[發明專利]基于區間層次分析的產品子系統的故障時間計算方法

在審

• 申請號: 201811002712.1
• 申請日: 2018-08-30
• 公開（公告）號: CN109165740A
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發明（設計）人: 黃洪鐘;楊斌;彭衛文;黃鵬;蔡俊;黃土地;郭駿宇
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06N7/02
• 分類號: G06N7/02;G06Q10/06
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 陳選中;何凡

1.基于區間層次分析的產品子系統的故障時間計算方法，其特征在于，包括：

根據產品的功能和結構，將其劃分為若干子系統；

采用專家對任意兩個影響因素間相對重要程度的打分構建層次分析法中的1～9標度矩陣，并將1～9標度矩陣擴展為連續型的0～9標度矩陣；

當0～9標度矩陣滿足一致性檢驗時，計算0～9標度矩陣的權重向量；

采用每個影響因素下，任意兩個子系統的平均故障率的比值，構建形成各子系統平均故障率所占比重的模糊關系矩陣；

根據模糊關系矩陣，計算模糊因素的隸屬函數矩陣

其中，為中第i行第j列的元素，1≤i≤m，1≤j≤n，為m×n矩陣；n為子系統的總個數；m為影響因素總個數；為在影響因素i下，子系統S_j的平均故障率與子系統S_k的平均故障率的比值；γ_ij^-＝γ_ij⁺；

采用權重向量和隸屬函數矩陣，計算產品可靠性對子系統的隸屬程度

其中，為第n個子系統的隸屬程度，為權重向量；о為模糊合成算子；

對每個子系統的隸屬程度去模糊化，得到每個子系統的實數隸屬程度；

根據實數隸屬程度和產品整機的平均故障時間，計算子系統的平均故障時間。

2.根據權利要求1所述的基于區間層次分析的產品子系統的故障時間計算方法，其特征在于，所述權重向量的計算公式為：

其中，μ和v分別為X^-和X⁺的權重因子；X^-和X⁺分別為0～9標度矩陣的最大特征值具有正分量的歸一化特征向量，X^-和X⁺為1×m矩陣；φ⁺_pq和φ^-_pq分別為0～9標度矩陣第p行，第q列的最小值和最大值，1≤q≤m,1≤p≤m；z為v的階數。

3.根據權利要求1或2所述的基于區間層次分析的產品子系統的故障時間計算方法，其特征在于，對每個子系統的實數隸屬程度去模糊化的計算公式為：

b_j＝M+(2α-1)×D，

其中，α為決策系數；b_j⁺和b_j^-分別為b_j的最大值和最小值，1≤j≤n。

4.根據權利要求3所述的基于區間層次分析的產品子系統的故障時間計算方法，其特征在于，所述子系統的平均故障時間的計算公式為：

其中，MTBF_j為子系統的平均故障時間；MTBF_s為產品整機的平均故障時間；b_j為實數隸屬程度。

5.根據權利要求1所述的基于區間層次分析的產品子系統的故障時間計算方法，其特征在于，對0～9標度矩陣進行一致性檢驗的方法包括：

計算0～9標度矩陣的一致性指標CI：

計算0～9標度矩陣的一致性比例CR：

其中，λ_max為0～9標度矩陣中最大的特征值；RI為平均隨機一致性指標；

當CR<0.10時，則認為0～9標度矩陣滿足一致性檢測。

6.根據權利要求5所述的基于區間層次分析的產品子系統的故障時間計算方法，其特征在于，當CR≥0.10時，0～9標度矩陣不滿足一致性檢驗，則采用專家對任意兩個影響因素間相對重要程度做出的再次打分構建層次分析法中的1～9標度矩陣，并將1～9標度矩陣擴展為連續型的0～9標度矩陣，直至0～9標度矩陣滿足一致性檢驗。

7.根據權利要求1所述的基于區間層次分析的產品子系統的故障時間計算方法，其特征在于，所述產品為工業機器人，所述影響因素的個數為6個，分別為故障頻繁性、故障危害性、維修性、復雜性、技術水平和費效比；所述子系統的個數為5個，分別為主體、伺服電機、減速器、控制器和驅動器。