[發明專利]一種部件級信息多樣性條件下的系統可靠性評估方法

有效

• 申請號: 201711065033.4
• 申請日: 2017-11-02
• 公開（公告）號: CN107862126B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 于丹;徐建宇;胡慶培
• 申請（專利權）人: 中國科學院數學與系統科學研究院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 李娜

本發明一種部件級信息多樣性條件下的系統可靠性評估方法：步驟一：對部件分類：試驗信息充分的部件、試驗信息不充分的部件以及無試驗信息僅有部件級可靠度評估結果的部件；步驟二：將其他兩類部件可靠度看做給定參數，對試驗信息充分的部件組成的子系統進行置信限評估，找到給定的置信下限和相應置信度的數值對應；步驟三：對于試驗信息不充分的部件，將這些部件的可靠度用相應的樞軸量表示出來，進而得到其置信分布；步驟四：對于無試驗信息僅有部件級可靠度評估結果的部件，直接利用其評估結果得到其部件級可靠度置信分布；步驟五：找到置信下限，使置信水平關于部件級可靠度置信分布的期望恰等于目標置信度，該置信下限即為目標置信下限。

技術領域

本發明涉及一種部件級信息多樣性條件下的系統可靠性評估方法，屬于一種系統可靠性評估技術，具體來說，尤指在部件級可靠性信息具有多樣性特征的條件下的系統可靠性置信限的評估技術。

背景技術

系統可靠性評估在可靠性理論研究和實際工程中都是重要的一環?？煽啃栽u估工作的結果與產品的質量評定往往直接相關，同時也為產品的性能提高和后續進一步的維護與研發提供重要依據?？煽啃栽u估工作可以在產品生產的各個階段進行，在科研工作和實際應用中都得到廣泛的關注。我們這里研究的評估目標是在給定的置信度下系統可靠度的置信限。

對于系統可靠性的評估，由于系統級試驗在試驗成本和時間代價上的限制，往往基于部件級可靠性(試驗)信息進行。已有方法包括：精確置信限方法、近似方法、數值模擬的方法以及基于貝葉斯框架的方法等。諸多這些傳統方法在面對部件級信息多樣復雜的情形，即信息類型和試驗樣本量存在顯著差異時，均存在如下一條或幾條缺陷：

1.計算復雜，對分布類型存在限制(尤指精確方法)；

2.在部分部件樣本量較小時，評估精度(置信限真實覆蓋率)在頻率統計意義下顯著降低；

3.部件壽命服從Weibull等分布假設時，精度較差；

4.同時存在部件級試驗信息和部件級可靠度評估結果時，無法統一擬合到系統可靠度評估中；

5.評估結果在信息多樣性條件下(尤其是樣本量存在差異時)穩健性不足，對同一系統多次評估結果均方誤差較大。

發明內容

針對上述系統組成部件的可靠度信息存在多樣性的系統可靠度評估問題中存在的種種難點，本發明給出了一種部件級信息多樣性條件下的系統可靠性評估方法，可以相對簡單有效地在部件信息多樣性條件下對系統可靠度進行評估，并給出相對精確穩健的評估結果。

技術方案：

本發明為一種部件級信息多樣性條件下的系統可靠性評估方法，該方法具體步驟如下(見圖1)：

步驟一：按各部件的部件級可靠性信息對部件分類：試驗信息充分(樣本量較大的)的部件、試驗信息不充分(主要是壽命試驗)的部件以及無試驗信息僅有部件級可靠度評估結果的部件；

步驟二：先將其他兩類部件可靠度看做給定參數，針對試驗信息充分的部件組成的子系統采用傳統基于大樣本的評估方法進行置信限評估，通過評估找到給定的置信下限和相應置信度的數值對應；

步驟三：對于試驗信息不充分的部件，通過基于樞軸量的置信推斷的方法(見下文舉例步驟說明)將這些部件的可靠度用相應的樞軸量表示出來，進而得到其置信分布；

步驟四：對于無試驗信息僅有部件級可靠度評估結果的部件，直接利用其評估結果(置信度與置信下限的對應)得到其部件級可靠度置信分布；

步驟五：通過步驟二的評估過程，找到相應的置信下限(見下文舉例步驟中的(2)式)，使其對應的置信水平關于步驟三和步驟四得到的部件級可靠度置信分布的期望恰等于目標置信度，該置信下限即為目標置信下限。