[發(fā)明專利]環(huán)境試驗箱可靠性評估方法和系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111189163.5
• 申請日: 2021-10-12
• 公開（公告）號: CN113919225A
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊華建;牛王強;周賢文;江佳騰;黃佳穎;張煒婷
• 申請（專利權(quán)）人: 上海海事大學(xué)
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06N7/00;G06Q10/00;G06F119/02
• 代理公司: 上海互順專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31332
• 代理人: 成秋麗

1.一種環(huán)境試驗箱可靠性評估方法，其特征在于，包括以下步驟：

獲取評估環(huán)境試驗箱的數(shù)據(jù)集；

基于獲取的數(shù)據(jù)集，建立環(huán)境試驗箱的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；

基于環(huán)境試驗箱的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，分析環(huán)境試驗箱的可靠性。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)境試驗箱可靠性評估方法，其特征在于，所述獲取評估環(huán)境試驗箱的數(shù)據(jù)集包括以下步驟：

獲取環(huán)境試驗箱的歷史故障時間數(shù)據(jù)，記為第一數(shù)據(jù)集；

在第一數(shù)據(jù)集中，對于環(huán)境試驗箱中的每個組件，采用時間相減的方式得到每個組件的故障時間間隔數(shù)據(jù)，將得到的故障時間間隔數(shù)據(jù)組成第二數(shù)據(jù)集；

在第二數(shù)據(jù)集上，利用箱線圖法除去異常的故障時間間隔數(shù)據(jù)，得到第三數(shù)據(jù)集；

在第三數(shù)據(jù)集上，對第三數(shù)據(jù)集中的故障時間間隔數(shù)據(jù)進行編碼，得到第四數(shù)據(jù)集；

在第四數(shù)據(jù)集上，利用最大信息系數(shù)方法進行特征選擇，分別得到第五數(shù)據(jù)集和第六數(shù)據(jù)集。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的環(huán)境試驗箱可靠性評估方法，其特征在于，所述對第三數(shù)據(jù)集中的故障時間間隔數(shù)據(jù)進行編碼包括對第三數(shù)據(jù)集中的故障時間間隔數(shù)據(jù)進行“0-1”編碼的方式編碼，其中，

第三數(shù)據(jù)集中故障的組件標記為0，未故障的組件標記為1。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的環(huán)境試驗箱可靠性評估方法，其特征在于，所述在第四數(shù)據(jù)集上，利用最大信息系數(shù)方法進行特征選擇，分別得到第五數(shù)據(jù)集和第六數(shù)據(jù)集包括以下步驟：

基于限制條件和第四數(shù)據(jù)集中每個組件與相對應(yīng)系統(tǒng)的互信息，在第四數(shù)據(jù)集上計算每個組件和相對應(yīng)系統(tǒng)的最大信息系數(shù)；

將計算出的最大信息系數(shù)與預(yù)設(shè)閾值進行比較，篩選出最大信息系數(shù)大于預(yù)設(shè)閾值的組件；

在第四數(shù)據(jù)集上，將篩選出的組件記為第五數(shù)據(jù)集；

在第三數(shù)據(jù)集上，將篩選出的組件記為第六數(shù)據(jù)集。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的環(huán)境試驗箱可靠性評估方法，其特征在于，所述基于獲取的數(shù)據(jù)集，建立環(huán)境試驗箱的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包括以下步驟：

在第五數(shù)據(jù)集上，利用最大最小爬山算法來學(xué)習(xí)環(huán)境試驗箱每個系統(tǒng)的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；

將環(huán)境試驗箱每個系統(tǒng)的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中最后一層節(jié)點視為串聯(lián)系統(tǒng)，以及將環(huán)境試驗箱每個系統(tǒng)的子系統(tǒng)視為串聯(lián)關(guān)系，得到環(huán)境試驗箱的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的環(huán)境試驗箱可靠性評估方法，其特征在于，所述基于環(huán)境試驗箱的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，分析環(huán)境試驗箱的可靠性包括以下步驟：

在第五數(shù)據(jù)集上，獲取貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中受影響節(jié)點的條件概率以及環(huán)境試驗箱的條件概率；

在第六數(shù)據(jù)集上，使用非齊次泊松過程對貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的底層節(jié)點的故障強度進行建模，得到故障強度函數(shù)；

基于得到的故障強度函數(shù)，計算貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的底層節(jié)點在一定時間間隔中經(jīng)歷多次故障的概率；

將底層節(jié)點在一定時間間隔中經(jīng)歷多次故障的概率、受影響節(jié)點的條件概率以及環(huán)境試驗箱的條件概率作為貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的輸入，得到環(huán)境試驗箱的故障率。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的環(huán)境試驗箱可靠性評估方法，其特征在于，故障強度模型的公式為：

其中，θ是比例參數(shù)，β是形狀參數(shù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的環(huán)境試驗箱可靠性評估方法，其特征在于，所述在第六數(shù)據(jù)集上，使用非齊次泊松過程對貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的底層節(jié)點的故障強度進行建模，得到故障強度函數(shù)包括以下步驟：

采用最大似然估計對已建模的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的底層節(jié)點進行求解，得到貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的底層節(jié)點所對應(yīng)的θ、β的具體值；

將貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的底層節(jié)點所對應(yīng)的θ、β的具體值帶入故障強度模型中，得到故障強度函數(shù)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)境試驗箱可靠性評估方法，其特征在于，還包括以下步驟：

計算在故障條件下環(huán)境試驗箱中各個組件的重要度；

基于各個組件的重要度，確定組件維修的優(yōu)先級。

10.一種環(huán)境試驗箱可靠性評估系統(tǒng)，其特征在于，包括，

獲取模塊，用于獲取評估環(huán)境試驗箱的數(shù)據(jù)集；

建立模塊，用于基于獲取的數(shù)據(jù)集，建立環(huán)境試驗箱的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；

分析模塊，用于基于環(huán)境試驗箱的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，分析環(huán)境試驗箱的可靠性。