考虑非线性退化与随机失效阈值的剩余寿命预测

针对广泛存在的非线性退化设备,现有方法尚未考虑随机失效阈值对剩余寿命预测结果的影响。因此,通过对设备性能退化过程进行分析,提出了一种综合考虑非线性退化与随机失效阈值的剩余寿命预测方法。基于Wiener过程构建了考虑个体差异与测量误差的非线性退化模型;基于卡尔曼滤波算法建立状态空间模型以实现对退化状态的在线更新;基于极大似然法估计失效阈值分布系数估计方法,得到随机失效阈值的概率分布;基于随机失效阈值推导出剩余寿命的概率分布,实现对剩余寿命的在线预测。算例研究表明,所提方法可以有效地提升剩余寿命预测的准确性,具备一定工程应用价值。     

考虑设备性能退化的船用热力系统多阶段任务可靠性

设备的性能总是随着工作时间的增加而退化,但退化的速度是随机的,含有性能退化设备的热力系统在特定的使用阶段上,能否定成预定任务,对设备使用和维修管理决策至关重要。在船舶蒸汽动力系统中,设备本身性能储备、冗余和互备的工作方式以及多样化的设备特征参数,导致按照传统的可靠性计算方法直接解算系统的多阶段任务可靠度十分困难。为此,以朗肯循环的典型设备所构成的热力系统为例,基于设备性能退化模型和朗肯循环的热力模型,采用Monte Carlo仿真方法分析了典型系统的多阶段任务可靠度。研究表明:该方法能够解决具有设备性能退化特点的复杂热力系统的任务可靠性分析问题。     

基于竞争失效建模的导弹贮存寿命评估方法

为了提高导弹贮存寿命估计的准确性,提出了一种基于退化失效与突发失效竞争的导弹贮存寿命估计方法。基于建模假设,建立导弹竞争失效模型;采用赤池信息准则(AIC)来确定导弹退化过程的最优随机过程模型,进而建立其退化失效模型;采用威布尔分布和比例危险模型,建立基于退化量影响的突发失效模型;采用极大似然估计算法,求解模型未知参数。结合实例分析,验证了所建模型的正确性和优势。     

考虑退化-冲击竞争失效的系统可靠性建模

针对在复杂环境中工作的关键系统,提出一种考虑退化-冲击关联竞争失效的可靠性建模方法。选取Wiener过程和齐次泊松过程分别描述自然退化与随机冲击,通过冲击造成的退化增量表示退化-冲击之间的关联性,基于此建立退化-冲击关联竞争失效的退化模型和可靠性模型;通过定期检测获取系统退化数据,采用极大似然法估计退化模型参数;以陀螺仪为例,通过对比分析和敏感性分析验证了模型的有效性和应用价值。     

小子样条件下基于Normal-Poisson过程的性能可靠性评定

对于高可靠、长寿命产品,基于性能退化数据分析可靠性是一种行之有效的技术途径。结合航空航天产品性能退化的机理与现场试验小子样的特点,建立了基于Normal-Poisson过程的性能退化模型。论文在对产品性能退化建模的基础上,结合Bayes方法给出了退化模型参数的估计算法和可靠性推断的公式,最后结合实例说明了方法的有效性。     

基于加窗线性卡尔曼滤波模型的设备剩余使用寿命预测方法

提出了基于加窗线性卡尔曼滤波模型的设备剩余使用寿命预测新方法,明确了应用加窗线性卡尔曼滤波模型进行剩余使用寿命预测的过程。应用试验数据验证了方法的有效性,案例分析结果表明:对于退化指标在前期平稳、后期突变的齿轮箱全寿命试验数据,剩余使用寿命的预测值与实际值在齿轮箱运行的前期相差较大,而在后期则较为相近;通过对退化指标值进行拟合处理,可以明显消除退化指标值波动对剩余使用寿命预测值的影响。     

基于小波变换的外测设备动态精度评估方法

为了解决传统的变量差分法或最小二乘拟合残差方法评估外测设备动态精度引入模型误差问题,提出了基于小波变换的外测设备动态精度评估方法.对残差序列的小波基函数选择及系统误差和随机误差分离技术进行了理论分析,并应用某设备的残差序列数据实验验证,取得了基于小波变换和变量差分方法的残差信号系统误差与随机误差以及设备精度指标.结果表明:基于小波变换评估外测设备动态精度无模型误差,计算的设备精度指标符合设备测量特性,基于变量差分的评估方法将模型误差引入到设备综合误差上,导致设备误差变大,影响精度评定的准确性.通过对比分析,更加证明了基于小波变换的外测设备动态精度评估方法的科学、准确.     

