基于随机故障序列的制造系统动态可靠性仿真

采用随机故障序列、Petri网理论和蒙特卡洛仿真评估制造系统的动态可靠性.给出随机故障序列、序列重要度以及关键部件的定义,阐述随机故障序列的分析流程.基于随机Petri网理论建立系统可靠性分析模型,得到系统状态标识表:由状态标识表构建可达树,根据可达树求得系统的随机故障序列集.利用最小路集方法判定系统故障与否,分析仿真过程中避免部件过度故障问题及其解决方法;利用蒙特卡洛仿真计算随机故障序列的发生规律,评估系统的动态可靠性.通过计算每一个故障序列发生的次数、频率和持续时间等指标,确定影响系统可靠性的关键部件和瓶颈环节,为系统可靠性增长提供了理论依据.完成某供油系统动态可靠性案例分析,仿真结果验证所提出方法的正确性和有效性.     

制造系统动态可靠性建模理论及其应用

在分析传统可靠性设计理论存在缺陷及面临挑战的基础上，评述动态可靠性建模主要方法。利用Petri网对动态系统的描述能力，将Petri网应用于系统故障分析和动态可靠性计算中，提出了基于故障Petri网的动态可靠性建模方法。以某挖掘机液压系统为例，研究了制造系统故障的Petri网静态描述和动态可靠性计算方法，求解得到系统可靠性数值指标。应用表明，随机Petri网在故障传播描述以及系统动态可靠性分析方面具有优势.     

基于随机故障Petri网的液压系统可靠性建模与分析

文章针对复杂系统动态可靠性建模的困难，利用Petri网对动态系统的描述能力，将Petri网应用于系统动态可靠性分析领域。基于模块化思想，提出随机故障Petri网的动态可靠性建模方法，有机地集成了二元决策图算法与马尔可夫过程理论的优点。通过液压系统实例验证了该方法的有效性。     

复杂系统动态可靠性建模及其数值仿真研究

分析传统可靠性建模理论存在的缺陷,提出复杂系统动态可靠性求解的可行方法.以系统结构、功能及故障分析为基础,建立系统可靠性随机Petri网模型,得到系统的状态空间及可能的故障状态,为动态可靠性数值仿真创造条件.以Petri网模型为基础,基于蒙特卡洛仿真求解系统动态可靠性指标,通过仿真,分析影响系统可靠性的关键因素.并以某城市排污液压系统为例,验证方法的有效性.     

随机故障注入结合神经网络法的机电系统可靠性计算方法

将随机故障注入方法与神经网络技术相结合,提出机电系统多失效模式可靠性计算方法。以液压缸内外泄漏故障为事例,将虚拟故障信息注入活塞杆线性定位系统一体化仿真模型中。利用神经网络较强的函数逼近功能,得到关键敏感特征参数与系统状态信号间的显式极限状态方程,将系统的可靠性概率约束转化为一个等价的确定型,避免了机电系统动态响应的多次遍历运算。再结合随机模拟,避开了各失效模式极限状态函数间复杂的相关性讨论。采用正交试验设计方法对机电系统进行参数灵敏度分析并精简样本。基于随机故障注入-神经网络法得到了关键敏感特征参数的改变对机电系统可靠性的影响规律,进而获得了参数的可靠性区间及失效临界值。为机电系统的可靠性分析和设计提供了参考和依据。     

基于随机失效序列的制造系统动态可靠性分析

制造系统的动态可靠性不仅取决于系统零部件的失效模式,还与零部件的失效顺序密切相关。针对现有随机失效序列可靠性研究方法的不足,利用Petri网对动态系统的描述能力,将Petri网应用于动态可靠性及失效序列分析中。以系统Petri网模型为基础构造可达树,基于可达树得到系统所有可能的失效序列,给出了失效序列事件发生概率的计算方法,通过计算失效序列的发生概率求解系统动态可靠性指标。最后,以一制造单元实例验证方法的有效性。     

某型卧式加工中心自动换刀系统可靠性与故障分析

首先介绍了某型卧式加工中心自动换刀系统的结构特点和换刀过程,然后对其可靠性试验数据进行了分析,并以此为基础建立了换刀系统的可靠性模型,分析了其可靠性特性,结果表明其可靠性薄弱环节为机械手装置和刀库装置。此外还从机械手故障、刀库故障、液压故障和电气控制故障4个方面对其常见故障进行了详细分析,为其可靠性改进和故障维修指明了方向。     

基于FMECA与FTA的立式磨床可靠性分析

根据高精度立式磨床的故障数据,利用故障模式与故障树相结合的方法对数控磨床可靠性进行分析。首先对该数控磨床系统级故障分布情况及其危害度进行研究,再针对危害度较高的子系统进行故障模式分布情况及其危害度分析,最后基于危害度较高的故障模式进行故障树分析,找出其故障发生的主要原因和故障机理,并提出相应的可靠性改进措施,为数控磨床的可靠性设计、分析、维修等提供依据。     

基于模糊故障树理论卷板机可靠性分析

利用故障树对卷板机的升降工作辊系统进行可靠性分析,考虑到基本事件的发生概率存在不确定性,采用三角模糊数将故障树中基本事件的发生概率模糊化,根据最小割集法的求解对其故障进行定性分析,利用定义和中值法对其故障进行定量分析,建立了基于三角模糊数的故障树分析方法流程,为提高系统的可靠性提供了分析依据。     

