收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于遗传评估的航天产品家族树模型的研究与应用

蒋姣娥  
【摘要】:由于航空航天可靠性影响到航天产品的造价、寿命及其空间运行等多方面的因素,因此,航天产品可靠性技术的发展关系到整个国家的经济发展建设和国家战略安全,对国家的政治、经济、军事以及科学技术的发展均具有重大的影响。相对于普通的工业产品而言,航空航天产品具有系统复杂、环境严酷、成本高昂、风险高等特点,如果发生故障,可能导致灾难性后果,造成的损失也是相当惨重的。因此,为实现航天产品高可靠、长寿命和高性能的目标,必须采用更加严格、严密、科学的技术手段,采用相应的方法及措施来解决产品潜在或已有的故障,在控制好风险的前提下,做到“更好、更快、更省”。 目前的可靠性分析与评估软件中,主要运用了故障模式影响及危害性分析(FMECA)、故障树分析(FTA)及事件树分析(ETA)等航天型号研制常用的传统可靠性分析技术。传统的可靠性分析方法通常是基于产品的故障或寿命终态特征进行的,即利用部分实验数据进行分析计算,在产品设计后期分析评估其可靠性,事后“亡羊补牢”,以防后患。这些方法主要是针对已有产品的历史和在用数据进行定性、定量的分析评估,以便在产品的使用过程中采取相应的故障预防、补救措施,并防止故障或者危险的发生,没有前瞻意识,具有一定的风险性,不能在产品设计之初就将故障发生几率降为最小。另外,传统的可靠性方法的局限性在于:它们主要是针对在故障出现后,对对应的事件发生原因和故障即将引起的其他后续事件来进行分析的,且大部分只能利用产品的部分试验数据在其使用过程中进行分析计算,而大量宝贵的航天历史数据却不能有效地利用起来。 因此,在新产品的设计生产之前,关于如何充分利用现有的历史数据建立产品数据库,并设法将历史数据与评估过程中的相关现场数据综合利用起来,将环境与基因均考虑在内,设计生产出可靠度更高的优质产品,这将是一个非常关键而且亟待解决的问题。 本文在掌握目前国内外可靠性研究成果的基础上,将理论知识与实际应用紧密结合,尝试提出一种新颖可行的可靠性分析参考方案——航天产品家族树模型,实现对某一系列航天产品某些关键部件的纵向分析比较,以充分利用更多历史实验数据,对航天产品的高可靠性设计提供精确参考数据,以节省研制经费与周期。航天产品的实际寿命及可靠性不仅受到产品本身的设计制造上的因素影响,而且很大程度上也会受到外界物理环境的刺激影响。类似在生物界,生物数量性状的表型值也同时受环境和遗传的影响。所以根据生物遗传评估中的理论,将育种值估计方法延伸并引入到本文中。 航天产品家族树模型的主要思路:为产品族中有传递与发展关系的部件尤其是某些关键部件建立产品家族树模型,将遗传评估中育种值的概念应用到航天产品家族树中;估计产品个体属性的遗传力值,再计算个体在属性上的育种值,其中可以进行运算的属性值包括但不限于产品个体的成本、寿命及设计人员因素等属性。然后将计算得出的育种值添加到个体的属性类中并进行排序,确定该属性对后代遗传影响力较大的若干个体,并结合属性表现值计算出该家族树中的优秀个体,作为下一代产品设计的核心参考对象。如此,在后期航天产品设计中,可以更多地借鉴已知历史数据和育种值,为后代元部件的性能设计提供决策选择。 家族树模型的计算选取了美国Echostar系列通讯卫星的数据作为实例,文中将其产品族中各产品的预期寿命进行分析,先为该产品族建立一棵家族树,估计其遗传力,计算个体信息育种值到它的表型值之间的通径系数,然后再通过偏回归系数方程求出回归系数,从而计算出该系列产品家族树中所有个体预期寿命的估计育种值。最后,将估计育种值与表型值进行综合优选,选择下一代产品优化设计的父代产品。 本文的创新点在于将遗传评估的估计育种值引入到航天产品家族树模型知识信息库中,核心交叉点就是,航天产品的可靠性和生物种群中的表型值均同时受到内部基因与外界环境双重因素的影响。 本文在介绍选题背景、研究意义及三种传统的可靠性评估方法后,引入产品家族树的理论知识,并将生物学遗传评估中育种值估计方法运用到产品家族树模型中。