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题目:基于贝叶斯网络的贮存薄弱环节分析

关键词:贮存寿命,加速贮存试验,Bayes估计,贝叶斯网络,薄弱环节

  摘要



对于长期贮存、一次使用的武器装备而言,贮存在整个寿命周期内占有极大的比重。确定其贮存寿命是实现此类装备“合理定寿、科学延寿”的前提和基础,也是有效确保部队战斗能力的保障。传统的基于现场贮存的寿命分析方法,存在耗时长、费用大,甚至还来不及做完寿命试验,该装备就会因为性能落后而被淘汰的缺点。基于加速试验的方法主要是针对元器件及材料级产品的单一失效机理进行的,对于整机产品的应用还不成熟。而最近提出来的利用可靠性增长的方法还处于探索阶段,缺乏应用性。目前,确定整机产品贮存寿命的有效方法是基于薄弱环节的方法。

基于上述工程需求背景,本文以整机级产品为切入点和突破口,研究整机产品的贮存薄弱环节分析方法,探索快速、准确、具有实际工程意义的贮存薄弱环节分析新途径。论文的主要研究内容包括:

1. 调研了目前整机产品贮存寿命与可靠性分析的方法,研究了贮存期各种寿命的定义,明确了利用可靠性增长理论方法解决的是确定整机使用寿命的问题,基于薄弱环节的分析方法(转换法)解决的是确定整机贮存寿命的问题。

2. 针对现有薄弱环节分析方法的局限性,提出了一种把传统故障树转化为贝叶斯网络来确定整机产品贮存薄弱环节的方法。该方法用Bayes模型确定贝叶斯网络中各节点发生的条件概率,首先利用Beta分布描述节点发生条件概率的先验分布,参考专家经验,通过极大熵方法给出先验分布中的超参数;然后,再结合整机产品少量贮存试验、类似型号等数据,对节点发生的条件概率做出Bayes估计;最后利用贝叶斯网络的反向推理确定整机产品的贮存薄弱环节;

3. 对于在实际的贮存过程中,大部分产品或元件的失效都是一个过程,呈现明显的渐变退化失效特性,提出了基于多状态的贝叶斯网络贮存薄弱环节分析方法。首先分析整机产品贮存过程中具有退化现象的元件,并对其离散化,根据整机产品的物理结构和贮存故障,建立整机产品在贮存中的贝叶斯网络模型,然后利用模糊理论并结合专家知识得出各个状态的精确概率,利用贝叶斯网络的反向推理并结合RAW重要度确定整机产品的贮存薄弱环节,最后,通过实例验证了该方法的有效性。

本文的研究成果为复杂整机产品的薄弱环节分析提供了新的途径。