[发明专利]一种基于统一模型的故障树模型自动生成方法

权利要求书

1.一种基于统一模型的故障树模型自动生成方法，其特征在于：它包括如下步骤：

步骤一：定义融合表达功能与可靠性特性的统一模型，明确元模型要素及元模型间连接及动态触发关系的形式化表达，元模型包含的要素包括状态、输入/输出变量、变量的初始值、事件、变迁、逻辑、子单元、静态连接、动态触发：

1.定义功能与可靠性统一模型的元模型；

2.建立元模型内部元素间关系原理；

3.建立单元元模型间连接及触发依赖关系原理；

步骤二：根据基于逻辑约束的故障树模型逻辑判断流程，判断状态变量之间的逻辑关系；

假设有n个状态变量(X₁,X₂,…,X_n)，其中X₁有m₁个状态，X₂有m₂个状态，…，X_n有m_n个状态，并且有1m₁≤m₂≤…≤m_n，此外状态变量集合(X₁,X₂,…,X_n)满足确定的“与”、“或”或者“N中取K”逻辑，具体步骤如下：

(1)令所有状态变量(X₁,…,X_n)均取1，且循环变量初始化i＝1；

(2)判断in？

①如果是，令X_i＝2，令其它变量均取1，转子步骤(3)，

②如果否，转到子步骤(5)；

(3)判断是否满足Y＝Min(X₁,…,X_n)？

①如果是，令i＝i+1，转到子步骤(2)，

②如果否，转到子步骤(4)；

(4)判断i＝1？

①如果是，那么即为“与”逻辑，

②如果否，转到子步骤(5)；

(5)判断i＝n？

①如果是，则为“或”逻辑(k＝1)，流程结束；

②如果否，则为“N中取K”逻辑，且k值取n-i+1，流程结束；

步骤三：将功能与可靠性统一模型与静态故障树模型事件、“与”、“或”、“N中取K”逻辑门对应转换为故障树模型的顶事件、中间事件、底事件、逻辑门，具体如下：

1.将无输入单输出的多状态单元映射转换为故障树模型底事件；

2.将单输入单输出的多状态单元映射转换为故障树模型的带“或”逻辑的顶事件或中间事件，以及底事件；

3.将多输入单输出的多状态单元映射转换为故障树模型，需考虑从多输入到单输出之间的逻辑：

1)“或”逻辑转换：多状态单元的“或”逻辑，将转换为故障树模型的“与”逻辑；

2)“与”逻辑转换：多状态单元的“与”逻辑，将转换为故障树模型的“或”逻辑，底事件之间的逻辑则单独确定；

3)“N中取K”逻辑转换：多状态单元的“N中取K”逻辑，仍将转换为故障树模型的“N中取K”逻辑，底事件之间的逻辑则单独确定；

4.将多输入单输出的多状态逻辑单元映射转换为故障树模型；

步骤四：给出从功能与可靠性统一模型的连接关系自动生成静态故障树模型的完整流程算法，自动生成基于功能与可靠性统一模型的故障树模型，其具体步骤如下：

(1)根据故障树模型生成要求，确定要考察的系统模型最终输出单元的待考察输出端口，假设为p；

(2)访问端口p；

(3)判断端口p的宿主节点v是否为功能单元；

①如果是，跳转到子步骤(4)；

②如果否，访问端口p的前驱端口，并令其为p，跳转到子步骤(2)；

(4)判断端口p的宿主节点v是否为起始节点；

①如果是，根据转换规则1创建宿主节点v的对应的底事件节点，转到子步骤(11)；

②如果否，根据节点v的端口p对应的Constraint逻辑约束判断单元的逻辑c；

(5)判断逻辑c是否为与逻辑，

①如果是，创建节点v对应的故障树模型或门g；

②如果否，转到子步骤(6)；

(6)判断逻辑c是否为或逻辑，

①如果是，创建节点v对应的故障树模型与门g,

②如果否，转到子步骤(7)；

(7)逻辑c为K/N逻辑，创建节点v对应的故障树模型K/N门g；

(8)将新创建的逻辑门节点g添加到上一个创建的逻辑门节点下；

(9)遍历Constraint所关联的所有输入端口集合{p₁,p₂,…,p_n}，循环变量i，初始为i＝1；

(10)访问端口p_i对应的前驱端口，令其为p，转到子步骤(2)；

(11)判断i＝n？

①如果否，令i＝i+1，转到子步骤(11)；

②如果是，结束流程。