當前,可靠性研究工作的難點在于對具有復雜特性的重大裝備系統(tǒng)的建模和評估,其中一個典型問題就是多階段任務系統(tǒng)的可靠性建模分析。
《多階段任務系統(tǒng)可靠性建模與評估》以多階段任務系統(tǒng)為研究對象,考慮系統(tǒng)在運行過程中,隨著任務階段的改變所體現的結構復雜性、任務復雜性、狀態(tài)復雜性等“復雜特性”,綜合分析了現有系統(tǒng)可靠性評估理論與方法的優(yōu)勢與不足,分別從多階段、多狀態(tài)、多故障模式、動態(tài)相關等特征出發(fā),對多階段任務系統(tǒng)的可靠性建模與評估問題進行了系統(tǒng)、詳細地闡述。
《多階段任務系統(tǒng)可靠性建模與評估》可作為復雜裝備設計和使用部門的管理人員與技術人員的閱讀參考資料,也可作為高等院校相關專業(yè)研究生的參考資料。
《多階段任務系統(tǒng)可靠性建模與評估》提出的理論、方法與技術對重大裝備系統(tǒng)的研制與健康管理有較好的借鑒和參考作用。
在可靠性工程中,可靠性評估工作是指根據裝備系統(tǒng)的可靠性模型(系統(tǒng)、單元間的功能/結構邏輯關系、單元可靠性模型、系統(tǒng)運行模型等),選擇解析求解、數值/仿真求解的方法,或者利用裝備系統(tǒng)的歷史使用信息數據、可靠性試驗數據、專家信息等進行統(tǒng)計分析,評價裝備系統(tǒng)在一定工作/環(huán)境剖面下的工作能力。可靠性評估作為可靠性工程中的核心工作被應用在裝備系統(tǒng)全壽命周期的各個階段。
隨著現代裝備系統(tǒng)的日趨大型化、復雜化,可靠性評估工作的開展也面臨著許多新的挑戰(zhàn),其中一個典型問題就是多階段任務系統(tǒng)的可靠性建模與評估。多階段任務系統(tǒng)廣泛出現在航空航天、核能等領域的重大裝備系統(tǒng)中,具有多階段、多任務、多狀態(tài)等特點。而可靠性作為通用質量特性,是裝備質量特征的重要組成,是實現裝備維修性、保障性、經濟可承受性并最終提升裝備戰(zhàn)備完好性和形成戰(zhàn)斗力的基礎技術。隨著核、艦船、飛機、化學、電子等工業(yè)系統(tǒng)對多階段任務系統(tǒng)可靠性和壽命的要求愈發(fā)嚴苛,如何對多階段任務系統(tǒng)的可靠性進行建模和評估成了裝備全壽命周期過程中亟須討論和解決的重要課題。
多階段任務系統(tǒng)的研究難點源于其結構復雜性、任務復雜性、狀態(tài)復雜性等“復雜特性”。在工作過程中,多階段任務系統(tǒng)的任務剖面是變化的且具有階段性,隨著任務階段的改變,系統(tǒng)在不同階段中執(zhí)行的任務不同,系統(tǒng)的功能組成也不同,甚至不同階段下的環(huán)境應力也會發(fā)生變化,這就使得系統(tǒng)在不同階段內是動態(tài)的又存在一定的階段相關性,應用傳統(tǒng)的解析方法來解決上述問題是不現實的。另外,大部分系統(tǒng)以及組成系統(tǒng)的單元在實際運行中的狀態(tài)變化是一個持續(xù)的過程。在這個過程中狀態(tài)逐漸劣化,當狀態(tài)變化量達到失效閾值時,單元或系統(tǒng)因無法完成既定功能被認為失效。應用傳統(tǒng)的二元可靠性理論,假設系統(tǒng)以及組成系統(tǒng)的單元只有“正!焙汀笆А眱煞N狀態(tài),這樣雖然降低了可靠性建模評估的難度,但卻難以精確反應多階段任務系統(tǒng)的真實情況。若同時考慮系統(tǒng)的多種復雜特性,就需要從系統(tǒng)(單元)的故障行為層面對復雜特性進行解耦分析。同時,當系統(tǒng)的復雜因素過多時,可靠性仿真試驗技術是一種有力的分析求解方法,為了更清晰準確地描述系統(tǒng)的運作過程,更需要從系統(tǒng)的故障層人手,根據系統(tǒng)的故障過程建立仿真模型。
因此,考慮復雜系統(tǒng)的階段性、多態(tài)性、動態(tài)性、相關性特點,研究適用于多階段任務系統(tǒng)的可靠性建模與評估技術,已經成為可靠性工程領域的研究熱點和難點之一。本書從工程應用的角度出發(fā),介紹了多階段任務系統(tǒng)可靠性建模與評估的理論基礎、關鍵分析方法及典型案例。全書共分為8章。
第1章 緒論
1.1 多階段任務系統(tǒng)及其特征
1.2 多階段任務系統(tǒng)可靠性及其指標
1.3 多階段任務系統(tǒng)可靠性研究現狀
1.4 多階段任務系統(tǒng)研究要點及挑戰(zhàn)
第2章 多階段任務系統(tǒng)可靠性理論基礎
2.1 可靠性基本理論
2.2 系統(tǒng)可靠性評估建模技術
第3章 考慮小子樣的多階段任務系統(tǒng)可靠性分析方法
3.1 經典近似方法
3.2 系統(tǒng)可靠性經典近似限
3.3 貝葉斯評估方法
3.4 信息融合可靠性綜合評估
第4章 考慮多狀態(tài)特征的多階段任務系統(tǒng)可靠性分析方法
4.1 考慮多狀態(tài)特征的一般可靠性模型
4.2 離散多態(tài)系統(tǒng)可靠性分析
4.3 連續(xù)多態(tài)系統(tǒng)可靠性分析
第5章 考慮多故障模式的多階段任務系統(tǒng)可靠性分析方法
5.1 故障模式分類及可靠性模型
5.2 多故障模式相關性可靠性模型
5.3 考慮多故障模式的系統(tǒng)可靠性分析方法
5.4 案例分析
第6章 考慮多故障模式的k/n(G)表決系統(tǒng)可靠性分析方法
6.1 考慮載荷共擔效應的表決系統(tǒng)可靠性模型
6.2 考慮多故障模式的k/n(G)表決系統(tǒng)可靠性模型
6.3 案例分析
第7章 考慮多階段特征的多階段任務系統(tǒng)可靠性分析方法
7.1 考慮多階段特征的一般可靠性模型
7.2 多階段相關性可靠性模型
7.3 基于多值決策圖的MS-PMS系統(tǒng)可靠性分析
7.4 基于Monte-Carlo仿真的PMS系統(tǒng)可靠性分析
第8章 多階段任務系統(tǒng)可靠性建模與評估案例研究
8.1 AOCS系統(tǒng)分析
8.2 AOCS系統(tǒng)可靠性建模與評估
參考文獻