[發明專利]基于故障樹的飛機復雜系統任務可靠性建模預計方法

在審

• 申請號: 202110186920.7
• 申請日: 2021-02-18
• 公開（公告）號: CN112668210A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 劉世華;黃軼華;鄒蕊;雷長春;楊璨;王志強;阿西達;涂美霞;劉欣;巴洪
• 申請（專利權）人: 江西洪都航空工業集團有限責任公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/06;G06F119/02
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 王燕

本申請實施例提供了一種基于故障樹的飛機復雜系統任務可靠性建模預計方法，按照系統在執行任務剖面中的具體任務，梳理系統頂層功能及各功能對任務階段的影響，明確系統任務失敗判據，通過對系統功能建模和故障邏輯建模，建立以頂層任務失敗為頂事件，以單元的輸入端口功能失效狀態和單元自身的失效狀態為底事件的故障樹，以Altarica為建模語言，實現接口、輸入端口、輸出端口失效的故障樹拼接，建立與系統設計一致的形式化模型，通過Saftylab、Rellab等常用軟件在此基礎上實現自動化的故障樹生成并且計算系統任務可靠性指標。

技術領域

本申請屬于航空系統任務可靠性預計技術領域，更具體地，涉及一種基于故障樹的飛機復雜系統任務可靠性建模預計方法，可適用于飛機的飛控系統、燃油系統、供電系統、液壓系統、航電系統等復雜系統任務可靠性預計。

背景技術

任務可靠性預計是估計產品在執行任務過程中完成其規定功能的概率。目前，飛機系統級任務可靠性預計常見形式為繪制任務可靠性框圖，通過串聯、并聯、表決和旁聯等數學模型進行計算。隨著飛機系統復雜性的提高，關鍵系統具備功能重構設計，余度設計，系統內部的交聯關系更加復雜，系統之間接口關系復雜，使得此種傳統預計方法已不能保證對于復雜系統可靠性預計的完整性、精確性及與系統設計的一致性的要求。

發明內容

本申請的目的包括，例如，提供一種基于故障樹的飛機復雜系統任務可靠性建模預計方法，以改善上述問題。

本申請的實施例可以這樣實現：

本申請實施例提供了一種基于故障樹的飛機復雜系統任務可靠性建模預計方法，包括以下步驟：

S1：按照系統在執行任務剖面中的具體任務，梳理系統頂層功能及各功能對任務階段的影響，明確系統任務失敗判據；

S2：通過對系統功能建模和系統故障邏輯建模，建立以頂層任務失敗為頂事件，以單元的輸入端口功能失效狀態和單元自身的失效狀態為底事件的故障樹模型；

S3：由系統內各成品失效率自底向上計算頂事件發生概率，然后基于故障樹進行最小割集分析及任務可靠性指標預計。

進一步的，所述步驟S2中的系統功能建模流程步驟包括：

系統功能建模S21：包括系統故障判據建模、系統頂層功能建模和系統內部構架建模，其中，

S211：系統故障判據建模：以系統頂層功能的故障模式為底事件，以任務階段失敗為頂事件，建立故障樹，確定任務階段失敗與系統頂層功能故障模式之間的邏輯關系，得到系統任務失敗判據；

S212：系統頂層功能建模：根據系統功能原理，構建系統最終輸出功能模型；

S213：系統內部構架建模：根據系統功能原理，構建系統內部功能模型；

進一步的，所述步驟S2中的系統故障邏輯建模流程步驟包括：

S22：故障邏輯建模：以單元的輸出端口功能失效狀態為頂事件，以單元的收入端口功能失效狀態和單元自身的失效狀態為底事件，建立故障樹，描述它們之間的邏輯關系。

進一步的，所述步驟S22中的功能失效狀態定義為：

S221：功能失效狀態定義：在功能模型中，系統或單元的每個輸出端口都代表一個系統或單元的功能，稱為功能端口，功能端口的類型中，就定義了這個功能的所有故障模式。

進一步的，所述步驟S22中的單元失效狀態定義為：

S222：單元失效狀態定義：在功能模型中，單元的失效狀態是指單元自身的功能故障模式，這些故障模式可能會影響到單元輸出功能的狀態。