部件Gumbel-Barnett Copula相依竞争失效的k/n系统可靠性分析

考虑具有两个相互关联的竞争失效机理导致部件失效的k/n系统可靠性问题,关联性由Gumbel-Barnett (GB) Copula连接,边缘分布为尺度和形状参数不同的Weibull分布.研究了GB Copula对部件和k/n系统失效率和可靠度的影响.证明了当边缘分布形状参数相等时,在不同取值下,部件对应单调递增、单调递减和浴盆状失效率.模拟发现k/n (n> 1)系统可靠度并不一致优于简单系统(即k/n=1/1).基于逐步Ⅱ型截尾样本,讨论了k/n系统参数和可靠度的Bayes估计,并进行了Monte Carlo试验与分析.最后,提供了一个实例演示本文构建的模型和提出的方法.

基于使用可用度的k/N系统(m,N_G)维修策略分析

k/N系统已被广泛应用在现代高科技装备中,对于该类系统,维修一般要等到失效部件达到一定数量之后才进行,(m,NG)维修策略是实际中经常采用的一种维修策略。运用马氏过程,研究了在给定(m,NG)维修策略参数以及维修资源的情况下的k/N系统使用可用度模型,并通过实例分析了初始备件的数量、配备的维修分队数量以及维修策略中m和NG的参数选择对系统使用可用度的影响,为该类系统的维修决策提供支持。

k/N系统维修时机与备件携行量联合优化

针对任务期间舰载k/N系统的维修保障问题,以出航准备阶段维修与携行备件的配置为背景展开研究。结合k/N系统的使用及维修过程,以部件可修为前提建立了维修与携行备件的联合优化模型。模型以装备使用可用度为约束条件,以保障费用最低为目标函数,决策变量包括维修启动条件、备件携行量和维修人员数量3个参数。采用边际分析法对模型进行求解,分析了传统算法存在的问题,并提出了对应的改进措施。算例包括3部分:一是用仿真对比验证了所建模型,结果表明本文模型具有较小的误差;二是以枚举法得出的最优解为基准,对传统算法与改进后算法的性能进行了比较,结果表明改进后的算法可明显减小与枚举法最优解的相对误差,提高寻优概率;三是对各项改进措施的贡献做了相应测试。

k/N系统的多阶段任务可靠度模型

k/N热备份冗余系统已被广泛应用在现代高科技装备中,而对于某些k/N系统的k并不是一成不变的,而是根据实际任务而变化的,并且某些系统还存在一定数量的冷备份冗余部件。给出一种存在冷备份冗余部件且k随阶段变化而变化的k/N系统的多阶段任务可靠度模型,通过该模型可以为确定系统在完成特定任务情况下的热、冷备份部件数量提供决策依据,为该类系统的设计提供决策支持。

考虑定期维修的k/N系统维修资源配置方法

针对故障件批量送修的大型k/N系统维修资源配置问题,提出了一种定期维修策略下的维修资源优化配置方法。首先分析了系统的备件运行流程以及故障件维修流程,在此基础上建立了系统的平均备件短缺概率模型;然后对系统的供应可用度进行了求解,并且以维修资源费用最小为优化目标,以系统供应可用度为约束条件,建立了系统的维修资源优化配置模型,并设计了一种基于数值迭代法的模型求解算法;最后通过算例仿真与分析对模型进行了验证。结果表明,该模型可以对系统的维修备件、维修人员等资源进行优化配置,为解决大型k/N系统维修资源的批量配置问题提供了思路。

任意备件条件下的k/n系统维修优化模型

为了解决任意备件条件下k/n系统的维修问题,提出一种(s,c,m,T,r)维修策略,建立了在该维修策略下系统的使用可用度模型以及维修费用模型。结合系统维修需求及实际情况,以使用可用度最大、单位时间维修费用最小作为优化目标,建立了k/n系统的多目标维修优化模型。设计了一种基于遗传算法的模型求解算法,利用该算法可以得到多种维修方案,为维修决策者提供参考。以某单位相控阵雷达天线阵面维修为例,借助模型算法得到了具体的维修方案。

