并将该信息进行下一步的 传递。
[0079] 通过对上述利用Petri网构建的电路模块典型结构的说明可知，在电路模块可靠 性建模中引入Petri网模型，可以有效地表达故障信息的动态传递情况。本发明正是利用 Petri网的这一本质特性，弥补了传统故障树方法只是用与静态系统故障机理相关关系建 模的不足，为复杂的动态系统提供了一种有效的故障机理相关关系建模方法。
[0080] 下面对结合附图2对本发明基于Petri网的电路模块故障机理相关关系的可靠性 建模方法的具体工作步骤做进一步描述：
[0081] 步骤一：根据电路模块划分各子模块，确定每个子模块的故障机理和故障机理相 关关系。根据电路模块各子模块所承受的应力和其自身的结构、材料特点，确定可能发生的 故障机理。表2列出典型故障机理发生位置、环境、故障机理对应关系，依次确定某一电路 模块即建模对象的"器件类型"、"潜在故障点"和"环境条件"，找到电路模块中各子模块存 在的故障机理。
[0082] 表2故障发生位置、环境、故障机理对应关系
[0083]
[0086] 具体而言，假设经过判断，确定需要进行建模的电路模块的器件类型属于集成电 路，并且需要确定其外壳具有的故障机理，根据实际情况，判断外壳所承受的环境条件，假 设此时外壳受到温度冲击，那么找到表2中第5行，第8列对应的故障机理为J，在表2下方 的注解中可以确定，J表示故障机理一一腐蚀，从而确定，该集成电路的外壳部分的故障机 理为腐蚀。
[0087] 一般情况下，明显故障机理的确定可以来源于工程经验，一些经验丰富的可靠性 工程师可以迅速准确地确定特定环境下某一电路模块或子模块的故障机理。本专利说明的 故障机理相关关系建模方法基于电路模块和子模块的故障机理可以确定情况下进行的。 [0088] 确定电路模块中各子模块的故障机理后，根据各个故障机理的作用特点，确定故 障机理相关关系。基本的故障机理相关关系有五种，参考表3示出五种故障机理相关关系， 其中触发关系还包括第一类触发关系和第二类触发关系，而损伤累积关系包括参数联合情 况。
[0089] 表3五种故障机理相关关系
[0090]
[0091] 步骤二：建立与子模块对应的故障机理相关关系的局部模型。参考图3至图7给 出五种故障机理相关关系的Petri网模型，根据步骤一中确定的故障机理相关关系，可以 对电路模块中各子模块的故障机理相关关系进行Petri网建模。下面对图3至图7所表示 的五种故障机理相关关系进行具体说明。
[0092]图3是竞争关系的Petri网模型。其中，附图标号11所指的区域表示的是故障机 理Ml,M2,…，Μη间的竞争关系，即这η个故障机理中，发展速度最快的故障机理的标识2会 优先传入第一级库所12中，该第一级库所12记录下发展最快的故障机理Μχ的标识2后， 将故障机理Μχ的标识2继续传递给第二级库所13。
[0093]图4是触发关系中第一触发关系的Petri网模型。其中，附图标号21所指的库所 表示的是触发其他故障机理发展的故障机理Ml。附图标号22所指的区域表示的是故障机 理Ml触发故障机理M2,…，Μη的过程。附图标号23所指的区域表示的是故障机理Ml与其 他各故障机理（M2,…，Μη)在触发关系关系中包含的竞争关系关系。即故障机理M2,…，Μη 在Ml发展了tr时间被触发关系后，故障机理Ml,M2,…Μη之间又形成竞争关系关系。
[0094]图5是触发关系中第二触发关系的Petri网模型。其中，与图4不同的是，触发关 系源不再是故障机理，而是图5中附图标号10所指的事件E。
[0095]图6是促进关系和抑制关系的Petri网模型。其中，库所31和33表示的均是促 进关系或抑制关系故障机理M，这里，两个库所31和33虽然表示同一个机理的状态，但是却 不会同时拥有故障机理Μ的标识2。当故障机理Μ的发展时间小于延迟变迀32所示时间 tr时，通过禁止弧35,故障机理Α将不会被促进关系或抑制关系；反之，当故障机理Μ的发 展时间大于延迟变迀32所示时间tr时，库所31中的标识2将传入另一个库所33中，再通 过禁止弧4,故障机理A将不会按照原先的速度发展，而是被故障机理Μ促进关系或抑制关 系。图6中当传入库所36的标识2的数量达到η时，该库所36才会向它的下一级库所传 递标识2。
