[发明专利]一种可靠性模型自动生成方法

权利要求书

1.一种可靠性模型自动生成方法，其特征在于：其步骤如下：

步骤1，建立故障模型库：通过外购商业软件MATLAB和AMESim建立能够即体现常用机电产品正常工作状态又体现其常见故障模式的故障模型库，这里指出的常用机电产品至少应包括：传感器、液压缸、异步电机、直流电机，其对应的故障模式：传感器增益变化、恒偏差，液压缸泄漏、卡死，无刷电机轴承断裂和绕组断路，直流电机轴卡死、效率降低；

步骤2，引入产品性能模型：性能模型产生于产品性能设计过程中，基于外购商业软件生成；用模型解析器读取描述性能模型的磁盘文件，将已有的基于商业软件构建的产品性能模型，加载到可靠性模型自动生成器中；

步骤3，选定待替换模块：在完成步骤2中所引入性能模型的加载过程时，可靠性模型自动生成器的图形化用户界面即GUI将会显示出性能模型的拓扑结构，使用者通过GUI直接操作性能模型，标记性能模型中需要引入故障行为的模块；

步骤4，生成可靠性模型：可靠性模型自动生成器以自动方式，或辅助使用者以手动方式，从故障模型库中检索到与待替换模块相对应类型的模块，并自动替换产品的性能模型中被指定的模块；

步骤5，可靠性试验设计：使用者在可靠性模型自动生成器中进行可靠性仿真试验的试验设计，即创建不同的可靠性仿真试验方案，并为每一种方案编辑试验设计表；

步骤6，可靠性自动仿真：可靠性模型自动生成器根据步骤5中使用者制定的试验设计结果即试验设计表，同时利用通用仿真软件接口驱动商业软件MATLAB和AMESim进行仿真；

步骤7，收集仿真试验结果：将仿真产生的数据从内存中取出，保存于磁盘，使用者可以根据的具体情况指定需要输出的数据项，可靠性模型自动生成器将自动生成由这些数据项构成的EXCEL报表或相关性曲线。

2.根据权利要求1所述的一种可靠性模型自动生成方法，其特征在于：在步骤1中所述的故障模型库，包含传感器、液压缸、异步电机和直流电机4个故障模块。每个故障模块的内部都有三个组成部分：正常功能单元，用以描述产品在正常工作条件下的物理特性；故障特性单元，用来描述产品处于指定故障模式状态时的物理特性；切换单元，在仿真过程中，依照产品故障发生的概率，决定模块输出正常功能单元体现的物理特性还是故障特性单元所体现的物理特性；每个故障模块都通过切换单元和全局变量描述产品的故障行为和参数不确定性，通过正常功能单元和故障特性单元体现产品正常或故障情况下的工作特性，然后在MATLAB和AMESim这两种软件中对故障模块进行封装，并可以通过这两种软件的图形化用户接口设置相关参数和故障率。

3.根据权利要求1所述的一种可靠性模型自动生成方法，其特征在于：在步骤2中所述的描述性能模型的磁盘文件是指：MATLAB软件生成的“*.mdl”类型文件，AMESim软件中对应的“*.ame”类型文件。在步骤2中所述的可靠性模型自动生成器是一种软件工具，其功能为：载入产品性能模型并实现可靠性模型的自动生成；辅助使用者进行可靠性仿真试验的试验设计；依据试验设计结果自动进行可靠性仿真试验并收集试验数据；在步骤2中所述的模型解析器：它负责从描述性能模型的磁盘文件中读取出性能模型中模块之间的连接关系，各模块的名称、类型以及在图形界面中显示的几何尺寸和位置坐标，并依据这些信息生成可靠性模型自动生成器中定义的数据类型。

4.根据权利要求1所述的一种可靠性模型自动生成方法，其特征在于：在步骤4中所述的自动方式，需要满足条件：在性能模型的建模过程中标记了步骤3中所指定模块代表的实际产品组件，即通过在模块名称中加入代表产品组件信息的关键字，也就是说在建模过程中应标记该模块代表传感器或液压缸或异步电机或直流电机；只有在此条件下，可靠性模型自动生成器才能够对照待替换模块所代表的产品组件，从故障模型库中自动检索到代表同类产品组件的模块。

5.根据权利要求1所述的一种可靠性模型自动生成方法，其特征在于：在步骤4中所述的手动方式是指，在不满足实现自动方式的条件时，用户可以从可靠性自动建模工具中直接打开故障模型库，并对照待替换模块所代表的产品组件，从中找到代表同类产品组件的模块。