一种大型装备的可靠性指标分配方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及可靠性分配方法技术领域，具体涉及一种大型装备的可靠性分配方法。
【背景技术】
[0002]可靠性指标分配就是将装备总体的可靠性指标，合理的分配给各个系统及设备。由于大型装备结构组成复杂，装备内部的系统、设备运行工况多样，可靠性指标分配难度较大。
[0003]根据现有标准及规范，传统的可靠性指标分配方法有:等分配法、比例组合分配法、评分分配法、AGREE分配法等，各种方法的特点与适应性如下:
[0004]a)等分配法:对系统各组成设备的可靠性指标实行平均分配，分配方法简单，但大多数装备中包含机械、电子、机电等多类系统或设备，不同类型系统、设备的原理、结构、规模、元器件组成等差异大，等分配法的分配结果偏差大；
[0005]b)比例组合分配法:在新设计的系统与已有系统结构相似的情况下，利用已有系统各设备的可靠性数据，进行新系统各设备可靠性指标分配，对于可靠性数据积累较少的装备，无法满足比例组合分配法的要求；
[0006]c)评分分配法:由行业专家对系统各组成单元的复杂程度、技术水平、工作时间、环境条件等因素进行评分，根据评分结果进行可靠性指标的分配，该方法受人为经验影响较大，此外，评分分配法的分配算法以串联模型为基础，仅适用于基本可靠性分配和串联模型的任务可靠性分配，无法用于非串联模型的任务可靠性分配；
[0007]d)AGREE方法:考虑系统各组成设备的复杂程度、重要程度、工作时间等因素的分配方法，与评分分配法类似，该方法仅适用于基本可靠性分配和串联模型的任务可靠性分配，无法用于非串联模型的任务可靠性分配；
[0008]综上所述，现有的可靠性分配指标的方法普遍存在适用情况单一、人为因素大、可信度低的问题;且现有基本可靠模型中，没有考虑系统中设备间断运行的情况，所有设备均视为连续运行，使得模型的准确度较低。
【发明内容】
[0009]针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种大型装备的可靠性分配方法，减少了人为主观因素的影响，实现了可靠性指标的合理分配。
[0010]为达到以上目的，本发明采取的技术方案是:一种大型装备的可靠性分配方法，具体步骤如下:
[0011 ]步骤一，获取大型装备的结构，将该大型装备分为总体、系统和设备三个层次，其中该大型装备的整体为总体、总体包含多个系统，每个系统包含多个设备；
[0012]步骤二，对所有设备进行设备可靠性参数预计，其包括设备基本可靠性参数预计结果和设备任务可靠性参数预计结果；
[0013]步骤三，计算设备运行比和系统运行比，其中设备运行比即设备工作时间与该设备所在系统的工作时间的比值，系统运行比即该系统的工作时间与总体工作时间的比值，设备运行比和系统运行比用于构建系统基本可靠性模型和总体基本可靠性模型；
[0014]进行系统基本可靠性模型和系统任务可靠性模型的建模，将设备基本可靠性参数预计结果和设备任务可靠性参数预计结果代入系统基本可靠性模型和系统任务可靠性模型，得到系统基本可靠性参数预计结果和系统任务可靠性参数预计结果；
[0015]进行总体基本可靠性模型和总体任务可靠性模型的建模，将系统基本可靠性参数预计结果和系统任务可靠性参数预计结果代入总体基本可靠性模型和总体任务可靠性模型，计算得到总体基本可靠性参数预计结果和总体任务可靠性参数预计结果；
[0016]步骤四，根据总体基本可靠性参数预计结果和总体任务可靠性参数预计结果得出总体可靠性预计评价结果。
[0017]在上述技术方案的基础上，用于构建系统基本可靠性模型和总体基本可靠性模型的运行比的公式如下，
[0018]dij = tij/ti
[0019]di = ti/tw
[0020]式中，
[0021]dij--第i个系统中第j型设备的运行比；
[0022]tlJ一一第i个系统中第j型设备的工作时间；
[0023]d1--第i个系统的运行比；
[0024]ti一一第i个系统的工作时间；
[0025]tw——总体的工作时间。
[0026]在上述技术方案的基础上，构建串联结构的系统基本可靠性模型框图，根据该系统基本可靠性模型框图构建的系统基本可靠模型的数学模型如下:
[0027]Ai = NiidiiAii+Ni2di2^i2H-----1-NijdijAijH-----1-Nindin^in
[0028]式中，
[0029]Ai——第i个系统的故障率；
[0030]AiJ--第i个系统中第j型设备的设备故障率；
[0031]Nlj一一第i个系统中第j型设备的数量；
[0032]dij--第i个系统中第j型设备的设备运行比；
[0033]Nin--第i个系统中第η型设备的数量；
[0034]din--第i个系统中第η型设备的设备运行比；
[0035]λ?η--第i个系统中第η型设备的设备故障率；
[0036]η一一第i个系统包含的设备型号数。
[0037]在上述技术方案的基础上，其中，系统任务可靠性模型的数学模型如下，
[0038]Ri = f ( ω ?, ω 12,..., ω ij..., ω in, tii, ti2,..., tij,..., tin)
[0039]式中，
[0040]R1一一第i个系统的任务可靠度；
[0041]WlJ一一典型任务中第i个系统中第j型设备的严重故障率；
[0042]tlJ一一典型任务中第i个系统中第j型设备的工作时间；
[0043]ωιη一一典型任务中第i个系统中第η型设备的严重故障率；
[0044]tin一一典型任务中第i个系统中第η型设备的工作时间。
[0045]在上述技术方案的基础上，构建串联结构的总体基本可靠性模型框图，根据该基本总体基本可靠性模型框图构建的总体基本可靠性模型的数学模型如下:
[0046]Aw= dlλl+d2λ2^-----Ι~(1?λ?Η-----!"dmXm
[0047]式中，
[0048]Aw——总体的故障率；
[0049]dm--第m个系统的总体运行比；
[0050]Am一一第m个系统的系统故障率；
[0051 ] m一一装备总体包含的系统数。
[0052]在上述技术方案的基础上，构建串联结构的总体任务可靠性模型框图，根据该总体任务可靠性模型框图构建的总体任务可靠性模型如下，
[0053]Rw=Ri.R2.….Ri.….Rm
[0054]式中，
[0055]R1一一第i个系统的任务可靠度；
[0056]Rm一一第m个系统的任务可靠度；
[0057]Rw一一总体任务可靠度。
[0058]在上述技术方案的基础上，包括:
[0059]步骤一，使用相应设备的设计信息、相应设备及相似设备的实际使用信息和试验信息，对该大型装备中的所有设备进行设备可靠性预计，包含设备基本可靠性参数预计和设备任务可靠性参数预计，得到各设备的设备基本可靠性参数预计结果和设备任务可靠性参数预计结果；
[0060]步骤二，根据该大型装备中的各系统的设备组成，建立各系统的系统基本可靠性模型，根据各系统的典型任务剖面建立系统任务可靠性模型，并将步骤一的所属该系统的各设备的设备基本可靠性参数预计结果和设备任务可靠性参数预计结果分别带入该系统的系统基本可靠性模型和系统任务可靠性模型，计算出该系统的系统基本可靠性参数预计结果和系统任务可靠性参数预计结果；
[0061]步骤三，根据该大型装备总体的系统组成，建立总体的总体基本可靠性模型，根据总体的典型任务剖面建立总体任务可靠性模型，将步骤二得到的各系统的系统基本可靠性