[0096] 图7是损伤累积关系的Petri网模型。图中给出了两个故障机理Ml和M2之间的 损伤累积关系或者参数联合关系的结构模型。库所41表示，当故障机理Ml和M2的标识2 总数一共累积到Xth时，该库所41就向其下一级库所传递标识2。在实际的故障机理关系 中，Xth表不的是电路_旲块可承受的最大损伤量。
[0097] 需要说明的是，在确定各子模块的故障机理及其相关关系时，应根据实际情况忽 略影响较小的故障机理，这样可以在不影响可靠性分析结果的前提下，尽量降低建模的复 杂度。
[0098] 步骤三：根据子模块之间的电路逻辑关系，将故障机理相关关系的局部模型整合 成故障机理相关关系的整体模型。首先，分析各子模块的电路结构逻辑关系，并对电路结构 进行Petri网建模。图8给出了并联和串联结构的Petri网参考模型。其中，模型51表示 的是子模块A与子模块B为串联结构时的Petri网模型，模型52表示的是子模块A与子模 块B为并联结构时的Petri网模型。标识53表示子模块A或者子模块B的故障信息，当将 标识53传入某一个库所时，表;^对应该库所的电路模块故障。
[0099] 然后，在电路模块对应的电路结构Petri网模型中，将步骤二中得到的表示各子 模块的Petri网模型代替电路结构Petri网模型中对应的库所，即得到整个系统基于Petri网的故障机理相关关系的建模结果。
[0100] 步骤四：对故障机理相关关系的局部模型和整体模型分别进行可靠性仿真处理， 分别形成针对故障机理相关关系的子模块和电路模块的可靠度曲线。利用Matlab仿真，依 据步骤一至步骤三所得到的电路模块故障机理相关关系的Petri网模型，根据需要，绘制 出系统各个单元或者整个系统的可靠度曲线。MATLAB是matrix&laboratory两个词的组 合，意为矩阵工厂或者矩阵实验室。MATLAB将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非 线性动态系统的建模和仿真等诸多功能集成在一个易于使用的视窗环境中。Matlab仿真的 具体思路如下：
[0101] 根据各个故障机理对应的电路模块的寿命分布及参数，运用Matlab仿真中生成 各个分布形式的随机数函数，生成对应的随机数组。常用的随机数生成函数如表4所示。 [0102] 表4随机数生成函数说明
[0105] b.根据电路模块中各子模块的故障机理相关关系，以及电路模块的电路结构逻辑 关系，利用Matlab描述这些故障机理相关关系。图9给出了五种基本的故障机理相关关系 在用Matlab进行描述时的参考顺序。一般情况下，第一顺序描述的故障机理相关关系包括 竞争关系、损伤累积关系或参数联合，第二顺序书写的故障机理相关关系包括促进关系和 抑制关系。利用Matlab代码描述故障机理相关关系时，需要用Matlab中描述数学运算关 系描述各种故障机理相关关系作用下，子模块或者元器件寿命的表达式。表5给出了五种 基本故障机理相关关系对应的元器件寿命表达式。
[0106] 表5五种基本故障机理相关关系的元器件寿命表达式
[0107]
[0109] 利用Matlab仿真描述电路结构关系时，并联结构需要用maxO函数描述，而串联 结构需要用min()函数进行描述。
[0110] C.根据需要，绘制电路模块或者任意一个子模块的可靠性曲线图。这一步可以在 b中穿插进行。
[0111] 以下实施例是利用Petri网对控制设备中DA输出模块的部分电路进行建模，并对 其进行Matlab仿真分析，以此体现本发明的有益效果。
[0112] 仍然可以参照图2所示，本发明是一种基于Petri网的故障机理相关关系建模方 法，具体实施步骤如下：
[0113] 步骤一：根据电路模块划分各子模块，确定每个子模块的故障机理和相关性关系。 该DA输出模块的电路结构如图10所示。它主要包括三个子模块：集成电路A、集成电路B 和多层陶瓷电容C。根据表2和表3提供的参考方法，可以确定该电路模块各子模块的故 障机