提高系統(tǒng)可靠性的冗余分配方法.pdf

1、增加冗余是提高系統(tǒng)可靠性的常用方法。通常，最優(yōu)的冗余增加方案可以通過求解冗余分配優(yōu)化問題來獲得。然而，有兩方面因素制約了大部分冗余分配方法在現(xiàn)實問題中的應(yīng)用：缺少可靠性數(shù)據(jù)以及有可靠性數(shù)據(jù)時進(jìn)行的兩個簡化假設(shè)。
　　在實際工程問題中，當(dāng)可靠性數(shù)據(jù)丟失或者沒有采集時，應(yīng)用定量的方法（例如求解冗余優(yōu)化問題）進(jìn)行冗余分配是不可行的。此時，己知的信息可能僅僅包括系統(tǒng)的功能、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、組成元件、可能的故障及其原因等。為了能充分利用這些定性的

2、己知信息來進(jìn)行冗余分配，則需要提出一種定性的冗余分配方法來實現(xiàn)無可靠性數(shù)據(jù)情況下的冗余最優(yōu)分配。
　　當(dāng)可靠性數(shù)據(jù)可以獲得時，分配冗余時則應(yīng)該應(yīng)用更為精準(zhǔn)的定量的冗余分配方法。但是，大部分冗余分配方法都進(jìn)行了以下兩個簡化假設(shè)：元件之間相互獨立以及兩狀態(tài)性。具體來講，第一個假設(shè)是假定系統(tǒng)的元件之間是相互獨立的。一個元件不會影響到另一個元件。第二個假設(shè)是假定系統(tǒng)或元件只有兩個狀態(tài)，即完全工作和徹底失效兩個狀態(tài)。雖然這兩個假設(shè)可以簡化冗

3、余分配問題的求解，但是它們可能會造成偏差很大的可靠性估計。而基于這種很不準(zhǔn)確的可靠性估計所得到的最優(yōu)的冗余分配方案也是令人質(zhì)疑的，可能也不能滿足實際要求，這會對那些對可靠性要求很高的工程項目帶來很多的問題。因此，在進(jìn)行冗余分配時，很有必要提出新的冗余分配方法，以去掉這兩個簡化假設(shè)。
　　因此，本論文提出了解決以上兩方面因素的冗余分配新方法。本論文一共包括四部分內(nèi)容。第一部分提出了一種定性進(jìn)行冗余分配的方法，用來處理無相關(guān)可靠性數(shù)據(jù)

4、情況下的冗余分配問題。其余三部分內(nèi)容都是冗余分配的定量方法，去除了兩個簡化假設(shè)，用來處理有可靠性數(shù)據(jù)情況下的冗余分配問題。具體地，第二部分去除了第一個簡化假設(shè)，提出了一種考慮元件故障間相互影響的冗余分配方法。元件故障間相互關(guān)系是元件之間相互關(guān)系的一個特例。第三部分將兩個簡化假設(shè)都去除，提出了一種既考慮元件故障間相互影響、又考慮元件多狀態(tài)性的冗余分配方法。第四部分對第三部分的內(nèi)容進(jìn)行了拓展，既考慮了元件的多狀態(tài)性、又考慮了元件之間的相互關(guān)