[发明专利]基于系统生存特征的系统可靠性评估方法

权利要求书

1.一种基于系统生存特征的系统可靠性评估方法，其特征在于该方法包含以下二部分：

第一部分：基于通用生成函数计算系统生存特征；

计算系统生存特征是后续可靠性评估的基础，计算系统生存特征包括以下四个步骤：

步骤1：根据故障率或其他可靠性相关指标，对系统中的所有组成单元进行分类，确定所有单元所属的类别k、系统中属于第k类的单元总数量m_k和系统中单元的总类别数K；

步骤2：利用UGF对系统所有组成单元进行初始化表达，得到所有单元的UGF表达式如下：

其中，g_ks是第k类单元的状态向量，共包含K个元素，在g_k0中K个元素全为0，在g_k1中第k个元素值为1，其他元素全为0；p_ks是与g_ks对应的系统功能影响因子，p_k0的值为φ，φ为符号常量，p_k1的值为1，具体如下：

步骤3：按照系统可靠性框图中，单元之间的串联、并联等不同连接类型对单元的UGF表达式进行计算，得到系统的UGF表达式；

若n单元之间的连接类型为并联，则由这些单元并联组成的系统的UGF表达式u_s(z)的计算公式为：

其中，操作符的运算规则如下：

以由两单元并联组成的系统为例，该系统的UGF表达式u_s(z)计算过程如下：

若n单元之间的连接类型为串联，则由这些单元串联组成的系统的UGF表达式u_s(z)的计算公式为：

其中，操作符的运算规则如下：

以由两单元串联组成的系统为例，该系统的UGF表达式u_s(z)计算过程如下：

若可靠性框图中，系统的n个组成单元之间连接类型为嵌套多层次串并联，则先计算系统中由单元简单串联或并联组成的最低层次子模块的UGF表达式，再根据最低层次子模块的UGF表达式计算其上一层次模块的UGF表达式，重复此步骤，直到计算出系统的UGF表达式；

步骤4：根据系统的UGF表达式u_s(z)计算系统的生存特征计算方法如下：

令

其中，g_s＝(l₁，l₂，...，l_K)，则

第二部分：利用系统生存特征的计算结果，估计系统可靠度指标，完成系统可靠性评估；

估计系统可靠性指标包括以下一个步骤：

步骤1：基于生存特征，推导出系统可靠度计算公式如下：

假设不同组件类型的失效时间相互独立，则上式中

因此，系统可靠度可由系统生存特征和不同组件类型的故障概率密度函数计算得到：