基于GSPN模型的系统动态可靠性仿真研究

分析了传统可靠性建模方法存在的缺陷,提出基于广义随机Petri网（GSPN）的复杂系统动态可靠性建模方法,将变迁分为瞬时变迁和赋时变迁,采用赋时变迁表示零部件故障及其维修过程,以禁止弧表达系统故障与修复状态的转换,建立典型可修复系统动态可靠性分析的GSPN模型。针对因非指数分布、状态空间爆炸等导致的GSPN模型求解难题,提出基于蒙特卡罗仿真的求解方法,通过对变迁发生次数及其持续时间、库所状态等参数的统计,计算系统动态可靠性指标。以挖掘机液压回路为例,验证了所提方法的可行性。     

线性连续系统的动态与渐变耦合可靠性分析

机械设备的零部件通常承载着动态载荷,且由于制造的不确定性致使几何元素的尺寸、形状以及相互位置具有随机性,同时多于80%的零部件都是由于某些量的劣化导致渐变失效,因此,开展动态与渐变耦合可靠性研究对于机械行业的发展具有极为重要的意义。研究随机参数线性连续系统遭受强度劣化和承受动态载荷时的可靠性问题。根据线性连续系统的随机动力学理论获得随机响应的计算公式,由此建立随机交变应力的计算模型。采用一随机变量描述初始强度的不确定性,利用非平稳Gamma过程描述强度劣化量的演变过程。在此基础上构建线性连续系统的动态与渐变耦合状态函数和可靠度表达式。应用提出的方法分析轴扭转振动系统的动态与渐变耦合可靠性,将当量正态化法和设计验算点法相结合以估算动态与渐变耦合可靠度,采用中心差分方法分析该可靠度的敏感性。利用数值实例验证提出方法的实用性和有效性。结果表明,提出的动态与渐变耦合可靠性分析方法能够有效解决随机参数线性连续系统遭受强度劣化和承受动态载荷时的可靠性分析问题。     

共因失效系统动态可靠性模型

考虑共因失效相关性,在系统层运用应力-强度干涉模型建立了共因失效系统可靠性模型。在研究系统可靠性模型的基础上,建立了系统强度的累积分布函数和概率密度函数。采用泊松随机过程来描述载荷的作用过程,运用概率微分方程和全概率公式建立了强度随时间退化时的串联系统、并联系统以及k/n系统动态可靠性模型。以强度退化服从指数退化规律为例,研究了串联系统、并联系统以及k/n系统的可靠度和失效率随时间的变化规律。研究表明:系统的可靠度随时间逐渐降低,k/n系统的可靠度介于串联系统和并联系统之间;系统的失效率具有“浴盆”曲线的特征。     

基于Petri网理论的动态系统可靠性建模方法研究

利用Petri网对动态系统的描述能力，将Petri网应用于机械系统可靠性分析领域。研究了基于Petri网理论的故障事件及其逻辑关系的表达方法，探讨了将Petri网应用于复杂动态系统可靠性建模的方法，给出了应用示例。     

刚柔混合非线性转子系统的动态应力可靠性及可靠性灵敏度研究

以工程实际中具有复杂结构的非线性转子系统为研究对象,以有限元分析软件和多体动力学仿真软件为平台,建立参数化刚柔混合非线性转子动力学模型,对转子系统进行动力学仿真,并结合神经网络技术,随机摄动技术,可靠性设计和可靠性灵敏度设计相关理论,建立动态应力可靠性模型,提出对具有复杂结构的非线性转子系统的可靠性灵敏度设计的新方法,研究设计参数的改变对转子系统可靠性的影响,得到可靠性对基本随机变量均值和方差的灵敏度,在基本随机变量是混合变量的情况下对其灵敏度进行量纲一化,将各个基本随机变量对可靠性的影响程度进行排序,为产品在设计阶段提供理论参考,有着积极的现实意义和理论价值。     

考虑共因失效的新型连续时间动态 贝叶斯网络可靠性分析方法

现代系统失效行为复杂,动态性与相关性并存。首先为直观准确地刻画分析系统中的动态失效行为,提出新型连续时间动态贝叶斯网络分析方法,利用节点时序条件概率表刻画事件关系,进而提出基于节点时序条件概率表规则执行度与冲激函数抽样性质的子节点故障概率、根节点后验概率及重要度的计算方法;进一步,针对共因失效引起的系统相关性失效行为,提出考虑共因失效的新型连续时间动态贝叶斯网络分析方法,解决系统失效逻辑动态性和相关性的重叠问题。通过与贝叶斯网络、离散时间动态贝叶斯网络分析方法、Markov链、Monte Carlo法对比,验证所提方法的可行性与优越性。最后,对动态失效相关系统进行可靠性分析,结果表明,本文方法能够直观有效地刻画动态性与相关性失效行为,得到准确的系统可靠性指标,考虑共因失效相比于忽略共因失效,在任务时间为5×10~6 h时能够提高系统29%的可靠性分析精度,更加符合实际。