舰船总体任务成功性的建模与应用

针对典型舰船的系统组成,进行了全舰任务成功性指标的示例计算,给出了总体指标的层次化表达方式。以舰船任务过程和典型任务剖面为依据,分析了任务可靠性和任务成功性之间的区别与联系,建立了舰船总体任务成功性指标的多阶段整体模型,并对航渡、待机、交战、撤离、返航阶段分别进行了仿真和解析建模。在建模与计算的基础上,通过敏感性分析计算了任务阶段持续时间的单位降低率等指标,为舰船任务成功性问题及其相关研究,提供了一个系统性的分析框架和方法。     

考虑多阶段任务的舰船任务可靠性分配方法

针对传统任务可靠性分配方法没有考虑不同任务阶段下系统可靠性框图可能不同的问题,引入多阶段任务系统理论,提出了一种考虑多阶段的舰船任务可靠性分配方法,结合不同阶段下不同的舰船任务可靠性框图,进行指标分配,并编写Matlab程序对分配结果进行迭代修正。实例验证结果表明:该方法考虑了多阶段任务特性,能够充分体现不同组成单元任务可靠性的差异,为任务可靠性指标的合理分配提供了参考依据。     

基于故障树和蒙特卡罗仿真的系统可靠性分析

分析传统可靠性分析方法存在的缺陷,以故障树结构函数为基础,建立系统可靠性仿真模型,再利用蒙特卡罗方法建立仿真求解流程,从而得到系统在规定任务时间内的可靠性指标。此方法简单易行,计算结果精度高,对系统的可靠性分析有重要意义。     

多阶段任务系统可靠性并联冗余优化模型

多阶段任务系统是一类普遍存在的复杂系统,研究其可靠性冗余优化对于该类系统设计具有重要的参考价值。针对多阶段任务系统的可靠性并联冗余优化问题,提出了采用冗余故障树和冗余BDD来描述系统冗余结构的方法。给出了冗余模块在多阶段任务系统中的可靠度计算方法,建立了整个冗余多阶段任务系统可靠度计算模型。在此基础上以费用最小为目标,构建多阶段任务系统可靠性冗余优化模型,并应用微粒群算法对模型进行求解。算例验证了模型的合理性及算法的有效性。     

多阶段任务系统可靠性分析的二元决策图模型

为了实现计算机自动生成多阶段任务系统的二元决策图可靠性模型,提出了二元决策图可靠性建模的通用方法。定义了嵌套的二元决策图数据结构BDD_Element,给出了二元决策图模型的描述和存储方法,提出了与门、或门和k/n表决门向二元决策图模型的自动转化算法。给出了建立多阶段任务系统二元决策图可靠性模型的2个步骤:基于逻辑门转化算法,将部件逻辑关系结构函数转化为阶段二元决策图模型;基于二元决策图布尔操作规则整合阶段二元决策图模型。卫星姿态调整任务的可靠性分析表明:该方法可以有效应用于多阶段任务系统的可靠性分析。     

基于BDD算法的航天测控系统任务可靠性建模与分析

提出了一种航天测控系统的层次化建模方法,以及测控任务可靠性二元决策图(BDD)分析算法。在模型底层描述了测控系统的结构和任务需求信息,模型顶层将测控资源与任务进行统一,将测控单元任务弧段切割成不同阶段,建立了任务可靠性的故障树模型。采用ITE算法将故障树模型转换为BDD模型,并给出了BDD模型的计算方法。最后,运用实例说明了方法的有效性,进行了测控任务可靠性的灵敏度分析,找出了系统的薄弱环节。     

基于任务的舰空导弹武器系统可靠性试验设计

针对舰空导弹在作战任务和战斗中的使用特点,构建基于远洋任务的使用剖面,利用试验设计与仿真试验相结合的方法,研究舰空导弹武器系统及分系统可靠性对导弹武器系统作战效能的影响。建立舰空导弹武器系统的可靠性模型和使用模型。设置不同的作战任务背景,提出了基于任务的舰空导弹武器系统可靠性对作战效能影响的指标,在设定的3种典型作战任务模式下舰空导弹武器系统可靠性对作战效能的影响进行了试验设计和仿真研究。通过仿真比较了任务条件下各可靠性指标和设定的可靠性增长对作战效能的影响。     

多阶段任务系统可靠性分析的ROBDD算法

针对Markov方法分析多阶段任务系统(Phased-Mission System,PMS)可靠性时的状态空间爆炸问题,基于层次化建模思想,建立了PMS任务可靠性的顶层系统二维决策图(Binary Decision Diagram,BDD)模型和底层部件Markov模型。通过分析BDD中的同构节点和冗余节点,提出顶层模型构造过程中的同构节点合并策略和冗余节点删除策略。利用上述节点压缩策略生成简化模型,提高模型构造和存储效率。基于PMS部件排序规则,给出了层次化模型的递归求解方法,该方法的计算复杂度与顶层模型中的节点总数呈线性关系。通过算例分析,对比采用节点压缩策略前后的模型节点数,以及层次化方法与Markov方法的计算结果,验证了简化层次模型的正确性和有效性。     

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。     

基于二元决策图的多阶段任务系统可靠性分析

分析了多阶段任务系统(PMS)可靠性分析中传统二元决策图(BDD)建模方法的不足,提出了一种将多阶段任务失效事件分解为互不相容的阶段失效事件,然后分别建立可靠性BDD模型的新方法。通过该方法建立的PMS可靠性BDD模型不但可以计算总体任务失效概率,同时也能计算任务在各阶段发生失效的概率。最后,给出了一个算例,验证了该算法的有效性。     

