基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的機(jī)械系統(tǒng)可靠性評估.pdf

1、對于復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行可靠性評估,由于費用和試驗組織等方面的原因,不可能進(jìn)行大量的系統(tǒng)級可靠性試驗,如何充分利用單元和系統(tǒng)的各種試驗信息對系統(tǒng)可靠性進(jìn)行精確的評估是一個復(fù)雜的問題。目前機(jī)械系統(tǒng)可靠性評估常用的方法有:可靠性框圖法,故障樹方法,Monre-Carlo仿真方法等。但由于這些方法都有一定的局限性,因此更合適的可靠性評估方法還有待進(jìn)一步研究。
　　 在傳統(tǒng)的元件/系統(tǒng)可靠性研究中,一般是把研究對象看作只有兩種狀態(tài),即失效和完好

2、,僅用“是”與“否”二值邏輯來描述產(chǎn)品是否能完成規(guī)定功能的情況。但在實際應(yīng)用中元件/系統(tǒng)可能存在多種狀態(tài),如閥門系統(tǒng)可能存在正常、堵、漏、開關(guān)不靈等多種狀態(tài),而且每種狀態(tài)都存在一個失效漸近的問題。僅僅研究閥門的兩態(tài),由此建立的可靠性模型與實際情況存在較大差異。
　　 “相關(guān)”是系統(tǒng)失效的普遍特征,忽略系統(tǒng)的相關(guān)性,簡單地在各部分失效相互獨立的假設(shè)條件下對系統(tǒng)可靠性進(jìn)行定性分析和定量計算,常會導(dǎo)致較大的誤差。
　　 貝葉斯

3、網(wǎng)絡(luò)(Bayesian networks)提供了一種知識圖解化的表示方法,可以對結(jié)點變量之間的因果概率關(guān)系進(jìn)行有向圖解描述,主要用于不確定性知識表達(dá)、因果推理和診斷推理等。貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的推理模式多樣,可以有效地識別系統(tǒng)可靠性的薄弱環(huán)節(jié)。貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的圖形化顯示使得系統(tǒng)中元件間的關(guān)系更加直觀、清晰,將貝葉斯網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械系統(tǒng)的可靠性評估,對系統(tǒng)的多狀態(tài)和失效相關(guān)性進(jìn)行分析,是本文的研究重點。
　　 本文根據(jù)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的特點,對其在

4、機(jī)械系統(tǒng)可靠性評估中的應(yīng)用進(jìn)行了以下研究:
　　 (1)在詳細(xì)分析貝葉斯網(wǎng)絡(luò)特點的基礎(chǔ)上,將貝葉斯網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于機(jī)械系統(tǒng)尤其是復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)可靠性的評估,建立基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)可靠性評估模型。該模型能夠監(jiān)視系統(tǒng)中的任何不確定性變量,不僅可以求出系統(tǒng)正常工作概率,而且可以計算出系統(tǒng)條件失效概率,如可以方便地計算出某一個或某幾個元件故障時系統(tǒng)故障的條件失效概率,進(jìn)行推理診斷分析,找出系統(tǒng)的薄弱點。
　　 (2)以貝葉斯網(wǎng)絡(luò)在機(jī)械

5、系統(tǒng)上的應(yīng)用為基礎(chǔ),進(jìn)一步探索研究貝葉斯網(wǎng)絡(luò)在多狀態(tài)機(jī)械系統(tǒng)中的應(yīng)用,通過逐步的分析與算例驗證,建立基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)多狀態(tài)系統(tǒng)可靠性模型。應(yīng)用該模型進(jìn)行多狀態(tài)系統(tǒng)可靠性評估,使分析更加直觀、靈活;并且該模型不限制元件的數(shù)量,使得模型的應(yīng)用范圍更廣。
　　 (3)建立了考慮失效相關(guān)性的系統(tǒng)可靠性貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型,并應(yīng)用該模型對考慮失效相關(guān)性的典型系統(tǒng),如并聯(lián)系統(tǒng)、串聯(lián)系統(tǒng)和k/n(G)系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行了可靠性評估,同時用蒙特卡羅仿