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题目:支持动态行为的功能可靠性建模方法研究

关键词:拓展GO法,可靠性建模,动态行为,贝叶斯网络

  摘要


产品可靠性模型是为了理解产品而人为地对产品及其组成部件做出一种抽象的模拟,从而希望通过模型分析反映系统的主要故障特征。一个好的可靠性建模方法不但能充分反映系统的实际情况而且又十分便于模型的构建和分析。科学技术的快速发展催生了复杂产品不断进入人们的生活,产品和人们的频繁交互使得人们对产品的可靠性要求越来越高,而复杂产品往往表现出时序性,动态性和关联性等特征。对于复杂产品的这些特性,目前的可靠性建模方法都不足以全面正确地描述产品的特性,所以亟需一种不但模型构建过程简单,而且模型中能同时描述产品各种动态和静态特性的建模方法和手段。为此本文提出了一种支持动态行为的功能可靠性建模方法——拓展GO法。

首先,本文深入分析各种传统静态和动态可靠性建模方法,从中析取出常见动态系统的典型动态行为,然后通过继承传统GO法在可靠性建模中的优势,提出了支持动态行为的功能可靠性建模方法——拓展GO法,再对拓展GO法操作符的可视化效果进行重新设计,确立了典型动态行为在模型中可视化方式,最终形成完整的拓展GO法建模规则,为方法的工程推广提供参考。

其次,基于静态贝叶斯网络理论为静态拓展GO法模型提供计算分析算法,通过逐个操作符的介绍详细说明了静态模型向贝叶斯网络映射的规则,并基于贝叶斯的推理理论和诊断特性为模型提供计算分析和诊断。这种基于贝叶斯网络的解决方案突破了传统GO法中共有信号修正算法的难点。结合供水系统的实例验证了算法的有效性。

然后,基于动态贝叶斯网络理论分别为动态不可修模型和动态可修模型提供计算分析算法,建立了动态操作符向动态贝叶斯网络的映射规则和动态行为的贝叶斯网络映射规则,并分别将动态不可修模型和动态可修模型应用于心脏辅助系统和注水系统的评估和诊断。

本文提出了一种支持动态行为的功能可靠性建模方法——拓展GO法,并基于贝叶斯网络理论分别为静态模型、动态不可修模型和动态可修模型提供计算分析算法,为可靠性建模提供了一种不但简便而且功能全面的建模方法。