考虑失效相关的k/n系统动态可靠性模型

运用载荷一强度干涉模型、顺序统计量理论和概率微分方程建立随机载荷作用下的失效相关k/n系统动态可靠性模型,研究系统可靠度和失效率随时间的变化规律。在不作失效独立假设的前提下,运用系统级载荷—强度干涉模型建立失效相关k/n系统可靠性模型,以及k/n系统强度的累积分布函数和概率密度函数。从随机载荷作用的统计学意义出发,运用顺序统计量建立载荷多次作用下的k/n系统可靠性模型。运用泊松随机过程描述载荷的作用过程,分别建立强度不退化和强度退化时的k/n系统动态可靠性模型,并研究k/n系统可靠度和失效率随时间的变化规律。研究表明,k/n系统的可靠度随时间逐渐降低;k的取值越大,k/n系统的可靠性越低,失效率越高。强度不退化时,k/n系统的失效率随时间逐渐减小且早期失效率较高;强度退化时,k/n系统的失效率具有'浴盆'曲线的特征。

两级维修保障下k/N系统使用可用度模型

为满足一定的可靠性或精度要求,通常将装备系统设计成k/N结构的冗余系统,该类系统维修一般要等到失效部件达到一定数量时才进行,使用可用度是装备战备完好性的重要指标,能很好地反映装备系统的可靠性及维修保障系统的保障水平.因此以k/N系统为研究对象,结合装备两级维修保障模式,建立了m维修策略下两级维修保障的装备系统使用可用度模型.通过模型实例分析了两级备件储备对系统使用可用度的影响,验证了模型的有效性.

k/n系统在(n,L,r,r)维修策略下的可用度

在(n,L,r,r)维修策略下研究了k/n系统.在部件失效的时间服从指数分布且故障部件维修时间服从伽玛分布的条件下给出了k/n系统的可用度.

考虑串件拼修的k/N系统批量备件配置方法

针对k/N系统批量备件的配置问题,提出一种视情维修条件下考虑串件拼修的备件优化配置方法。建立了基于串拼修复率和SRU更换率的系统级备件满足率模型,给出了串拼修复率和SRU更换率的约束条件。以备件配置费用最小为目标、以系统备件满足率为约束条件建立了系统备件的优化配置模型,设计了一种基于边际效益分析法的模型求解算法。以某型大型相控阵天线阵面备件配置为例,利用定量和比较的仿真分析方法对提出的模型进行了验证,得到了备件的优化配置结果。结果表明:提出的模型真实有效、可行性强,为进一步研究k/N系统批量备件的配置问题提供了理论支持。

基于(m,T,r)维修策略的k/n系统维修优化模型

提出了一种(m,T,r)维修策略,并以使用可用度最大、单位时间维修费用最小作为优化目标,建立了k/n系统的多目标维修优化模型以及系统的使用可用度模型和维修费用模型。在此基础上,结合维修实际,设计了一种基于遗传算法的模型求解算法。最后,通过算例分析证实了所提出维修策略和维修优化模型的可行性与有效性。

分层多态加权k/n系统的可用性建模与设计优化

鉴于多态加权k/n系统在刻画分层性能要求方面的不足,定义一种扩展的分层系统,提出了新的分层运算符结合通用生产函数的系统可用性建模方法.构建了可用度约束下解决“多层部件综合选择问题”的系统总成本优化模型,利用遗传算法编程获取各层部件配置类型及数量.算例结果验证了方法和模型的有效性,揭示了分层性能要求对系统可用性和成本的影响.对比分析说明本文模型更通用灵活,可为复杂系统设计优化提供方法支持.

维修时间服从伽玛分布的K/n系统在(n,r,r)维修策略下的可用度

对于K/n系统在(n,r,r)维修策略下,且假定部件失效时间服从指数分布,维修时间服从伽玛分布的条件下,给出了该系统使用的可用度。

K/N系统的可靠性及其应用

一个复杂的单片机应用系统总是由许多的基本元件或部件组成的 ,如何根据这些元部件的可靠性去估计系统的可靠性 ,是系统可靠性工程研究的主要内容。因此研究可靠性结构模型仍然具有重要的意义 ,可成为我们进行电路设计和实际应用中提高系统可靠性的指导原则。以下通过K

