基于多層次監(jiān)測數據融合的多狀態(tài)系統動態(tài)可靠度評估方法研究.pdf

1、多狀態(tài)是現代復雜工程系統的典型特征。由于多狀態(tài)系統可靠性理論能更好地揭示系統在服役階段復雜的狀態(tài)衰退規(guī)律，近年來更是成為了學術界關注的熱點研究問題。然而，現有的大部分多狀態(tài)系統可靠性分析和評估方法的研究都以傳統的基于失效時間的可靠性模型為基礎。傳統基于失效時間的可靠性模型是依據系統大量失效時間數據，利用統計方法從“總體”或“靜態(tài)”層面對相同一批系統進行評估，得到反映該類系統隨時間變化的可靠度指標。該方法忽略了不同系統個體間多樣化的狀態(tài)退

2、化過程而導致的失效規(guī)律的不確定性，因而不能準確地揭示某一特定系統個體的可靠度變化規(guī)律。對于某個特定系統個體，若能在其服役期內收集反映其健康狀態(tài)的數據，利用這些數據動態(tài)地更新系統的可靠性模型或可靠度函數，則能大大降低這種不確定性，繼而得到更精準的可靠度評估結果，這就是本論文所要研究的多狀態(tài)系統動態(tài)可靠度評估方法的核心思想。
　　多狀態(tài)系統動態(tài)可靠度評估技術能評估單個多狀態(tài)系統在服役階段內的健康狀態(tài)，揭示狀態(tài)退化規(guī)律以及預測在未來時間

3、內的可靠性變化趨勢，是當前可靠性領域發(fā)展的前沿和重點。有效地利用和融合系統在服役階段的數據是實現動態(tài)可靠度評估的關鍵。圍繞著多狀態(tài)系統動態(tài)可靠度評估問題，本論文主要開展基于多層次狀態(tài)監(jiān)測數據融合的多狀態(tài)系統動態(tài)可靠度評估方法研究，從而揭示系統在服役期內的失效機制和狀態(tài)退化規(guī)律。在此基礎之上，提出基于動態(tài)可靠度評估的多狀態(tài)系統選擇性維修決策優(yōu)化方法。本文的主要研究內容可以歸納為以下三個方面：
　?。?）提出了一種基于系統級不完全監(jiān)測

4、數據的多狀態(tài)系統動態(tài)可靠度評估方法。針對系統個體由于不同工作載荷和環(huán)境而出現的狀態(tài)退化規(guī)律的復雜性和不確定性，本文建立了一種基于系統級不完全監(jiān)測數據的多狀態(tài)系統動態(tài)可靠度評估模型，實現了利用系統級監(jiān)測數據對多狀態(tài)系統可靠度的動態(tài)更新，提高了多狀態(tài)系統可靠度預測的準確度。
　?。?）提出了一種基于多層次狀態(tài)監(jiān)測數據融合的多狀態(tài)系統動態(tài)可靠度評估方法。圍繞著復雜多狀態(tài)系統動態(tài)可靠度評估中監(jiān)測數據的多層次性和不精確性問題，本文提出了一種

5、兩層遞歸貝葉斯模型，兼顧了監(jiān)測數據的不精確性問題，并有效地融合多層次數據對系統可靠度進行動態(tài)更新。通過算例比較，驗證了該方法的正確性和有效性。
　?。?）研究了基于多狀態(tài)系統動態(tài)可靠度評估的多狀態(tài)系統選擇性維修決策優(yōu)化問題。針對系統部件在任務間隔期的維修決策問題，本文提出了一種新的多狀態(tài)部件非完好維修模型，并運用遺傳算法解決了系統部件真實狀態(tài)不可知情況下的多狀態(tài)系統選擇性維修決策優(yōu)化問題。同時，本文還將系統動態(tài)可靠度評估方法引入選