● 摘要
随着航空航天技术的不断发展,对于设备的可靠性的要求越来越高。传统的可靠性评估方法一般基于失效寿命数据,然而,在研究设备的可靠性的过程中,由于某些装备的实验难度较大,需要投入大量的人力物力以及财力,或者由于政策的限制,例如核武器试验等,很难通过试验获得客观可靠性数据的。而且随着产品的可靠性的提高,在允许的时间内很难通过寿命试验获取失效数据。在这些情形下,由于得到的少量的可靠性实验数据存在各方面的不确定性的问题,很难用传统的概率可靠度体系去评估装备的可靠性,如何在测试机会以及测试数据的缺乏的条件下,量化这些不确定性来修正评估结果,提高系统可靠性评估的准确性,是一个具有挑战性的问题。
基于此,本文提出一种基于QMU(Quantification of margins and uncertainties)的可靠性评估方法,在可靠性评估体系中引入不确定性与裕度的量化的概念,把可靠性和不确定性联系起来,以便于对评估过程中带来的不确定性进行量化并且修正,确保了评估结果在缺乏可用实验数据的情况下的精度和可信度;并将该可靠性评估方法应用于某机载液压伺服作动系统进行可靠性评估以验证该方法的可行性。实践表明,该方法具有广泛的工程应用前景。
本文的创新之处在于:
1.基于美国核实验室提出的QMU的思想,提炼总结出了一套基于QMU可靠性评估方法的工作流程框架,该方法不依赖于传统的概率可靠性理论,并且在可靠性评估中引入了不确定性的量化分析,解决了小子样的可靠性评估问题。
2.将功能分解法、FMECA、QFD应用于建立系统关键性能参数清单,将最坏情况分析、蒙特卡洛分析应用于建立性能通道。
3.对概率盒方法进行了研究,提出用概率盒的方法量化认知不确定性。
4.将基于QMU的装备可靠性评估方法应用于液压伺服系统的可靠性评估,给出了具体的针对液压伺服系统的基于QMU的装备可靠性评估方法流程。
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