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《北京理工大学》 2016年
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基于GO法的复杂系统可靠性关键技术研究

伊枭剑  
【摘要】:GO法是一种以成功为导向的系统可靠性分析方法,特别适用于多状态、有信号反馈、有时序变化、动态性和复杂相关性等特性的系统可靠性分析;同时,GO图模型是根据系统原理图、流程图、结构图或功能图直接按一定的规则直接翻译而成的,能直接反映系统的功能与结构,具有客观性、规范性和良好的运算特性。本文针对具有多故障模式、复杂相关性、多输入闭环反馈、多状态性能稳定单元等特性的多功能可修系统,系统性地完善了基于GO法的复杂系统可靠性建模与分析方法,并在此基础上首次提出了基于GO法的复杂系统可靠性优化分配方法和基于GO法的复杂系统可靠性评估方法,形成了复杂系统GO法可靠性一体化技术的雏形,开发了相应的GO法可靠性一体化技术软件。所获成果极大地改进了GO法理论,而且拓宽了GO法理论与技术的应用范围。首先,本文系统性地完善了基于GO法的复杂系统可靠性建模与分析方法,并制定了相应的分析流程。在GO法可靠性建模方面,本文从操作符数据、操作符类型和操作符GO运算公式上拓展了GO操作符,并提出了复杂系统二级GO图模型;在GO法分析技术方面,本文完善了复杂系统GO法定量和定性分析方法,并补充了必要的GO运算规则。其次,本文首次提出了基于GO法的复杂系统可靠性优化分配方法,并制定了相应的分配流程。对于系统级——功能级的功能故障率分配,本文提出了基于模糊层次分配和新旧系统分配的故障率复合分配法;对于系统级——设计单元的故障率和维修率分配,本文在以功能故障率复合分配法所得结果作为功能故障率约束目标的基础上,提出了基于GO法的复杂系统可靠性维修性指标权衡优化分配法,并针对本文优化分配的求解问题,提出了改进的遗传算法和改进的蚁群算法。再次,本文首次提出了基于GO法的复杂系统可靠性评估方法,并制定了相应的评估流程。结合单元故障率参数估计,提出了基于GO法的复杂系统平均寿命点估计方法;结合单元故障率的信仰分布,提出了基于GO法的复杂系统可靠度置信下限评估方法;结合单元故障率和维修率的信仰分布,提出了基于GO法的复杂系统可用度置信下限评估方法。然后,本文基于GO法的复杂系统可靠性关键技术开发了一套相应的一体化技术软件,使GO法可靠性一体化技术得到了初步的工程应用,并在此基础上成功开发了定制型GO软件系统。这不仅为复杂系统可靠性工程提供了一个新的实用工具,而且体现了GO法一体化软件所具有的实用性和经济价值。最后,本文以综合传动装置电液控制系统为例,基于GO法对其进行了可靠性建模与分析、以可用度为目标且考虑费用最小的系统可靠性维修性指标权衡优化分配和给出了系统平均寿命点估计、系统可靠度和可用度置信下限。分析结果表明了基于GO法的复杂系统可靠性关键技术(系统可靠性建模与分析、可靠性分配和可靠性评估)的合理性、工程适用性和优越性。总之,本文为复杂系统的可靠性建模、分析、分配和评估提供了一种新的技术途径。
【学位授予单位】:北京理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:N945.17

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