[發明專利]一種復雜系統多重任務合成過程可靠性評估方法

在審

• 申請號: 201410777340.5
• 申請日: 2014-12-16
• 公開（公告）號: CN104504510A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 馬存寶;宋東;陳杰;和麟;張天偉
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06
• 代理公司: 西北工業大學專利中心61204
• 代理人: 陳星

技術領域

本發明涉及一種復雜系統多重任務合成過程可靠性評估方法，屬于可靠性技術領域。

背景技術

現代復雜系統組成環節眾多，影響因素繁雜，其潛在失效可能性隨著系統復雜度的提高而增大，而大量復雜系統往往在其整個工作過程中存在多個任務階段，如航電系統在從滑跑起飛到降落的多個任務階段。不同任務階段由于所面臨的任務要求或不同工作側重點、工作環境等存在差別，系統也將呈現多種不同的失效模式，對這樣一個復雜系統多重任務合成過程進行可靠性評估，進而改進系統設計，對于提高所設計系統整個任務階段的安全工作能力，提升任務執行能力具有重要作用。

在實際的可靠性評估過程中，常用可靠性評估方法包括狀態空間模型方法，如馬爾科夫模型、故障樹和Petri網；組合模型方法，如二值決策樹binary?decision?diagrams(BDD)；以及蒙特卡洛方法。

BDD方法具有較低的計算復雜度和較少的存儲空間需求，得到了廣泛的應用。BDD方法假定系統存在一種失效模式，即系統僅存在“失效”和“正?！倍登闆r，進而通過搜索算法窮舉所有失效路徑，并計算系統可靠性指標。但其所作二值假設不能解決這里所涉及的多重任務合成、且存在多種不同失效模式復雜系統的可靠性評估問題，這就必然要增加二值決策樹方法在實際使用過程中的難度。

發明內容

為了避免現有技術存在的不足,本發明提出一種復雜系統多重任務合成過程可靠性評估方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種復雜系統多重任務合成過程可靠性評估方法，其特征在于包括以下步驟:

步驟1.分任務階段轉換系統故障樹為多值決策樹；

根據事先建立的各任務階段多失效模式故障樹，對該任務階段各設備的失效模式進行分析，建立多失效模式優先級排序表，確立各任務階段的起止時間，在優先級排序基礎上按任務階段將各任務階段的多失效模式故障數分別轉換為多值決策樹；

步驟2.連接并生成多任務階段多值決策樹；

連接步驟1所生成的各任務階段多值決策樹，任務轉換過程需遵循任務切換邏輯，即后一個任務階段的失效狀態建立在前一個任務階段時間內系統正常的條件下；

步驟3.候選失效路徑列表；

對步驟2所生成的多任務多值決策樹進行全部候選失效路徑列表；對于不同任務階段，從多值決策樹頂事件到任意失效節點表示一條可能的失效路徑，窮舉所有失效路徑上的系統設備及其失效模式；

步驟4.失效概率計算；

針對步驟3所列舉的候選失效路徑列表，在設備各失效模式失效概率密度函數基礎上進行各失效路徑失效計算，則最終系統總的失效概率為所有失效路徑概率之和。

有益效果

本發明提出的復雜系統多重任務合成過程可靠性評估方法，采用多值決策樹技術；分任務階段轉換系統故障樹為多值決策樹；連接并生成多任務階段多值決策樹；候選失效路徑列表；失效概率計算；對多任務合成系統按任務階段進行可靠性分析，彌補了傳統二值決策樹可靠性評估方法對于復雜多任務合成和系統多失效模式系統可靠性評估的局限性；提出的復雜系統多重任務合成的可靠性評估方法，有助于提升所設計復雜系統在多任務階段的安全工作能力。

本發明復雜系統多重任務合成過程可靠性評估方法，提升了多重任務合成過程可靠性評估手段。

附圖說明

下面結合附圖和實施方式對本發明一種復雜系統多重任務合成過程可靠性評估方法作進一步詳細說明。

圖1為多重任務過程故障樹。

圖2為各任務階段多值決策樹。

圖3為多重任務多值決策樹。

圖4為單任務階段失效路徑圖。

圖5為復雜系統多重任務合成過程可靠性評估方法流程圖。

具體實施方式

本實施例是一種復雜系統多重任務合成過程可靠性評估方法。

參閱圖1～圖5,本實施例基于多值決策樹的方法，完成對多重任務合成過程多失效模式的可靠性評估，有效彌補二值決策樹方法對于復雜系統可靠性評估的缺點，提升多重任務合成過程可靠性評估手段。

下面針對圖1所示,以某多任務過程多失效模式系統的可靠性評估為例,該系統包含三個任務階段即phase1，phase2和phase3，系統由三個設備A，B和C組成，其中設備B包含三種不同的故障模式:B1，B2和B3，圖中“and”和“or”表示邏輯“與”和“或”。具體步驟如下: