[发明专利]一种基于航天产品信号传递路径的可靠性建模与评估方法

权利要求书

1.一种基于航天产品信号传递路径的可靠性建模与评估方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、根据待评估对象所包含的产品范围，在其任务范围内，确定信号在各产品之间的传递路径；

步骤2、建立待评估对象的基于信号传递路径的可靠性模型，具体为：

S1、根据待评估对象的结构组成与功能框图，对待评估对象进行功能分级，根据航天产品特点，分为系统级、分系统级和单机级；

S2、判断待评估对象的任务阶段性特征是否明显，即产品在任务范围内产品结构、功能与参与工作的单机是否发生变化：

当发生变化时，根据待评估对象的任务范围，确定任务范围所包括的任务阶段，每一个任务阶段作为一个任务节点，根据待评估对象的任务发展过程,采用有向线段连接两相邻的任务节点，建立任务过程子模型；其中，有向线段的箭头指向下一个任务节点；确定每个任务阶段所包含的系统级产品的个数及类型，先执行步骤S3-S6，然后执行步骤3；

不发生变化时，先执行步骤S3-S5，然后执行步骤3；

S3、将每一个系统级的产品作为系统级的一个产品节点；根据信号在产品节点之间的传递关系,采用有向线段连接产品节点，由此建立表征每个任务节点内的系统级产品节点间的信号传递关系的子模型；

确定每个系统级的产品节点所包含的分系统级的产品，定义为分系统级的产品节点，根据信号在该级产品节点之间的传递关系,采用有向线段连接产品节点，由此建立表征每个系统级产品节点内的分系统级产品节点间的信号传递关系的子模型；

确定每个分系统级的产品节点所包含的单机级的产品，定义为单机级的产品节点，根据信号在该级产品节点之间的传递关系,采用有向线段连接产品节点，由此建立表征每个分系统级产品节点内的单机级产品节点间的信号传递关系的子模型；

S4、采用终止节点分别表征单机级、分系统级、系统级产品节点间信号传递关系的子模型中信号传递终点的状态，其中，所述终止节点所表征的状态包括：正常、失效和功能降级；

S5、根据单机级产品节点间的信号传递的子模型，采用故障树表征单机级产品节点间的状态逻辑关系；

S6、采用终止节点表征每个任务节点的状态；采用故障树表征任务节点与终止节点之间的状态逻辑关系；

由此建立待评估对象的基于信号传递路径的可靠性模型；

步骤3、确定每个单机级产品状态的分布类型和分布参数，得到概率分布函数，并输入到待评估对象的基于信号传递路径的可靠性模型中；

步骤4、采用蒙特卡洛仿真方法，根据所述概率分布函数，对每个单机级产品的状态的概率值进行多次抽样，并将抽样结果依次输入到所述可靠性模型中，得到各级产品的信号传递关系子模型中终止节点以及任务节点对应的终止节点各状态发生概率值与概率分布；

步骤5、基于终止节点各状态的发生概率，得到待评估对象的可靠度，对待评估对象进行评估。

2.如权利要求1所述的一种基于信号传递路径的航天产品可靠性建模与评估方法，其特征在于，所述步骤5中对待评估对象的评估包括：

当每个单机级产品都具有可靠性数据时，根据任务节点对应的终止节点发生概率，计算各单机级产品的相对概率重要度或相对割集重要度，并对所有的单机级产品的相对概率重要度或相对割集重要度分别进行排序，得到对待评估对象影响最大的单机级产品，作为薄弱产品；

当单机级产品的可靠性数据不充分，或者没有可靠性数据时，根据任务节点对应的终止节点的状态，计算各单机级产品的结构重要度，并对所有的单机级产品的结构重要度进行排序，得到对待评估对象影响最大的单机级产品，作为薄弱产品；

从小到大依次改变所述薄弱产品的状态概率，得到待评估对象对应的状态概率，从而得到灵敏度曲线，为产品优化提供依据。

3.如权利要求1所述的一种基于信号传递路径的航天产品可靠性建模与评估方法，其特征在于，所述故障树用于表征：

1)以信号线相连的两个单机级产品节点中，前一产品处于某一状态时，对后一产品的影响；其中，产品的状态包括正常工作状态、不同故障原因导致的故障状态以及功能降级；

2)各自单机级产品节点内产品处于某一状态时，对自身的影响；

3)用于表达两相邻单机级产品节点间的逻辑关系，即步骤1)定义的前一产品状态与步骤2)定义的本产品状态处于何种逻辑关系时，才能保证信号在该产品节点的顺利通过；

4)用于表达以信号线相连的任务阶段与终止节点，以及各级产品节点与终止节点间的逻辑关系，即与终止节点直接相连的任务阶段或产品处于某一状态时，将信号传输至终止节点。