● 摘要
故障传播是复杂系统领域新兴的研究热点。近年来，随着机电产品的不断复杂化，人们更迫切地希望能够通过研究复杂机电产品的故障传播实现产品的可靠性、测试性、维修性等相关工程技术的自动化和智能化分析。从系统科学的角度出发，采用复杂网络等方法和技术在整体上研究复杂机电产品的故障传播特性是一个新视角。
本文在对复杂网络成果研究及现有故障传播方法总结的基础上，首先对典型机电产品的故障模式和故障机理进行了分析，然后对涉及到的复杂网络领域相关知识加以介绍，给出四类典型的网络模型，包括规则网络、随机网络、小世界网络和无标度网络。
为建立适用于机电产品故障传播分析的有效模型，本文提出了基于复杂网络的机电产品故障传播模型和故障传播机制，实现了故障在复杂机电产品传播过程中的分析和研究。构造了机电产品的网络拓扑结构，采用复杂网络理论分析方法，对机电产品的网络拓扑结构的统计特性进行分析，建立了基于小世界聚类特性的故障传播模型。结合故障的扩散强度，按照分布扩散的原则对故障传播的过程进行了描述，同时用蚁群算法求得扩散能力最强的故障传播路径及相应的关键节点。本文基于复杂网络理论，提出了一种基于网络结构特性的复杂机电产品脆弱性分析方法。从系统与网络角度研究复杂机电产品的网络拓扑结构特性及对故障传播的影响，在此基础上定义节点负荷及脆性系数，对系统固有的脆弱性进行分析，并给出了具体的分析方法。
最后，将所构建的故障传播分析方法应用于实例某电液伺服机构的故障传播分析，验证方法的准确性和有效性。