本文關(guān)鍵詞：基于不確定性的可靠性方法和系統(tǒng)狀態(tài)綜合評價研究

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【摘要】：伴隨功能復(fù)雜、科技含量高的產(chǎn)品在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)的使用日漸增多,人們逐漸認(rèn)識到產(chǎn)品自身穩(wěn)健性和安全性的重要,而可靠度和系統(tǒng)狀態(tài)等級是反映產(chǎn)品的穩(wěn)健性和安全性的量化表達(dá)形式,因此,可靠性和系統(tǒng)狀態(tài)綜合評價方法得到了越來越多的運(yùn)用和認(rèn)可,但是隨著研究和運(yùn)用地深入和推廣,可靠性和系統(tǒng)狀態(tài)綜合評價存在的局限也漸漸暴露,主要表現(xiàn)在:1)在隨機(jī)不確定性可靠性研究中,隨著對于信息認(rèn)識的逐漸深入,不確定性的種類得到了擴(kuò)展,已由隨機(jī)不確定性拓展到了模糊不確定性、灰色不確定性等,因此,傳統(tǒng)可靠性方法已經(jīng)不能適應(yīng)分析由不確定性引起的產(chǎn)品失效問題,需要把新的理論加入到可靠性研究中,更加貼切地解決實際問題;2)在系統(tǒng)狀態(tài)綜合評價方法中,以層次分析法為基礎(chǔ)的系統(tǒng)狀態(tài)綜合評價及其衍生的方法是應(yīng)用最為廣泛的評價方法,雖然它們的優(yōu)點很多,實際運(yùn)用廣泛,但是在評價結(jié)果的轉(zhuǎn)換和評價的時效性等方面存在不足,需要進(jìn)一步研究改進(jìn)。基于以上說明,本文主要從產(chǎn)品性能退化可靠性的不確定性、離散時間狀態(tài)的模糊系統(tǒng)可靠性、未確知不確定性的系統(tǒng)可靠性、系統(tǒng)狀態(tài)綜合評價法的快速方法和系統(tǒng)狀態(tài)綜合評價結(jié)論的定性轉(zhuǎn)換方法幾方面開展研究。具體工作內(nèi)容如下:1)針對產(chǎn)品常見的性能退化型失效過程中存在的大量不確定性問題,分別引入模糊理論、盲數(shù)理論和云理論,對含有不確定性信息的產(chǎn)品性能退化可靠性分別進(jìn)行研究。主要從三個方面進(jìn)行了分析:(1)在傳統(tǒng)的基于性能退化數(shù)據(jù)的可靠性分析中,引入模糊失效閥值的概念,推導(dǎo)出基于模糊失效閥值的性能退化可靠性分析方法;(2)針對產(chǎn)品性能退化過程中,多種不確定性共存的特點。把盲數(shù)理論引入性能退化可靠性分析中,推導(dǎo)出基于盲數(shù)理論的性能退化數(shù)據(jù)的可靠性分析方法,解決了性能退化過程具有多種不確定共存的問題;(3)針對在性能退化可靠性分析方法中,隨機(jī)不確定性和模糊不確定性共存的情況,引入云理論,同時借鑒蒙特卡洛法基本思想和設(shè)置最小隸屬度閥值,形成了基于性能退化數(shù)據(jù)的云理論-蒙特卡羅產(chǎn)品性能退化可靠度數(shù)值仿真方法,解決了利用數(shù)值仿真方法求解產(chǎn)品性能退化可靠性中同時包含模糊不確定和隨機(jī)不確定性的問題。2)模糊可靠性主要解決可靠性存在模糊不確定性的問題,在模糊系統(tǒng)時效可靠性計算中,積分計算不可避免,針對大部分模糊系統(tǒng)時效可靠性分布函數(shù)的求解過程中,難以得到積分原函數(shù)的難題,提出離散時間狀態(tài)下的模糊系統(tǒng)可靠性計算方法。把產(chǎn)品的工作時間進(jìn)行離散化,借鑒積分的基本思想,把傳統(tǒng)的模糊系統(tǒng)時效可靠性計算方法轉(zhuǎn)換為離散時間狀態(tài)下的模糊系統(tǒng)可靠性計算,最后通過算例說明了當(dāng)時間離散點增加到一定數(shù)量后,能夠達(dá)到要求的精度。3)由于人為因素引起信息認(rèn)識的不完整性,導(dǎo)致傳統(tǒng)的隨機(jī)理論不能解決這類問題,在系統(tǒng)可靠性計算中引入未確知理論,在廣義應(yīng)力-強(qiáng)度干涉模型和系統(tǒng)可靠性結(jié)構(gòu)模型(串聯(lián)結(jié)構(gòu)和并聯(lián)結(jié)構(gòu))基礎(chǔ)上,分析了載荷對系統(tǒng)的組成零部件失效的影響,得到基于未確知理論的系統(tǒng)部件失效獨立和失效相關(guān)下系統(tǒng)可靠性計算方法,實現(xiàn)了在考慮未確知不確定性下的系統(tǒng)部件獨立失效和相關(guān)失效的系統(tǒng)可靠度計算。4)針對系統(tǒng)狀態(tài)綜合評價結(jié)果由定量轉(zhuǎn)換為定性結(jié)果中,缺乏理論支撐的問題,提出了基于模糊逆變換的系統(tǒng)狀態(tài)綜合評價結(jié)果定性轉(zhuǎn)換方法。首先,通過基于模糊層次的系統(tǒng)狀態(tài)綜合評價算得系統(tǒng)狀態(tài)的定量結(jié)果,然后,通過模糊逆變換方法,把系統(tǒng)狀態(tài)綜合評價的定量結(jié)果轉(zhuǎn)換為定性結(jié)果,解決了傳統(tǒng)定性轉(zhuǎn)換方法過程生硬、無理論支撐的問題。5)針對以層次分析法為基礎(chǔ)的系統(tǒng)狀態(tài)綜合評價需要多人參與,過程繁瑣引起的狀態(tài)評價方法缺乏時效性的問題,提出了基于灰色關(guān)聯(lián)和層次分析的系統(tǒng)狀態(tài)綜合評價方法。首先,利用層次分析法獲得底層元素關(guān)于頂層評價指標(biāo)的相對權(quán)重,然后,通過灰色關(guān)聯(lián)法求得底層元素關(guān)于狀態(tài)等級的隸屬度,最后,把算得的數(shù)值進(jìn)行復(fù)合運(yùn)算,得到系統(tǒng)最終的狀態(tài)等級;實現(xiàn)了在少數(shù)人員參與下,系統(tǒng)狀態(tài)等級的快速評價,到達(dá)了快速評價的目標(biāo)。
【學(xué)位授予單位】：太原科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB114.3

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本文編號：1193358