[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

说明书

技术领域

本发明属于航天产品的可靠性评估技术领域，具体涉及一种基于信号传递路径的可靠性建模与评估方法。

背景技术

随着我国航天技术的不断发展，航天产品的任务日趋复杂，任务过程动态变化、任务结果状态多样等特征明显，给航天产品的可靠性建模与评估工作带来了困难。

当前，航天领域采用了多种可靠性建模与评估方法，但都存在一定的问题，主要表现可靠性建模与模型的量化评估两个方面。对于可靠性建模来说，有些方法对产品的描述过于简化，无法反应产品的动态性、阶段性、多态性、相关性等特征，如可靠性框图建模方法；有些方法虽然能够表达产品的复杂特性，但建模过程过于复杂，模型构建的难度较大，且无法直接利用产品的研制信息，需要对产品研制信息进行“消化、吸收与再加工”，这一“再加工”过程与分析人员的技术水平密切相关，因此，模型存在较强的主观性，影响模型构建的准确性，如概率风险评价方法。对于可靠性模型量化评估来说，当前采用的区间估计方法多为解析方法，对于复杂模型的量化存在困难，且由于在计算过程中需要采用数据折合方法，影响计算的精度。由于以上两方面的原因，导致航天产品的可靠性建模与评估的精度较低、难度较大。

针对以上两方面问题，国内外的研究尚处于起步阶段，还有许多实际应用问题亟待解决。基于信号传递路径的航天产品可靠性建模与评估方法能够有效解决以上问题。因此，开展此方面的技术研究是完全有必要的，在此方面的任何理论和方法上的成果都具有很好的理论与实际应用意义。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了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，以信号在产品中的传递路径为主线构建可靠性模型，采用计算机抽样仿真的计算方法实现可靠性的量化评估，并通过重要度计算与排序、灵敏度分析、对比分析、权衡分析等综合分析与信息挖掘方法，识别产品的薄弱环节，为产品的设计改进提供有效信息。

本发明的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，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；