[發明專利]復雜裝備運動微元鏈可靠性建模方法

有效

• 申請號: 201810190144.6
• 申請日: 2018-03-08
• 公開（公告）號: CN108334717B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 任顯林;任政旭;陳益;周斌
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 王偉

本發明公開了一種復雜裝備運動微元鏈可靠性建模方法，包括以下步驟：S1、基于故障的系統FMMC分解，得到運動微元，根據運動微元得到運動微元鏈、運動微元結構鏈、運動微元運行鏈、微元鏈運行狀態空間和運動微元運行狀態空間，用運動微元結構鏈和運動微元運行鏈共同表示系統的運行狀態；S2、進行運動微元失效機制分析，建立失效模型；S3、進行基于運動微元鏈的系統可靠性計算，建立整個復雜裝備系統在時刻t的可靠度函數。本發明通過以故障為主線的“故障關聯功能—故障關聯運動—故障關聯運動微元—故障微元鏈”FMMC分解分析方法，實現了對復雜裝備系統結構信息、運行狀態信息、失效模式信息的綜合分析。

技術領域

本發明涉及一種復雜裝備運動微元鏈可靠性建模方法。

背景技術

復雜裝備系統的可靠性建模十分困難，所建立的模型往往不能夠滿足產品設計和分析的實際需要，其根本原因在于所建立的模型不能夠將系統的結構信息、運行信息和失效機理融入到相應的可靠性模型中。目前常用的可靠性分析方法有失效模式與影響分析(Failure Mode and Effects Analysis,FMEA)和故障樹分析(Fault Tree Analysis,FTA)兩種。

FMEA分析方法是對系統按照結構進行CCP分解(Components-Component-Parts，CCP)，得到系統的結構圖。其缺陷十分明顯。系統的結構本身是不帶任何的可靠性等參數的，不能直接作為定量建模的參數輸入，在定量計算系統可靠性時存在耦合問題。同時，系統的結構分解屬于靜態分解，與系統的運行模式之間不能充分結合，對于多狀態系統的系統狀態不能給出精確的描述。FTA分析由系統的故障模式入手，分析系統中具體故障的發生原因，并以此作為計算故障發生概率的基礎。但是，對于全新的系統設計以及系統整體可靠性的評估問題上，故障樹方法存在較大的局限性。在沒有歷史故障數據參考的情況下，系統失效頂事件只能通過設計人員的經驗進行選取。另一方面，單個頂事件無法與系統的整體可靠性以及系統的具體運行模式建立起定量的聯系。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種通過以故障為主線的“故障關聯功能—故障關聯運動—故障關聯運動微元—故障微元鏈”FMMC分解分析方法，實現了對復雜裝備系統結構信息、運行狀態信息、失效模式信息的綜合分析的復雜裝備運動微元鏈可靠性建模方法。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：復雜裝備運動微元鏈可靠性建模方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、基于故障的系統FMMC分解，得到運動微元，根據運動微元得到運動微元鏈、運動微元結構鏈、運動微元運行鏈、微元鏈運行狀態空間和運動微元運行狀態空間，用運動微元結構鏈和運動微元運行鏈共同表示系統的運行狀態；

S2、進行運動微元失效機制分析，建立失效模型；

S3、進行基于運動微元鏈的系統可靠性計算，建立整個復雜裝備系統在時刻t的可靠度函數。

進一步地，所述FMMC分解是指將復雜裝備系統按“故障關聯功能—故障關聯運動—故障關聯運動微元—故障微元鏈”的原理進行結構化分解，得到表示故障關聯微小運動單元的運動微元，并根據故障機理確定以下參數：

運動微元鏈：將運動微元進行有序鏈接，用來表示系統由動力源傳遞到執行機構完成特定功能的過程的運動微元集合稱為運動微元鏈；運動微元鏈是單條鏈，建立的過程符合獨立性原則和最小性原則；

運動微元結構鏈：將運動微元鏈全集定義為運動微元結構鏈；運動微元結構鏈包含該系統完整的結構信息，其建立對象是復雜裝備系統；

運動微元運行鏈：根據復雜裝備系統的運行模式確定系統運行過程的功能序列，利用運動微元鏈對系統在該模式中的每一個狀態進行建模，得到的系統運行過程中的所有狀態轉移過程叫做運動微元運行鏈。