x_j)),研究状态S_q下的原件重要性排序D_η,及元件x_j失效性对a_1及a_2的敏感性.使用一个实际的电气系统维修情况统计资料,使用上述方法进行了研究,结果表明:不同工作环境下元件对系统的重要程度是不同的.元件对温度和使用时间是敏感的,并得到了在10³0°且5030°且50⁷5d环境下工作系统可靠性是最高的结论.在给定工作环境下,重要性大的元件多储备,重要性小的元件少储备,以满足系统维修需要,并指导实际工程.     

SFT下元件区域重要度定义与认知及其模糊结构元表示

为了解SFT中元件表现出的在研究区域范围内整体的重要性,定义了元件区域重要度概念.元件区域重要度是在元件概率重要度分布和元件关键重要度分布的基础上对两个分布关于其所在空间维度因素进行积分所得到的.考虑到DSFT处理数据的特点,引入了模糊结构元理论对元件区域重要度进行了结构元化表示.以便DSFT所处理的结果可以更充分的表达原数据的离散分布特点,进而分析得到结果的置信度.给出了元件区域重要度的概念及构造过程,进而给出了引入结构元E表示的元件区域重度的构建思想、过程和具体步骤.     

基于二元模糊事故树的电气系统可靠性评价

针对使用多元影响因素和模糊评价数据对电气系统进行可靠性评价的问题,选择两个重要因素:工作时间(t)和工作温度(c)对各个元件的可靠性进行分析.同时根据模糊语义构建各元件在t和c两方面发生故障概率的隶属度函数.在此基础上用事故树表示系统结构并进行化简,得到考虑数据模糊的t和c二元因素影响的系统模糊故障概率分布.引入模糊语义划分,最后得到系统模糊故障概率在t和c平面上的三个模糊划分类.方法可以分析二元甚至多元因素影响条件下,电气系统模糊故障概率分析的特征,进而研究其系统可靠性.     

基于SFT和DFT的系统维修率确定及优化

为了解含有储备元件且元件失效率受工作环境影响时,为保证系统可用度而采取的维修率,将该系统使用动态故障树表示,使用空间故障树理论确定其元件失效率分布,进而确定元件维修率的分布.提出系统运行中,期望达到的三种优化状态,并对达到这三种状态时的元件维修率分布进行确定.结果表明:在设定系统可用度T_A=0.8,工作域(工作环境条件变化范围)A_总={t∈[0,100]天∩c∈[0,50]°},并通过空间故障树确定系统元件故障率λ_(E1E2)和λ_(E3E4)后,确定在三种系统优化目标下元件故障率μ_(E1E2)和μ_(E3E4)分布.     

多状态可靠性系统动态signature及其剩余寿命分析

系统signature是分析系统可靠性的一个强有力的工具。本文研究了多状态系统的动态signature。Signature概念被拓展到多维的情形,并将其应用于两状态元件下多态关联系统的分析,得到系统在每一状态下的联合生存函数的表达式,探究了系统在时刻的动态signature,为处于工作状态的多状态系统在时刻t接受检查,发现其处于l(t)状态并且恰好已发生了q(t)次元件失效,分别给出了两状态元件多态关联系统动态signature及其剩余寿命的表达式。     

系统可靠性分配的优化方法

本文根据系统元件重要度分析理论,提出一种优化的元件可靠性分配的新方法.它以所给定的系统可靠度为目标,以元件最大可靠度为限止,根据元件重要度排序,逐步分配元件可靠性,使其保证每一步的分配是最优的,从而得到一个整体优化的分配方案,以提供作为可靠性设计的依据。本文最后还给出一个简单算例。该方法思路简单明了,计算方便。     

基于系统可靠性的组件综合重要度变化机理分析

重要度理论是一种重要的系统薄弱环节识别和评估方法,被广泛应用于系统可靠性设计优化、维修资源分配、维修决策以及风险分析等领域。本文以组件状态转移率为纽带,分析了组件综合重要度对系统可靠性的影响机理,识别对系统可靠性变化影响最大的组件,综合重要度评估了单位时间内系统可靠性的变化。首先给出综合重要度的定义;其次讨论系统可靠性的组件重要度表示方法;最后在串联和并联系统中,分析综合重要度随着组件状态转移率的变化机理。     

不同元件构成系统中元件维修率分布确定

将Markov链引入SFT理论中,计算可表示环境因素影响的元件维修率分布.研究针对不同元件构成的串联、并联和混联系统中元件的维修率分布计算方法.给出了串联和并联系统中元件维修率推导过程.对状态转移概率的计算不使用Markov状态转移矩阵求解,而是根据Markov状态转移图中的状态关系求解.使用SFT中的元件故障概率分布代替Markov链中的失效率,可得到元件维修率分布.以混联系统作为实例进行分析,使用状态关系求解各状态转移概率关系,得到了3个元件在使用时间t和使用温度c影响下的维修率分布,及正常状态转移概率范围.     

失效单调关联系统中可存活元件的剩余寿命的混合表示

本文中研究的是由$n$个独立同分布元件构成的单调关联系统,当该单调关联系统失效时得到了系统中可存活元件的剩余寿命的可靠性函数的混合表示.基于signature的概念,对两个系统的剩余寿命进行了随机比较.     

