[發明專利]一種基于網絡的失效相關系統可靠度評估方法

無效

• 申請號: 201210279197.8
• 申請日: 2012-07-31
• 公開（公告）號: CN102902875A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 錢云鵬;涂宏茂;劉英;何恩山
• 申請（專利權）人: 中國兵器科學研究院
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明提供一種考慮失效模式之間相關性進行系統可靠度評估的方法，屬于結構可靠性設計領域。

背景技術

復雜結構系統，如建筑桁架結構、橋梁結構、機械系統等一般具有多種失效模式，各失效模式之間相關是這類系統可靠度評估的一個顯著特點。現有的失效相關系統可靠度評估方法主要利用各失效模式可靠度的計算結果，通過分析失效模式之間的相關性，以失效模式為單元建立串并聯模型，然后利用一次多維正態法計算系統可靠度。一次多維正態法是一種考慮失效模式的相關性計算串聯系統或并聯系統可靠度的有效方法，具有較高的精度。現有方法存在的缺點在于：串并聯模型的描述能力有限，主要局限于簡單的串-并聯系統模型，不適于失效模式邏輯關系復雜的系統。

網絡可用一個圖G表示，圖1即為一個表示網絡的圖，圖中頂點表示網絡中的節點，邊表示網絡中連接節點的鏈路。本發明利用網絡的建模功能和描述能力，不考慮節點失效，利用鏈路描述各失效模式，提供一種考慮失效相關性進行系統可靠度評估的方法，可用于失效模式邏輯關系復雜的系統可靠度評估。

發明內容

本發明的目的是針對具有多種失效模式的系統，利用網絡的建模功能和描述能力，提供一種考慮失效模式之間相關性進行系統可靠度評估的方法，檢驗設計方案是否滿足可靠度指標要求，主要包括4個步驟：

1根據失效模式間的邏輯關系，利用網絡建立可靠度評估模型；

2確定網絡的最小路集；

3計算最小路徑的可靠度以及最小路徑之間的相關系數；

4利用一次多維正態法計算系統可靠度。

本發明的特點是：利用網絡建立失效相關系統的可靠度評估模型，適于描述失效模式之間具有復雜邏輯關系的情況。

附圖說明

圖1：實施例網絡圖模型。

圖2：本發明的流程圖。

具體實施方式

本發明的流程圖如圖2所示，包括以下步驟：

1根據失效模式間的邏輯關系，利用網絡建立可靠度評估模型。

我們不考慮節點的失效，并利用鏈路來描述各失效模式。每條鏈路包含2類數據(表1)：一是該鏈路所表征的失效模式的不發生概率值(即模式可靠度)，各模式可靠度可利用蒙特卡羅法或一次二階矩法計算；二是影響模式可靠度的隨機變量靈敏度向量，如P代表隨機變量的靈敏度為0.12，該信息是后續計算相關系數的關鍵數據，如下表所示。

表1：

??X₁模式可靠度??X₁隨機變量靈敏度向量α??0.9987??(P＝0.12，E＝0.54，R＝0.38，F＝0.74)^T

如果某條鏈路不發生失效時，其可靠度置為1，靈敏度向量置為0。

鏈路之間的連接關系，可根據各失效模式之間的邏輯關系確定，例如圖1所示的X1、X2為串聯關系；X1、X2與X3、X4為并聯關系。

2確定網絡的最小路集。

設起點為I，終點為L，最小路徑是指從起點I到達終點L所含鏈路數目最少的路徑，最小路徑中沒有重復鏈路。所有最小路徑組成的集合稱為最小路集。確定最小路集可采用鄰接矩陣法，其主要步驟如下：

1)輸入節點I作為起點；

2)由節點I出發，依次選下一步可達的節點i；

3)判斷所選節點i是否走過。若是，則退回出發節點，轉2)；

4)判斷是否已達到輸出節點L。若否，則把節點i作為出發節點，轉2)；

5)判斷是否已經找到了所有最小路徑。如否，則把上個節點作為出發節點，轉2)；

6)結束。

上述算法的關鍵是進行三個判斷：一是判斷節點是否與前面走過的節點重復；二是判斷是否找到了一條最小路徑；三是判斷是否找到了所有最小路徑。

3計算最小路徑的可靠度以及最小路徑之間的相關系數。