一种皮卫星多源可靠性信息融合方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及商用器件研制的皮纳卫星可靠性计算分析领域，特别涉及一种皮卫星 多源可靠性信息融合方法。
【背景技术】
[0002] 传统卫星的可靠性工程包括可靠性管理、可靠性设计和分析、可靠性试验三部分。 具体包括以下四个阶段：（1)技术论证阶段，适用工作项目有：可靠性工作计划；对供货方 的监控；可靠性评审；可靠性模型的建立；可靠性分配；可靠性预计；故障模式、影响和危害 度分析；故障树分析；元器件、材料和工艺控制；（2)方案阶段，适用工作项目有：可靠性工 作计划；可靠性评审；可靠性模型的建立；可靠性分配；可靠性预计；故障树分析；对供货 方的监控；故障报告、分析和纠正措施系统；故障审查；故障模式、影响和危害度分析；潜在 电路分析；元器件、材料和工艺控制；确定功能试验、包装、IC存、装卸、运输及维修影响；可 靠性研制及增长试验；（3)初样阶段，适用工作项目有：可靠性工作计划；可靠性评审；故障 报告、分析和纠正措施系统；故障审查；可靠性模型的建立；可靠性分配；可靠性预计；故障 模式、影响和危害度分析；故障树分析；潜在电路分析；电子元器件和电路容差分析；电路 最坏情况分析；元器件、材料和工艺控制；确定功能试验、包装、IC存、装卸、运输及维修影 响；环境应力筛选；可靠性研制及增长试验；对供货方的监控；可靠性验证试验；（4)正样 阶段，适用工作项目有：可靠性工作计划；对供货方的监控；可靠性评审；故障报告、分析和 纠正措施系统；故障审查；可靠性预计；潜在电路分析；元器件、材料和工艺控制；确定功能 试验、包装、贮存、装卸、运输及维修影响；环境应力筛选；可靠性研制及增长试验；可靠性 验证试验；设计更改时应用工作项目；可靠性模型的建立；可靠性分配；故障模式、影响和 危害度分析；故障树分析；电子元器件和电路容差分析；电路最坏情况分析。
[0003] 综上可以看出，除可靠性管理工作外，卫星的可靠性保障按照研制流程的样 机-初样-正样阶段，主要通过可靠性"分配-设计-计算-试验"迭代，依阶段完善。并 且在卫星研制流程的每个阶段需要对产品进行重复的可靠性建模、计算、试验结果分析，并 给出可靠性评估报告等一系列文件。一旦产品修改设计，以上所有工作都需要重新进行。
[0004] 与传统卫星相比，商用器件卫星研制过程有以下几个特点：（1)研制周期短，缺乏 纸、笔、文件形式计算可靠性的时间；（2)研制流程阶段化不明显，"设计-计算-试验"的迭 代循环不仅发生于"原理样机-初样-正样"的阶段化时间节点，而是发现问题最短时间解 决。因此，迭代次数多，导致设计更改时需要重复工作多；（3)试验时间复用，商用器件卫星 的每批次样机/产品数量较多，支持多产品同时进行相同可靠性试验，或多产品分别进行 不同可靠性试验，试验时间缩减的同时，前者增加试验置信度，后者交叉使用试验环境，密 集试验更加需要分析过程迅速、精确；（4)使用元器件以商用器件为主，器件可靠性参数没 有以往参考值，需要更为复杂的理论计算；（5)研制成本低，商用器件卫星的研制除了使用 商用器件外，也需要更重视设计的可靠性，从而降低试验发现问题，再进行设计归零带来的 成本浪费。因此更重视理论分析和计算是目前迫切需要的，相比大卫星的可靠性"分配-设 计-计算-试验"，商用器件卫星研制中，需要边"设计"边"计算"，不满足需求则立刻修改， 一则研制时间短，二则更加降低研制成本。
[0005] 以上特点导致传统卫星的可靠性工程不能满足商用器件卫星应用的需求，一种可 视、易懂、实时性高、自动化可靠性信息融合工具非常必要。
【发明内容】