最后文章重点介绍航天产品家族树模型的建立,以Echostar系列通讯卫星为例,对其家族树中的产品预期寿命值进行估计育种值的计算分析。从而验证了产品家族树模型的提出有利于航天产品综合可靠性的提高,同时提高可靠性参考数据的精度。为后期产品可靠性优化设计提供理论参考,从理论意义上将航空航天产品的失效率降到最低,以达到节省研制经费、缩短研制周期、降低风险的目标。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 沈岭;周海京;;航天产品安全性要求的分类与确定[J];质量与可靠性;2009年04期
2 孙学中;航天产品做到高可靠的法宝——老专家谢光选谈16字方针[J];质量与可靠性;1993年06期
3 李大南;航天产品标准是提高武器装备研制质量的重要保证[J];航天标准化;2003年06期
4 张庆伟;质量是政治、是生命、是效益[J];航天工业管理;2003年04期
5 高振荣;;适应航天产品批生产的工艺标准化探讨[J];航天标准化;2006年04期
6 王玲娣;;正确选用标准 提高产品设计质量[J];航天标准化;2007年04期
7 刘洪英;马爱军;安梅岩;石蒙;;冲击响应谱规范试验室模拟述评[J];环境技术;2010年05期
8 李福秋;史进朝;邵德生;;航天产品工艺FMEA技术及其应用[J];质量与可靠性;2011年02期
9 ;美国航天产品焊接技术一瞥[J];航天制造技术;1993年01期
10 雷希凯;谈谈航天产品设计文件的标识问题[J];航天标准化;1999年03期
11 胡晓军;;航天产品开关电源可靠性设计探讨[J];质量与可靠性;2007年05期
12 游彦雯;张平;王宇虹;郭先锋;;利用主成分分析法对航天产品质量评估[J];装备指挥技术学院学报;2008年02期
13 屈淑兰;军品质量的现状与对策[J];质量与可靠性;1997年03期
14 杨澄波;;航天电连接器的可靠性分析[J];中国设备工程;2006年08期
15 王刚;张化照;刘靖东;;航天复杂产品系统研发的组织结构特征分析[J];企业技术开发;2010年11期
16 刘志全;宫颖;;航天产品FMEA工作有效性的思考[J];航天器工程;2011年01期
17 张渝华;认真实施《航天产品研制的标准化工作暂行办法》[J];航天标准化;1994年01期
18 庞玉宽,赵德启;航天产品设计质量的系统管理[J];质量与可靠性;1994年02期
19 张昊;工艺的成熟与稳定是卫星进入应用阶段的重要标志之一[J];中国空间科学技术;1995年05期
20 杨敏;浅议产品“质量”与“重量”[J];航天标准化;2005年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 邵毅;余剑峰;李原;杨海成;;基于装配修正树模型的飞机装配容差分析[A];面向制造业的自动化与信息化技术创新设计的基础技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
2 陈淑凤;;航天产品EMC设计和实施要点[A];第十二届全国电磁兼容学术会议论文集[C];2002年
3 陆斌;骆志刚;苏光龙;丁凡;;RNA序列结构比对算法综述[A];中国电子学会第十六届信息论学术年会论文集[C];2009年
4 徐俊杰;孙长嵩;张安真;;基于XML的三维场景数据的组织与表示模型[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(下)[C];2006年
5 戚南强;;50年前的一段回忆[A];我与新中国60年[C];2010年
6 许玲;焦丽静;杨铭;李和根;;基于CART决策树模型的中药联合化疗对晚期肺癌生存预后的分析[A];2010中国医师协会中西医结合医师大会摘要集[C];2010年
7 程胜;王冰冰;;支持航天产品协同设计的项目管理系统的研究与实现[A];第六届全国计算机应用联合学术会议论文集[C];2002年