一种面向可靠性的改进不确定性重要度分析方法

作为识别和评估系统薄弱环节的有效工具之一的重要度理论,一直都被广泛应用于系统可靠性和安全性工程。而作为其主要环节的不确定性重要度分析更是扮演着不可或缺的角色。因此,为有效表征多态系统的可靠性,本文给出了一种变换数据处理方式的改进不确定性重要度分析方法。该模型是以两个累积分布函数之间的空间几何距离为基础,通过改变随机输入变量的不确定性范围和对应分布情况,模拟和描述输入对系统输出变量的相对影响趋势,并以两个累积分布函数之间的定积分面积表示。最后利用系统故障树对其进行不确定性重要度分析。结果表明,空间几何距离是一种用来表示输入变化对输出分布变化的相对影响的不确定性重要度度量的有效工具。     

齐次、可加及线性g-估价

彭实戈通过倒向随机微分方程介绍了g-估价的概念.一般来说,给定一个生成元g,对应的条件g-估价系统通常不是齐次,可加或线性的,那么我们自然要问:满足什么样条件的生成元g才能使得这些性质成立,本文回答了这一问题.     

贮备系统可靠性之近似置信限

设组成贮备系统的指数寿命型元件的失效率之间满足某种关系．本文给出了这样的两个贮备系统组成的串联系统可靠性之近似置信下限的计算公式．     

某型航空火控系统可靠度置信下限的确定

依据 AMSAA模型利用某型航空火控系统各组成单元的研制阶段试验数据并基于遗传算法确定出单元的时间环境折合系数 ,进而求得各单元 MTBF点估计和置信下限 ,最后利用 L-M法给出该系统可靠度置信下限值 .研究结果表明 ,由此得到的系统可靠性评估结果与依据设计定型后实际使用数据统计得到的可靠性水平相接近 ,应用该方法进行系统可靠性评估能较好地满足工程上的需求 .     

自保护相依多部件系统的预防维修建模及策略优化

自保护技术作为自愈技术的一种,能够使系统在环境或工况条件变化的干扰下以较高可靠性运行。本文构建了一个新的具有相依主要部件和辅助部件的系统可靠性模型,其中主要部件的退化速率与工作中的辅助部件的数量有关。此外,基于定期检测和预防维修策略,本文利用半再生过程技术求解了系统的长期运行平均成本,并以长期运行平均成本最小化为目标给出了系统的最优预防维修策略。最后,以镗刀系统为例,利用所提方法给出了预防更换阈值和检测周期的最优值,以期望为实际维修行为决策提供理论参考。     

单重工作休假M/M/c排队驱动的流体模型分析

该文在M/M/c排队驱动系统中加入工作休假策略,研究了单重工作休假多服务台排队驱动的流体模型.利用拟生灭过程和矩阵几何解法得到驱动系统稳态队长分布.构建净输入率结构,导出流体模型的稳态联合分布函数满足的的矩阵微分方程组,进而利用Laplace-Stieltjes变换(LST)方法得到稳态下缓冲器库存量的空库概率及均值表...     

有限矩条件下变化环境中分枝过程的收敛定理

该文研究了变化环境中分枝过程的收敛定理.在环境分布不独立的情况下,给定环境分布的矩条件,证明了W_n依L~t收敛到W,并且W0,a.s.,以此为基础,给出了该过程Z_n的中心极限定理,以及logZ_n的重对数律.这些结果对研究其它的渐进性质以及偏差理论都有重要的意义.     

基于空间故障树理论的系统故障定位方法研究

为了系统发生不同类型故障后快速定位可能引起该故障的系统元件,通过分析系统结构和元件故障概率分布,以及系统在不同工作环境中发生各类型故障的统计数量,提出基于空间故障树(Space Fault Tree,SFT)理论的系统故障定位方法.该方法使用SFT概念得到系统内部结构及元件的故障概率矩阵P(X_i),分析元件X_i故障对于所在割集S_j及系统T故障的贡献度,结合系统故障次数统计矩阵Γ(m_q),最终得到元件X_(1~I)与故障m_(1~Q)的相关度矩阵.这个矩阵可反映出对于任意系统故障m_q与故障元件X_(1~I)的相关性排序、对应的割集、及保证结论正确的可能性,还可优化系统故障分类.实例研究表明:方法可确定各故障的至因故障元件,并根据可能性进行排序,排序靠前的元件组合正是系统的割集,这从侧面也说明了方法正确性.     

基于复杂系统可靠性计算的研究

随着网络技术和人工智能的快速发展,系统可靠性的研究一直是网络分析和人工智能系统算法的重要课题,系统可靠性分析归纳起来就是系统无故障运行的概率问题,相容事件的概率计算一般采用"包除原理"的方法,而它随着元件数量的增多会出现"组合爆炸",使得计算机无法运算.给出"相容分解法"和"概率解析消除法"的计算方法,可在有限步内计算出和事件的概率,有效简化了复杂系统可靠性的计算过程.     

一类并联系统的剩余寿命和平均剩余寿命

研究了n个独立但不同分布的元件构成的一类并联系统的剩余寿命和平均剩余寿命,即在t_1时刻有l个元件失效,第k个元件的寿命恰好是t_2(0≤lkn,0≤t_1t_2),系统在t_2时刻仍然工作的条件下并联系统的可靠性函数和平均剩余寿命.