【摘要】：傳統(tǒng)的可靠性分析理論及方法是基于兩種狀態(tài)：“徹底失效”和“完全正常”。然而,隨著科技的進步和對失效規(guī)律研究的不斷深入,人們發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)及其組件在壽命周期內(nèi)呈現(xiàn)出了除上述兩種狀態(tài)之外的一些中間狀態(tài),即具有多狀態(tài)的特征。這就迫使人們開展對多狀態(tài)系統(tǒng)及組件的可靠性分析理論及方法的研究,以更加符合可靠性工程中的現(xiàn)實需求。隨著現(xiàn)代工業(yè)系統(tǒng)結(jié)構的日漸復雜和功能的逐步完備,基于多狀態(tài)的可靠性分析理論及方法成為研究的熱點。相關的研究涉及多個方面,如可靠性的分析、維修策略的制定、可靠性的優(yōu)化等。本論文將針對在多狀態(tài)系統(tǒng)可靠性工程中亟待解決的難題和挑戰(zhàn),結(jié)合相關理論和技術研究多狀態(tài)系統(tǒng)可靠性的評估方法,為準確掌握系統(tǒng)的運行規(guī)律提供依據(jù)。根據(jù)不同系統(tǒng)的特點,主要的研究內(nèi)容及創(chuàng)新性成果如下所述：1、為解決在評估單調(diào)關聯(lián)復雜多狀態(tài)系統(tǒng)可靠性時求解結(jié)構函數(shù)困難的問題,在傳統(tǒng)二態(tài)系統(tǒng)可靠性理論的基礎上,提出了一種確定多狀態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)概率分布的模擬算法。根據(jù)系統(tǒng)的最小路集或最小割集,而不用計算系統(tǒng)的結(jié)構函數(shù),即可實現(xiàn)系統(tǒng)可靠性的評估。以多狀態(tài)組件為基礎,結(jié)合Markov隨機過程,確定了三種指標的計算方法：組件直到時刻T才失效的概率、組件在時刻T或之前失效的概率、組件在指定時刻轉(zhuǎn)移到指定狀態(tài)的概率。這為在不同時刻評估系統(tǒng)可靠性奠定基礎。實例分析驗證了該模擬方法及指標的有效性。2、建立了一個包含多因素的多狀態(tài)降級系統(tǒng)可靠性分析模型。該模型包含因偶然原因而引發(fā)的Poisson失效狀態(tài),通過維修可使得系統(tǒng)恢復到失效之前的狀態(tài)。由于客戶需求水平的存在,則系統(tǒng)的狀態(tài)應當不低于某一指定的狀態(tài)。該模型可以據(jù)此對模型進行靈活配置,對無關狀態(tài)進行合并以簡化模型的求解。為了維持系統(tǒng)運行在適當?shù)臓顟B(tài),當系統(tǒng)狀態(tài)水平低于指定的狀態(tài)水平時可采取預防維修措施,使得系統(tǒng)狀態(tài)得以恢復。根據(jù)該模型可以確定存在各種因素時系統(tǒng)的可靠性指標,算例分析表明了模型的有效性。3、針對直接對系統(tǒng)進行建模會導致系統(tǒng)狀態(tài)空間數(shù)目過多而變得不可行,提出了一種基于組件多狀態(tài)隨機模型和通用生成函數(shù)(UGF)技術相結(jié)合的系統(tǒng)可靠性評估方法。對具有較小失效和較小維修的組件建立Markov隨機模型,確立組件的表達式。根據(jù)系統(tǒng)的物理結(jié)構選擇組件之間的組合算子,進而確定系統(tǒng)的UGF表達式。根據(jù)系統(tǒng)的UGF,實現(xiàn)系統(tǒng)相關的可靠性指標的評估。算例分析表明了該方法的有效性,并可以根據(jù)系統(tǒng)規(guī)模實現(xiàn)精確計算與近似計算。4、針對具有共因失效的多狀態(tài)串并聯(lián)系統(tǒng),提出了一種基于通用生成函數(shù)的系統(tǒng)可靠性評估方法。這里的共因失效由特定的組件引起,被影響的組件之間可以相互獨立也可以部分重疊。將共因失效包含在組件的通用生成函數(shù)表達式中,根據(jù)各個引起共因失效的組件的組合,利用全概率定理計算系統(tǒng)的可靠性指標。對于一些重要的組件可以設置保護措施,以降低其失效的概率。之后,可以重新評估系統(tǒng)的可靠性指標。在成本有限的前提下,消除哪個組件所引發(fā)的共因失效可以最大程度地提高系統(tǒng)可靠性,即組件的靈敏性將被進一步確定。算例分析表明了方法的有效性。5、建立了一套電站DCS系統(tǒng)可靠性評價平臺,為電廠在不同DCS類型之間的選型比較提供依據(jù)。根據(jù)部分可靠性理論研究成果,對整個DCS系統(tǒng)及其子系統(tǒng)分別建模,為可靠性指標計算奠定基礎。確立了系統(tǒng)安全運行的三級風險清單,并建立了故障數(shù)據(jù)的更新算法。平臺的試驗運行,表明了平臺的有效性和正確性,具有推廣應用價值。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：華北電力大學(北京)
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB114.3

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 劉桂芳 ,張守忠;軟件系統(tǒng)可靠性的估算[J];沈陽工業(yè)大學學報;1993年02期

