Component importance for linear consecutive‐ k ‐Out‐of‐ n and m ‐Consecutive‐ k ‐Out‐of‐ n systems with exchangeable components

Measuring the relative importance of components in a mechanical system is useful for various purposes. In this article, we study Birnbaum and Barlow‐Proschan importance measures for two frequently studied system designs: linear consecutive k ‐out‐of‐ n and m ‐consecutive‐ k ‐out‐of‐ n systems. We obtain explicit expressions for the component importance measures for systems consisting of exchangeable components. We illustrate the results for a system whose components have a Lomax type lifetime distribution. © 2013 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics, 2013     

Nonparametric bayesian lifetime data analysis using dirichlet process lognormal mixture model

We propose a nonparametric Bayesian lifetime data analysis method using the Dirichlet process mixture model with a lognormal kernel. A simulation‐based algorithm that implements the Gibbs sampling is developed to fit the Dirichlet process lognormal mixture (DPLNM) model using rightly censored failure time data. Five examples are used to illustrate the proposed method, and the DPLNM model is compared to the Dirichlet process Weibull mixture (DPWM) model. Results indicate that the DPLNM model is capable of estimating different lifetime distributions. The DPLNM model outperforms the DPWM model in all the examples, and the DPLNM model shows promising potential to be applied to analyze failure time data when an appropriate parametric model for the data cannot be specified. © 2013 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics, 2013     

混合不确定条件下的飞行器级间分离可靠性分析

为量化飞行器级间分离过程随机不确定性和认知不确定性的综合影响,结合概率和区间理论混合模型特点,提出了一种基于随机和区间理论混合模型的飞行器级间分离可靠性分析方法。面向高超声速飞行器分离任务需求,建立分离动力学仿真模型,针对级间分离结构的几何特点,设计了一种快速碰撞检测方法,进而构建了分离任务的可靠性分析混合模型。通 过将该模型转化为随机可靠性分析的无约束优化问题,考虑分离过程中复杂外力及力矩导致功能函数高度非线性的特点,利用高效全局优化和主动学习Kriging方法实现无约束优化问题高效求解。结合实例表明,该方法能够准确描述混合不确定性因素对飞行器分离过程的影响,给出了飞行器分离任务可靠性区间,可为飞行器分离方案的精细化设计提供决策支持。     

面向无人环境的机器人生态圈自主任务决策方法

借鉴自然界生态系统的典型特征,提出机器人生态圈概念。通过使集群机器人进行智能协同与复杂演化,涌现自我维持、自我复制与自我进化等生命特征,实现无人条件下的长期生存、繁衍与进化,并执行特定的任务。针对机器人生态圈典型任务场景的自主任务决策需求,分析不同机器学习任务决策方法的特点,建立机器人生态圈自主任务决策的决策树模型和神经网络模型。分析表明,两种模型的正确率均在80%~90%,且均具有良好的稳定性。这说明,机器人生态圈自主任务决策问题可以通过决策树、神经网络等机器学习方法来很好地加以解决,从而为面向无人化场景的任务应用提供技术支持。     

均衡聚类市场拍卖机制的异构无人机集群任务规划方法

针对大规模异构无人机集群的全局任务规划问题,提出一种基于均衡聚类市场拍卖机制的任务规划方法。对无人机群协同合作完成任务的场景进行分析,综合任务聚类和无人机联盟的优势,建立了通用性较高的任务规划模型。考虑到对无人机群负载均衡的需求,融合和改进了K-means聚类算法和市场拍卖机制,形成一种综合考虑路程消耗和任务消耗的均衡聚类市场拍卖算法。在拍卖过程中引入平衡参数,通过计算旅行商问题来修正平衡参数,保证无人机群在负载均衡的同时整体成本不断降低。仿真结果表明,使用均衡聚类市场拍卖机制的任务规划方法能够在较短时间内完成异构无人机群的复杂任务规划,保证无人机群负载均衡的同时,整体成本和总时间上也有较好表现,具有一定的实际应用价值。     

节点非独立失效下的局域网可靠性建模与分析

以具有层次结构的局域网作为拓扑模型,考虑共因失效和关联失效这2类节点非独立失效事件发生的情况,建立了交换机节点失效模型来模拟交换机失效,利用Monte-Carlo仿真算法近似计算出网络的两端可靠性,研究2种共因失效事件和3种关联失效事件对网络端端可靠性的影响。结果表明:因资源节点出现故障和协议层出现错误而导致交换机失效的共因失效事件均会降低网络可靠性,且资源节点失效概率或协议层失效概率越大,网络可靠性越低;而由于使用了热备份技术、堆叠技术以及发生广播风暴导致的关联失效事件,即使节点独立失效概率很小,只要相关因数足够大,故障都会快速传播,导致网络可靠性迅速下降。     

基于Monte Carlo的军事物流结点可靠性评估方法

军事物流网络结点是构成军事物流网络的基本要素。战场环境瞬息万变,结点的可靠性往往受许多不确定因素的影响,计及不确定因素的评估方法可以更客观、真实地评估结点的可靠性。基于此,提出了刻画物流结点可靠性的评估指标体系,建立了计及不确定因素的军事物流结点可靠性评估模型,给出了Monte Carlo求解算法。对影响结点可靠性的因素进行了分析,在此基础上提出了改善军事物流结点可靠性的措施。以某战役级军事物流网络为例进行算例分析,验证了该方法的可行性和正确性。     

作战飞机可靠性与维修性仿真模型

通过故障树分析建立了作战飞机仿真逻辑关系。在修正线性同余法的基础上获得了随机数模型。在各设备故障发生状态和修复状态识别的基础上,建立了可靠性维修性仿真模型,确定了作战飞机在仿真过程中的工作状态,并根据故障模式影响分析预计了设备故障对作战飞机的影响。最后以F/A-18为例进行可靠性维修性仿真,获得了实时的故障信息和修复信息,验证了仿真模型的可行性。     

定时截尾与序贯截尾可靠性试验方案分析比较

在生产方、使用方风险及MTBF值同等条件下,对定时截尾与序贯截尾2种试验方案的优缺点、基本原理和方法等进行了对比分析。定时截尾试验能够在事先确定最大累计工作时间及所消耗资源,但所需时间较长,试验成本较高,可应用于武器装备可靠性鉴定和验收试验;序贯截尾试验事先对试验总时间及试验所需用资源无法确定,只能根据事先拟定的接收、拒收条件结束试验,无法估计MTBF的真值,但是所需试验时间较短,费用相对较低,可用于武器装备可靠性验收试验,也可广泛运用于医学及其它科学试验领域。提出了选择可靠性试验方案的基本原则,为科学选择试验方案提供了依据。     

A model for step‐stress accelerated life testing

Modern technology is producing high reliability products. Life testing for such products under normal use condition takes a lot of time to obtain a reasonable number of failures. In this situation a step‐stress procedure is preferred for accelerated life testing. In this paper we assume a Weibull and Lognormal model whose scale parameter depends upon the present level as well as the age at the entry in the present stress level. On the basis of that we propose a parametric model to the life distribution for step‐stress testing and suggest a suitable design to estimate the parameters involved in the model. A simulation study has been done by the proposed model based on maximum likelihood estimation. © 2003 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics, 2003