[发明专利]一种基于蒙特卡罗仿真的可修产品任务成功率获取方法

说明书

本发明提供一种基于蒙特卡罗仿真的可修产品任务成功率获取方法，采用蒙特卡罗方法，对产品任务进行多次成败判断操作，统计各次成败判断操作中，产品任务失败和成功的次数，最后根据产品任务失败和成功的次数，得到产品任务成功率，解决现有技术无法获取可修产品在限定累计维修时间的条件下任务成功率的问题。

技术领域

本发明属于产品可靠性工程技术领域，尤其涉及一种基于蒙特卡罗仿真的可修产品任务成功率获取方法。

背景技术

针对产品任务成功率的计算问题，现有方法主要根据产品特点分为不可修产品和可修产品。

(1)不可修产品：在可靠性工程领域，通常以可靠度来衡量不可修产品完成规定任务的概率。可靠度的定义为产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的概率。不可修产品可靠度计算方法无法引入维修性变量，如可修故障模式概率分布、允许维修时间等；不能处理可修复产品任务成功率的计算问题。

(2)可修产品：可修产品是指产品在执行任务期间，因故障不能执行任务时允许现场修理，修复后可继续执行任务。可用度的定义为产品开始工作后，在任意时刻处于工作状态的概率，分为瞬态可用度和稳态可用度。有关可修产品可用度的计算主要涉及的变量有产品故障率、维修率等，主要采用马尔可夫过程和拉普拉斯变换理论进行求解。

通过可用度的定义可以看出它表征的是某一时刻可修产品是否处于正常工作状态的概率，而不能有效表征可修产品在给定时间T内完成规定任务的概率，同时也不能引入累计维修时间约束。

目前，大多产品，尤其是军用装备通过维修性设计，部分故障在任务期间可由操作人员进行修复，但对任务期间累计维修时间有严格限制。该类问题涉及产品故障发生、停机维修、维修成功、维修失败、维修时间超时、任务失败等一系列概率事件，现有可靠性理论方法不能有效解决。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种基于蒙特卡罗仿真的可修产品任务成功率获取方法，能够得到可修产品在限定累计维修时间的条件下任务成功率。

一种基于蒙特卡罗仿真的可修产品任务成功率获取方法，包括以下步骤：

S1：基于蒙特卡罗方法，对产品任务进行N次成败判断操作，确定产品任务是否成功，其中N≥100000，所述成败判断操作包括多个循环过程，具体包括以下步骤：

S101：判断上一个循环过程得到的故障时间序列{t_i}中的故障时间最小值t_k,0对应的第k种故障模式是否为现场可修故障模式，如果是，则进入步骤S102，如果否，则产品任务失败，且成败判断操作结束，然后进行下一次成败判断操作，直到完成所有成败判断操作，进入步骤S2；其中，第一个循环过程的故障时间序列{t_i}根据产品任务过程中可能出现的故障模式的概率分布序列{θ_i}得到，t_i为产品任务过程中第i种故障模式发生的时刻，θ_i为产品任务过程中第i种故障模式的概率分布函数，i＝1,2,…,n，1≤k≤n，n为故障模式总数；

S102：判断故障时间最小值t_k,0是否小于预设的有效任务时间T_v，如果不小于，则产品任务成功，且成败判断操作结束，然后进行下一次成败判断操作，直到完成所有成败判断操作，进入步骤S2，否则进入步骤S103；

S103：根据第k种故障模式对应的维修时间分布函数μ_k，获取第k种故障模式对应的维修时间t_m,k，其中，m表示第m个循环过程；

S104：判断本次循环过程与之前循环过程中累计的维修时间是否大于预设的最大允许维修时间T_m，如果大于，则产品任务失败，且成败判断操作结束，然后进行下一次成败判断操作，直到完成所有成败判断操作，进入步骤S2，否则进入步骤S105；