2 林奎明;提高系統(tǒng)可靠性的技術方法[J];計測技術;2005年04期

3 何國偉;;成敗型系統(tǒng)可靠性綜合方法[J];質(zhì)量與可靠性;1985年00期

4 汪長德;提高機械保溫車檢溫系統(tǒng)可靠性的建議[J];鐵道車輛;1985年03期

5 楊孟飛;張翰英;;用多故障狀態(tài)元件構成系統(tǒng)時計算系統(tǒng)可靠性的一種方法[J];航天控制;1985年03期

6 廖炯生;;“n中取k”表決系統(tǒng)可靠性[J];質(zhì)量與可靠性;1986年03期

7 杜功強;;線切割控制系統(tǒng)可靠性穩(wěn)定性探討[J];電加工;1990年06期

8 陳福增，綦良群，曲建華;網(wǎng)絡系統(tǒng)可靠性及其應用[J];哈爾濱科學技術大學學報;1995年04期

9 鄧正龍;;化工系統(tǒng)可靠性和可靠性節(jié)能[J];成都科技大學學報;1984年02期

10 楊濤,廖炯生;系統(tǒng)可靠性數(shù)學模型的算法研究[J];中國空間科學技術;1993年04期

相關會議論文 前9條

1 左曉芳;;大型成套設備系統(tǒng)可靠性網(wǎng)絡仿真[A];企業(yè)發(fā)展與系統(tǒng)工程——中國系統(tǒng)工程學會第七屆年會論文集[C];1992年

2 疏松桂;;控制系統(tǒng)可靠性研究的回顧與展望[A];1994年中國控制會議論文集[C];1994年

3 庫明陽;郭建英;;基于故障樹的系統(tǒng)可靠性仿真分析[A];2006年全國機械可靠性學術交流會論文集[C];2006年

4 蒲仁璧;;系統(tǒng)可靠性的修正極大似然法[A];中國工程物理研究院科技年報（2001）[C];2001年

5 冷彬;;軟件方法提高PLC控制系統(tǒng)可靠性[A];第三屆十省區(qū)市機械工程學會科技論壇暨黑龍江省機械工程學會2007年年會論文（摘要）集[C];2007年

6 謝里陽;張靜;;一般機械系統(tǒng)可靠性預測模型及相關問題[A];2010年全國機械行業(yè)可靠性技術學術交流會暨第四屆可靠性工程分會第二次全體委員大會論文集[C];2010年

7 劉寶謀;;提高礦井PLC機控制系統(tǒng)可靠性的措施[A];贛閩皖蘇湘五省煤炭學會聯(lián)合學術交流會論文集[C];2004年

8 侯海梅;寧云暉;;對系統(tǒng)可靠性工程的再認識[A];2010第十五屆可靠性學術年會論文集[C];2010年

9 賀向東;張義民;聞邦椿;;多失效模式貝葉斯結(jié)構系統(tǒng)可靠性魯棒設計[A];結(jié)構及多學科優(yōu)化工程應用與理論研討會’2009（CSMO-2009）論文集[C];2009年

相關重要報紙文章 前2條

1 信天;北航《系統(tǒng)可靠性設計分析》入選北京市精品課程[N];科技日報;2007年

2 河南 郜振國 劉利君;提高PLC控制系統(tǒng)可靠性的措施[N];電子報;2006年

相關博士學位論文 前5條

1 秦金磊;復雜多狀態(tài)系統(tǒng)可靠性評估方法研究[D];華北電力大學(北京);2016年

2 阮淵鵬;基于蒙特卡洛模擬的復雜系統(tǒng)可靠性評估方法研究[D];天津大學;2013年

3 張立業(yè);基于隨機過程的橋梁系統(tǒng)可靠性及其模糊綜合評價研究[D];吉林大學;2013年

4 鄧鐵軍;結(jié)構工程施工系統(tǒng)可靠性理論方法及其應用的研究[D];湖南大學;2007年

5 段盼;電力系統(tǒng)負荷及負荷率的可靠性影響模型[D];重慶大學;2012年

相關碩士學位論文 前10條

1 周玉哲;大數(shù)據(jù)時代注冊會計師信息系統(tǒng)可靠性鑒證問題探討[D];江西財經(jīng)大學;2015年

2 董慧;基于級聯(lián)失效模型的系統(tǒng)可靠性[D];北京理工大學;2016年

3 庫明陽;系統(tǒng)可靠性、維修性分析及軟件開發(fā)[D];哈爾濱理工大學;2007年

4 歐陽穩(wěn);發(fā)輸電組合系統(tǒng)可靠性隨負荷和可靠性參數(shù)變化規(guī)律的研究[D];重慶大學;2008年

5 叢中蔚;生產(chǎn)系統(tǒng)可靠性分配方法與案例研究[D];吉林大學;2014年

6 孫紅梅;復雜產(chǎn)品系統(tǒng)可靠性的若干方法及應用[D];青島大學;2007年

7 蔣平;FMS工藝系統(tǒng)可靠性分析[D];國防科學技術大學;2002年

8 孔偉;復雜系統(tǒng)可靠性工程相關理論及技術研究[D];重慶大學;2002年

9 譚文芬;復雜系統(tǒng)可靠性的Bayes分析[D];西南交通大學;2005年

10 趙廣合;混合冗余方式下的模糊系統(tǒng)可靠性問題[D];清華大學;2006年

，

本文編號：2256727