[发明专利]一种可靠性模型自动生成方法无效
申请号: | 201010581510.4 | 申请日: | 2010-12-10 |
公开(公告)号: | CN102033998A | 公开(公告)日: | 2011-04-27 |
发明(设计)人: | 王法岩;马纪明;曾声奎;任羿;崔晓龙;郭健彬;孙博;冯强 | 申请(专利权)人: | 北京航空航天大学 |
主分类号: | G06F17/50 | 分类号: | G06F17/50 |
代理公司: | 北京慧泉知识产权代理有限公司 11232 | 代理人: | 王顺荣;唐爱华 |
地址: | 100191 北京市海淀*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 可靠性 模型 自动 生成 方法 | ||
所属技术领域
本发明提供一种可靠性模型自动生成方法,它涉及可靠性建模技术,试验设计技术和可靠性自动仿真技术,属于可靠性工程技术领域,。
背景技术
在产品设计过程中,普遍存在着可靠性设计分析与性能设计分析脱节的现象,产品的可靠性不能设计到产品中去,从而产品在使用中表现出故障多、寿命短等问题。造成该问题的原因是多方面的,从技术上看主要存在两大原因:缺乏性能与可靠性一体化设计方法手段,不能实现工程专业综合,是一个主要原因;其次,在产品设计过程中广泛采用各种计算机辅助设计(Computer Aided Design,CAD)技术,极大地提高了产品的设计水平和设计效率,但在这些技术中,可靠性CAD技术的应用还不广泛,尤其能与现有性能CAD技术相融合的可靠性CAD工具几乎没有。因此在产品的设计过程中,如何将可靠性与性能融为一体,实现性能与可靠性同步设计与分析的目标,是目前产品设计过程中对可靠性专业的一个迫切需求。
发明内容
本发明的目的是:克服现有技术的不足,通过运用可靠性模型自动生成器,实现了一种可靠性模型自动生成方法,该方法可以显著改善可靠性设计与性能设计脱节的现象,实现可靠性设计同性能设计的有机融合,提高工作效率,降低产品研制成本。
本发明的技术方案:
本发明一种可靠性模型自动生成方法,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。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的性能模型,加载到可靠性模型自动生成器;
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(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部件相对应类型的模块,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,即创建多种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,同时利用本发明中开发的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,使用者可以根据方法执行过程中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。
其中,步骤1中所述的故障模型库,包含传感器、液压缸、异步电机、直流电机等代表常用机电产品的故障模块。每个故障模块的内部都有三个主要组成部分: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(GUI)设置相关参数和故障率。
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