不确定失效阈值影响下考虑设备剩余寿命预测信息的最优替换策略

为了进一步提升设备维修决策的科学性,通过建立综合设备剩余寿命预测数据与不确定失效阈值的最优维修决策模型,实现了不可维修设备的最优替换策略。构建基于非线性Wiener过程的设备性能退化模型,并采用极大似然法估计退化模型参数;提出一种基于期望最大(Expectation Maximization, EM)算法的不确定失效阈值分布系数估计方法,通过引入虚拟失效阈值数据实现对失效阈值分布系数的同步迭代更新;基于首达时的概念推导出不确定失效阈值条件下设备剩余寿命的概率密度函数,并基于更新报酬理论建立维修决策模型,从而实现设备的最优维修决策。算例分析表明,设备的失效阈值会对维修决策结果产生重要影响,考虑设备失效阈值的不确定性既有助于提升剩余寿命预测的准确性,又可以有效降低设备的寿命周期费用。     

基于状态的维修与备件库存决策联合优化研究

针对需进行定期功能检测的设备,研究其基于状态的维修策略与备件库存策略联合优化方法。引入延迟时间理论,分析定期功能检测策略下备件库存的消耗与供应过程;基于设备功能退化和备件库存变化规律,建立以设备维修保障费用为优化目标的数学模型,并采用仿真的方法对设备功能检测周期、备件最大库存水平、备件订购周期等决策变量进行联合优化。通过一个算例对所提出的方法和建立的模型进行应用验证。     

基于可行使用方案的舰船热力系统RMS仿真论证研究

舰船热力系统因使用、故障、维修和保障的复杂性,通过建立数学模型的解析方法不能满足其RMS论证的需要,而基于最小设备清单的MonteCarlo仿真法也因组成设备存在性能退化而不适合作为系统的故障判据。文章利用基于热力模型确定的可行使用方案替代基于逻辑关系确定的最小设备清单,按照系统在部分设备故障后是否还具有可行使用方案来判别系统是否故障,设计了基于可行使用方案的舰船热力系统RMS仿真流程,在仿真流程改进的基础上编制了舰船热力系统RMS论证软件。算例验证表明,改进的流程能够在保证仿真精度的同时,具有较高的计算效率。     

基于车载GPS定位的固定目标坐标测量误差分析

通过分析地面移动侦察系统对固定目标进行一次坐标测量时的测量过程,建立了固定目标坐标测量模型。通过对测量过程中误差传递规律的分析,导出了目标坐标测量误差的分布规律。根据坐标测量误差中各组成成分的大小,将测量误差分布规律近似成正态分布,并给出了分布参数的简化计算方法。仿真结果证实了误差分布规律近似及参数计算简化的可行性。     

封闭式爆炸容器小药量爆炸振动效应研究

为评估炸药在封闭容器内爆炸产生的振动效应对周围环境的影响,对封闭式爆炸容器小药量TNT炸药爆炸产生的爆炸振动效应进行了爆源邻近实地监测和测试。结果表明:小药量炸药爆炸引起的爆炸振动效应对距爆源100 m以外的普通砖结构民用住宅产生的速度强度远低于其临界峰值速度,不会对其结构产生明显影响。     

基于解析算法的声纳浮标搜潜系统定位精度分析

针对基于位置时间参数解析算法的声纳浮标阵搜潜系统的定位精度问题,采用定性和定量分析相结合的方法展开了研究。从解析定位模型出发,首先定性分析浮标自身的定位误差与传感器测时误差对航速及航向角计算的影响;然后选取评价指标,采用蒙特卡洛方法进行了仿真分析,得到了不同仿真条件下各个因素对定位精度具体的影响关系,这些结论为根据精度参数合理选择浮标阵的数量及布放阵型提供了依据。     