基于满意度的多阶段任务系统可靠性冗余优化模型

冗余技术是提高多阶段任务系统可靠性的有效方法,目前对多阶段任务系统可靠性冗余优化研究甚少。分析了静态多阶段任务系统的特征和可靠性计算模型;构建了可靠度、体积、质量和价格的满意度函数并确定各个满意度函数的影响因子;建立了基于综合满意度函数的静态多阶段任务系统可靠性冗余模型,并利用微粒群算法对模型进行求解。算例验证了模型的合理性及算法的有效性。     

按Weibull分布计算滚动轴承的寿命和强度的可靠性

运用weibull分布推导出任意可靠性指标下滚动轴承的寿命和强度计算公式,给出了多列轴承和轴承系统的可靠性计算方法和公式,并按照工程的方法加以简化处理。     

基于模糊理论的武器系统可靠性分析和评价

武器系统可靠性是指在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。传统的可靠性计算方法是基于概率论的,其失效概率通常应根据第一手的数据。然而,实际上不可能收集到足够的数据,一般是依靠专家的经验来判断估计,这类判断通常与模糊性密切相关。本文基于可靠性理论和模糊数学的原则和方法,建立了一套计算串联系统和并联系统的模糊可靠度的计算公式。应用模糊数对武器装备系统单元可靠性予以模糊评价,并采用模糊可靠性计算模型,对武器系统可靠性进行模糊分析和计算。通过对一高炮武器系统的应用分析,证明了该方法的可行性。     

区域和参数化可靠性灵敏度指标及其解法

针对基于方差的全局可靠性灵敏度指标,分别提出基于方差的区域和参数化可靠性灵敏度指标,以衡量输入变量的取值区域发生变化时或输入变量的方差减小时整个输入变量系统对失效概率不确定性贡献的变化情况。然后从Pearson相关系数的视角分别将所提指标表述成无条件失效域指示函数与固定某一随机输入时的条件失效域指示函数之间的相关系数。在此转换的基础上,提出基于Pearson相关系数的两种求解方法,一种采用蒙特卡洛方法重复抽样进行循环计算,另一种借鉴重要抽样的思想。功能函数的计算样本可重复使用而不增加任何额外的计算代价,故后者大大提高了求解所提区域和参数化灵敏度指标的计算效率。算例结果验证了所提指标的合理性,同时也证明了所提方法的准确性与高效性。     

基于作战任务的航空装备体系可靠性分析

针对信息条件下战场上作战双方呈现出明显体系化的特征,从装备体系出发,构建了航空装备体系组成的网络结构。在多阶段任务基础上,提出了装备体系可靠性评估指标,建立了装备体系可靠性求解模型,并结合空中作战装备体系的案例进行验证,对装备体系可靠度进行仿真计算。结果表明,所建立模型能有效反映具体作战任务中航空装备的体系可靠性,为装备体系可靠性的验证与评估提供了可行的理论方法。     

定时截尾的舰炮火控系统可靠性鉴定试验方法

可靠性是舰炮火控系统一项非常重要的指标,舰炮火控系统的可靠性鉴定试验是统计性试验。针对其可靠性试验的特点,提出了基于定时截尾的可靠性鉴定试验方法,明确了可靠性鉴定试验的基本概念和故障处理原则。详细论述了舰炮火控系统可靠性鉴定试验原理。对该方法从原理模型、选择依据、检验参数、置信度及置信区间计算等方面做了深入全面的分析。最后给出了基于此方法的舰炮火控系统可靠性鉴定试验的实际应用。     

适应低时延业务需求的分布式可穿戴单兵作战信息系统

针对云计算应用在单兵作战系统场景下业务处理时延高、服务质量无法保障的问题,提出一种基于可穿戴计算的分布式单兵作战信息系统。利用士兵身上的可穿戴智能设备构建本地计算层,在作战地点就近处理计算数据,提供给士兵本地的信息处理与融合能力,并采用广义扩散负载均衡算法平衡各设备负载,降低业务处理时延;同时利用分布式计算的容错能力增强系统的可靠性。仿真结果表明,基于可穿戴设备的分布式本地网络架构能有效地降低作战任务的处理时延,同时增强系统的可靠性。     

基于贝叶斯网络的武器装备可靠性分析

针对复杂系统,尤其是国外进口武器装备可靠性判断的局限性,研究了一种基于贝叶斯网络的可靠性评估方法。结合系统连接逻辑与贝叶斯网络的映射关系建立了可靠性评估模型,并用该方法对机载吊舱和航空动力系统的可靠性进行了分析。结果表明,该方法不仅能够快速计算系统的可靠度,确定出某一组件(部件)对系统可靠性的影响程度,而且可以为其他进口装备的分析提供参考。     

基于系统效能的可靠性维修性指标确定方法

为了使航空装备可靠性、维修性指标研究工作更加符合作战需求,在明确了效能及系统效能概念的基础上,结合系统效能评估模型E=ADC提出了基于系统效能的可靠性、维修性指标定量要求,并用图形体现。同时,定量分析了使用可用度、可信度及系统效能增长对可靠性、维修性指标的影响。     

基于VFT和BN组合方法的空间对地观测系统效能评估

空间对地观测系统效能评估常采用底层指标加权聚合的方法,受主观因素影响较大,而且无法反映不同层次指标之间的因果关系,不利于后续的方案优化工作。为解决这一问题,提出一种基于VFT和BN组合的评估方法,建立了基于VFT和BN的效能评估流程和空间对地观测系统效能指标体系,以及时性效能指标为例,说明了该系统顶层效能贝叶斯网络的设计及其计算过程,提出了基于VFT和BN方法的效能指标计算步骤,并辅以案例验证该方法。