大型k/N系统维修资源优化配置模型

为解决大型k/N系统维修资源的配置问题,建立了一种维修资源优化配置模型。首先,根据大型k/N系统故障单元的维修特点提出了批量m维修策略,并基于此策略建立了k/N系统使用可用度模型,利用M^Q/M/c排队理论对影响系统使用可用度的关键指标进行了计算和修正;然后,建立了由多个k/N系统组成的复杂装备的多种维修资源的优化配置模型,采用边际效应分析法对多种维修资源进行综合优化;最后,通过算例仿真与分析对所提出的模型进行了验证。结果表明,所建立的模型具有一定的可行性与有效性,能为装备维修保障人员提供决策支持。

多状态可修复k/n系统的随时间响应可靠性研究

利用离散时间的马尔科夫链和半马尔科夫链对复杂的多状态可修复k/n系统元件的多样性进行了分析,给出了元件状态变化以及在状态逗留时间的概率分布计算公式,然后给出了元件在状态变化、状态寿命变化的一步概率转移矩阵,最后根据对元件的分析,导出了系统的可靠度与可用度的预测模型。算例表明,得出的模型易行、有效。

装备k/N系统保障备件配置优化模型

备件是装备保障中重要的保障资源之一,是保证装备系统良好战备状态和恢复战斗力的重要因素。针对预防性维修中k/N系统备件配置模型不合理导致保障效益低下的问题,提出一种新的备件配置优化模型。模型考虑不同的故障类型对备件配置的影响,以配置备件数目最小为目标函数,以新构建的使用可用度模型和保障费用模型为约束条件,利用惯性权重递减的改进粒子群算法来提高模型求解效率。最后给出一个算例,结果表明模型能够合理的进行备件配置,给出最优备件配置方案,获取最佳的经济效益,提高装备系统保障效能。

基于K/N系统和MARS算法的长区段路基边坡稳定可靠性评价

针对路基边坡土体空间变异导致有限宽度失稳的特征,将路基长边坡划分为彼此相邻的独立单元;运用适应高维非线性的MARS算法,基于少量代表性边坡样本,建立单元边坡几何、材料参数与可靠指标β的显性表达式;采用可接受部分单元边坡失稳的K/N(F)系统模型,开展长区段路基边坡系统安全性的概率评价.结果表明:长区段路基边坡沿线路纵向的潜在失稳长度主要受土性水平相关距离影响,路基边坡系统宜按50 m进行单元划分;基于MARS算法的预测方程可实现众多单元边坡β的高效计算,验证误差不超过±10%;路基边坡系统失效的发生概率随单元失稳个数增加而快速降低,研究区段内路基单元长度取50 m时,边坡累积失稳个数占比大于0.149%(即4个)的发生概率不大于3%,为偶然事件.

基于定期维修的k/N系统维修渠道优化模型

针对定期维修策略下的k/N系统维修渠道的配置问题,建立了多类故障单元批量定期送修的维修渠道优化模型。首先,给出了定期维修策略下的k/N系统工作流程和故障单元维修流程;然后,根据故障单元批量定期送修的特点,提出了D~ξ/M/~c排队模型,并对关键输入参数进行了修正与计算,对排队系统的稳态概率进行了求解;接着,建立了多类故障单元同时送修的维修渠道优化模型,通过将多类顾客源多服务台排队系统转化为单类顾客源多服务台排队系统,对优化模型进行了求解;最后,通过算例仿真与分析,对模型进行了验证。结果表明,该模型能够为k/N系统维修渠道数量的确定提供理论依据,对部队维修资源的合理配置具有一定的指导意义。

基于截尾样本下部件相依竞争失效的k/n系统可靠性分析

研究k/n系统部件由两个相依竞争失效机理组成的可靠性问题,相依失效机理对应的失效时间由Gumbel-Hougaard Copula函数连接,边缘分布服从形状参数和尺度参数均不相同的Weibull分布。基于截尾样本下建立k/n系统部件失效的模型,证明了边缘分布形状参数的后验密度函数具有对数凹性,基于此性质提出了Metropolitan-Hastings(MH)抽样混合Gibbs抽样的Bayes估计方法。采用Inference for the margins(IFM)方法对参数进行估计。通过Monte Carlo实验比较两种方法的可行性和有效性。结果表明Bayes估计结果优于IFM估计结果。最后,将构建的模型运用到一个真实数据中。