[发明专利]一种基于统一模型的故障树模型自动生成方法

说明书

一种基于统一模型的故障树模型自动生成方法包括如下步骤：(1)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；(2)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；(3)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；(4)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。

(1)技术领域

本发明提供了一种基于统一模型的故障树模型自动生成方法，旨在通过定义功能与可靠性统一模型，建立一种融合表达功能与可靠性特性的统一模型，并给出统一模型与静态故障树模型事件、静态逻辑门的转化规则及转化算法，进而自动生成静态故障树模型，提高可靠性建模工作效率。该发明属于可靠性工程领域。

(2)背景技术

故障树模型作为一种最具代表性的基础可靠性模型，是一种典型的二元逻辑基础模型，是可靠性和安全性设计分析工作的重要输出，是产品进行可靠性设计分析工作中不可缺少的环节。故障树模型分析方法的出发点是一个严重的故障或失败事件，通过自上至下的方法，分析导致上层事件发生的下级事件及其组合，得出底层事件。建立故障树模型，需要明确系统功能和运行原理，运用故障树模型分析方法进行人工建模，这种人工建模的方式不但存在严重依靠分析人员的经验和能力、不同人员建模一致性差的缺点，同时对复杂系统，手工建立故障树模型的效率低下，并且极其容易出错。因此，有必要给出一种故障树模型自动生成方法，实现复杂系统全面、准确、快速的故障树模型自动生成。

(3)发明内容

本发明是一种基于统一模型的故障树模型自动生成方法，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？