[0006] 本发明提供了一种皮卫星多源可靠性信息融合方法，通过加强理论数据分析和试 验结果分析，达到皮卫星研制过程可靠性信息闭环、多源可靠性信息利用充分的目的，具有 通用性强，可视、易懂，实时性高，自动化程度高的优点。
[0007] -种皮卫星多源可靠性信息融合方法，包括以下步骤：
[0008] (1)将皮卫星从总到分进行多级分解，末级为元器件，按照分解顺序构建相邻级之 间的可靠性计算关系模型；
[0009] (2)进行可靠性试验的任一级任一单元i的可靠性预计值的计算步骤如下：
[0010] 2-1、通过步骤（1)的关系模型计算得到所述单元i在试验前的可靠性理论值λ i ，如果所述单元i的次级进行了可靠性试验，则带入次级的可靠性预计值进行计算，否 则通过末级的元器件的可靠性理论值逐级进行计算得到；
[0011] 2-2、获取所述单元i进行可靠性试验的可靠性试验值
[0012] 2_3、将λ i验前理论与λ i试验信a进行相容性检验；
[0013] 2-4、所述单元i的可靠性预计值的计算公式如下：
[0018] 当λ iM#m论符合步骤2-3的相容性检验时，λ 论转化得到等效试验时间t验U {言息和等效试验故障数r验前信息；
[0019] 当λ i验前理论不符合步骤2-3的相容性检验时，
[0020] 所述单元i的可靠性试验的等效试验时间：
[0022] 其中：
[0023] ;为任一试验j下的试验时间；
[0024] ;为任一试验j下的试验样本量；
[0025] Kw9t,为任一试验j下的环境因子；
[0026] 所述单元i的可靠性试验的等效试验故障数：
[0028] 其中：化验j为任一试验j下的试验故障数；
[0029] (3)将皮卫星整星以及次级的各子系统进行可靠性试验，并根据步骤（2)的计算 方法，计算得到各子系统的可靠性预计值，进而计算得到皮卫星整星的可靠性预计值。
[0030] 本发明中，按照"整星-分系统-模块单元（组件）……-元器件"（分级数量可 选）的"金字塔"（总到分）分布搭建卫星可靠性计算模型。采用L-M-ALG (语言-模型-算 法）集成方法，由软件自动产生模型图，并在软件内部产生可靠性数学模型计算公式。
[0031] 该步骤为可靠性信息融合的第一步，其主要实现方法是通过输入设定的规则完成 模型的搭建，系统根据设定的模型语言规则自动呈现模型搭建的过程和结果。
[0032] 优选的，步骤（1)的可靠性计算关系模型包括：串联模型、并联模型、贮备冗余模 型和表决模型中的至少一种。
[0033] 串联模型：串联结构是可靠性数学模型中最简单、最常见的一种结构。串联结构中 系统是否能正常工作取决于系统所有各部件是否正常地执行其功能，当某一部件发生故障 导致整个系统发生故障。
[0034] 串联结构中假设任何一个部件的故障在统计上与任何其他部件的故障或成功无 关，在多数实际用途中这是最常见的情况。
[0035] 在发明可以采用由MFC实现，工具中设计串联符号为"&"，即在可靠性参数计算 中，例如：系统A =单元B&单元C&单元D
[0036] 对应数学模型
[0038] 式中：
[0039] η为串联单元数；
[0040] R1为第i单元的可靠性；
[0041 ] Rs为系统的可靠性。
[0042] 并联模型：并联结构中，当所有部件都发生故障时，系统才发生故障。
[0043] 在工具中设计串联符号为" I "，即在可靠性参数计算中，例如：
[0044] 系统A =单元B I单元CI单元D ;
[0045] 对应数学模型：
[0047] 式中：
[0048] η为并联单元数；
[0049] R1为第i单元的可靠性；
[0050] Rs为系统的可靠性。
[0051] 贮备冗余模型：贮备冗余系统一般有