微槽结构单点金刚石飞切加工的切削力建模

超精密单点金刚石飞刀切削技术是一种比较新颖的微槽类结构加工方式。在飞切过程中,切削力是切削过程中重要的物理量,对加工后的表面质量、刀具磨损等有着直接影响。提出了一种基于直角微切削理论的动态微槽类结构飞切的力学模型,基于微切削理论,得到了前、后刀面切削力的理论模型。根据飞切的几何运动特征,建立了飞切过程中剪切角的计算模型,并根据单圈飞切实验得到了飞切过程中剪切面的变化规律。为了验证模型的正确性,采用不同切削参数进行了多圈重叠飞切实验,对切削力进行了测量和分析。实验得到的切削力大小和变化规律与理论模型计算得到的基本一致,证明了该切削力模型的有效性。     

舰船消磁系统S矩阵测量计算机仿真

用舰船消磁系统数学模型 ,实现了消磁系统的计算机仿真 .可以利用这种仿真方法研究一些难以用实验方法研究的消磁系统问题 ,如S矩阵测量分析等 .对消磁系统S矩阵测量过程和分析方法进行了仿真研究 ,调试了S矩阵专用测量程序 .仿真结果证明了S矩阵的不变特征和所提出的测量分析方法是正确的 ,同时说明了消磁系统仿真研究方法是可行的     

一种基于云模型和惩罚函数的多属性评价方法

通过系统阐述多属性评价中存在的＂不确定性转换问题＂和＂属性组态控制问题＂,提出了一种基于云模型和惩罚函数的多属性评价方法。以云模型为理论基础,提出了定性属性、定量属性的云化处理方法,实现了属性值的不确定性度量;以惩罚函数为理论基础,根据不同属性的惩罚幅度、灵敏度需求,构建了3种连续型惩罚函数,实现了属性组态的有效控制;最后,提出了用云模型表达的属性值集结算法和排序选优方法。通过实例应用,验证了方法的可行性、有效性。     

基于全站仪最佳布站的调炮精度检测方法

针对目前缺少火炮调炮精度检测方法的现状,提出了一种基于全站仪最佳布站的调炮精度检测方法,建立了全站仪测量系统的数学模型,推导了调炮精度检测方法的解算公式,根据火炮调炮范围确定了调炮精度检测中的测量区域,得出全站仪测量系统对于整个测量区域的测量不确定度,结合某型火炮设计了画图法优化过程,得到全站仪测量系统的最佳测量布站位置。精度仿真试验表明,该方法可对调炮精度进行检测,使最佳布站测量系统的精度高于随机布站的精度。     

Life distribution analysis based on Lévy subordinators for degradation with random jumps

For a component or a system subject to stochastic degradation with sporadic jumps that occur at random times and have random sizes, we propose to model the cumulative degradation with random jumps using a single stochastic process based on the characteristics of Lévy subordinators, the class of nondecreasing Lévy processes. Based on the inverse Fourier transform, we derive a new closed‐form reliability function and probability density function for lifetime, represented by Lévy measures. The reliability function derived using the traditional convolution approach for common stochastic models such as gamma degradation process with random jumps, is revealed to be a special case of our general model. Numerical experiments are used to demonstrate that our model performs well for different applications, when compared with the traditional convolution method. More importantly, it is a general and useful tool for life distribution analysis of stochastic degradation with random jumps in multidimensional cases. © 2015 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics 62: 483–492, 2015     

一种改进固定单站无源定位模型性能分析

针对固定单站无源定位中的DPFRC算法无法对目标辐射源速度进行直接解算的问题,将多普勒频率引入观测量之中,提出一种改进的固定单站无源定位模型,并通过卡尔曼滤波对定位结果进行平滑处理。将改进模型与原有模型及另外一种可对速度进行直接解算的DDFRC模型进行了仿真比较,对不同距离、不同采样间隔和不同观测精度下3种模型的性能进行了仿真分析。仿真结果表明,相比于另外两种定位模型,改进模型具有更为广泛的应用环境和更好的鲁棒性。     

网格环境下虚拟物流企业模型描述及设计研究

虚拟物流企业设计的目的是获取最佳的物流效能,而最佳物流效能必须通过最佳的组织效能来体现,表现在物流使命与企业架构的匹配。由于网格环境下虚拟物流企业设计较为复杂,基于组织权变理论,首先给出了相关的基本概念,指出虚拟物流企业设计包括工作流程和企业架构设计两个方面,设计过程就是二者的平衡过程。此外,按照在物流资源约束的情况下能够产生最佳组织状态为要求,进行了虚拟物流企业设计,以数学模型表示了设计过程,并明确了求解任务,对虚拟物流企业设计研究由定性分析向定量研究转变进行了初步尝试。