8 孙飞;;试探航天军工产品的整体质量公式[A];质量——持续发展的源动力:中国质量学术与创新论坛论文集(下)[C];2010年
9 谷波;刘开瑛;;决策树模型和最大熵模型在文本分类中的比较研究[A];全国第八届计算语言学联合学术会议(JSCL-2005)论文集[C];2005年
10 单高峰;蔡开裕;朱培栋;;面向IPv6协议的攻击树模型的实现[A];中国电子学会第十六届信息论学术年会论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨小亭;航天技术应用产业发展公共政策分析研究[D];复旦大学;2012年
2 黄仲曦;生物信息学初步探索鼻咽癌发病机理[D];中国人民解放军第一军医大学;2003年
3 赵艇;胃癌血清蛋白质组定量分析及建立差异蛋白决策树模型的质谱研究[D];第二军医大学;2008年
4 游源;MPT建模方法研究及其应用[D];华中科技大学;2011年
5 韩为农;鼻咽低分化鳞状细胞癌的分子分类[D];中南大学;2003年
6 李英华;基于熵树模型的期权定价研究[D];大连理工大学;2013年
7 宋成芳;动态植物场景的建模与仿真研究[D];浙江大学;2007年
8 关守成;航天科工企业信息化发展战略研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
9 田峰;基于广义偏线性模型的40-65岁女性原发性骨质疏松症筛检工具研究[D];中国中医科学院;2011年
10 刘红岭;电力市场环境下水电系统的优化调度及风险管理研究[D];上海交通大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 蒋姣娥;基于遗传评估的航天产品家族树模型的研究与应用[D];中国地质大学;2011年
2 谷英喜;中国航天法律制度研究[D];中国政法大学;2011年
3 于会;航天三院信息技术应用发展的对策研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 丁立宏;中国可转换债券实证分析[D];首都经济贸易大学;2004年
5 田刚;基于风险树模型的综合量化评估方法的研究[D];武汉科技大学;2011年
6 殷勤;航天二院机关质量管理体系构建及实践研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
7 吴中兴;面向机械设计领域的概念从属树模型研究及实现[D];西安电子科技大学;2004年
8 杨宏志;集成化公路CAD系统工程数据库的研究与开发[D];长安大学;2000年
9 陈杰;桥梁维修加固计算机系统[D];武汉理工大学;2004年
10 龙洁;JessTree三维树模型的研建及其可视化系统开发[D];北京林业大学;2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 唐新培;航天惯导瞄准导航市场[N];中国航天报;2010年
2 本报记者 李冠礁;航天实力孕育建筑奇葩[N];中国航天报;2011年
3 特约记者 孙宏金;航天小相机“拍出”泱泱大市场[N];中国航天报;2011年
4 记者 陈全育 实习生 杨蕾;发挥专家作用 推动航天发展[N];中国航天报;2010年
5 本刊记者 李晓刚;新材料做强别只靠自己[N];中国经济导报;2010年
6 宋磊 杨瑜婷 路莉;航天产业孕育更大商机[N];人民日报海外版;2010年
7 本报记者 张国栋 通讯员 张文杰;敲开世界航天强国的大门[N];中国航天报;2011年
8 记者 陈永杰;中国航天不存在急进问题[N];北京科技报;2011年
9 博阳;危急关头 勇挑重担[N];中国航天报;2010年
10 中国航天科技集团公司副总经理 袁洁;航天要发展 计量须先行[N];中国航天报;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978