完备与不完备背景关系中蕴含的系统功能结构分析

考虑完备或不完备背景关系中蕴含的元件与系统功能结构关系,提出了基于因素空间理论中因素逻辑的系统功能结构分析法,给出了该方法的严谨的数学定义系统及分析过程的逻辑数学描述。对完备和不完备两个例子进行分析后得到了两个不同的系统功能结构表达式,说明完备背景关系可得到唯一确定的系统功能结构,不完备背景关系可以得到一族确定的系统功能结构。如果不完备背景关系是完备背景关系的子集,那么在不完备背景关系中一定能找到功能之间的线性关系,以补充不完备背景关系。该方法是严谨的逻辑数学推理,可用于广泛领域类似问题的分析。     

SFT中故障及其影响因素的背景关系分析

为了使空间故障树具有智能推理的能力,采用因素空间中背景关系分析的基本原理,提出了可分析实际故障数据的故障及影响因素关系分析方法。将影响故障因素设为影响因素,将故障概率设为目标因素,通过建立相空间,制定背景关系状态对应表来分析背景空间,计算因素边缘分布,最终得到影响因素对目标因素的影响情况。该方法可通过定性分析后根据故障状态频率定量得到影响因素对目标因素的影响程度。最后通过实例分析得到元件使用时间和使用温度对故障概率的影响情况,并给出分析的具体过程。     

基于集对分析的SFT特征函数重构及性质研究

为研究系统功能状态中确定(可靠及失效)和不确定状态之间的关系,本文提出使用联系数重构空间故障树(space fault tree,SFT)的特征函数.确定和不确定状态使用二元联系数特征函数;可靠、不确定和失效状态使用三元联系数特征函数.本文论述了使用集对分析思想研究系统功能状态的可行性,得到了元件故障概率分布和系统故障...     

空间故障网络及其与空间故障树的转换

空间故障树是一种研究系统可靠性与影响因素关系的理论体系,用树型结构描述元件与系统之间的可靠性关系。但实际故障发生过程是复杂的,难以表示成树型结构,而更为广泛的是网状结构。因此,尝试将空间故障树中的树型结构转换为网络结构,进而形成空间故障网络。给出空间故障网络的定义、性质及其与空间故障树的转换方法。目的是将空间故障网络转换为空间故障树,以利用空间故障树已有研究结果。给出一般结构和多向环结构的空间故障网络,及其转换为空间故障树的方法。为使用空间故障树理论研究一般网络结构故障发生过程提供方法。     

SFT中因素间因果概念提取方法研究

为了分析空间故障树中实际故障数据与影响因素之间的因果关系,基于因素空间思想,在空间故障树理论框架内提出一种因素间因果概念的提取方法。针对故障数据分析,将影响元件故障的使用时间和使用温度作为影响因素;将元件故障概率作为目标因素。通过背景关系分析和基本概念半格分析得出影响因素和目标因素之间的因果概念。将理论和实际中概念的外延和内涵统一,使方法兼顾理论和实际。分析结果中包括了三种基本概念：不可再分的基本概念、中间基本概念、不包含故障概率相的概念。前者属于真概念,可用于实例因果概念分析;后两者不能用于实例因果概念分析,只可作为根据影响因素对对象进行分类的概念。     

故障概率与影响因素因果关系的推理方法研究

为了研究元件故障发生概率与影响故障因素之间的因果关系,基于因素空间理论的基本思想,在空间故障树框架内提出了影响因素和目标因素因果逻辑关系的两种推理方法。即状态吸收法和状态复现法,前者尽量使最终推理结果包含所有状态信息,是广度优先方法;后者尽量使出现频率大的状态信息起主导作用,是深度优先方法。解释了上述两种方法出现的必然性。应用上述方法分析了故障概率与使用时间和使用温度之间的因果逻辑关系,并与已有分析结果进行比较。表明所得因果关系基本覆盖了故障概率分布特征,验证了方法的正确性。给出了方法的适应性特点及缺点。     

基于ANN求导的DSFT中故障概率变化趋势研究

为了在遇到不利工作环境之前,提前采取措施控制元件故障发生,提出基于ANN求导的元件故障概率变化趋势的确定方法。该方法可在不了解系统或元件构成和性质的情况下,仅利用实际故障监测数据分析不同工作环境下元件故障概率变化的趋势和程度。同时该方法也充实了空间故障树(SFT)下的离散型空间故障树(DSFT)理论。论文给出了ANN求导法处理问题的理论基础和公式推导。结合了一个元件进行了方法的应用,并最终得到了该元件的故障概率变化趋势。为实际生产中“先知先觉”的故障预防控制措施提供参考。     

基于状态空间表示法的机械产品概念设计

分析了机械工程系统的功能关系。确立待设计系统的状态变量，利用键合图的基础元件建立状态空间转换矩阵，根据机械系统中能量传递建立系统状态空间模型，采用状态空间变换操作，产生多个设计方案，并结合电动静脉注射器设计说明其应用。     

有限制条件的异类元件构成系统的元件维修率分布确定

为了研究不同类型元件组成系统后,元件各自的维修率;同时考虑工作环境因素对维修率的影响,提出了元件维修率分布的概念。元件维修率分布是通过将SFT中故障概率分布代替Markov链中失效率实现的。给出了不同元件组成的并联和串联系统的元件维修率分布推导过程。实现维修率分布的计算关键在于状态转移概率 范围的确定,及不同元件故障率与维修率的比值,即为计算过程所需的限制条件。给出了 范围和比例限定的计算方法和依据。对一个混联系统进行分析,说明了 范围依赖于系统结构并计算得到 ,也得到了系统中三个不同元件的维修率分布。     

SFT中的因素作用路径与作用历史

为了描述SFT中系统或元件在不同工作环境状态下经历变化的特征,提出了因素作用路径和作用历史的概念。作用路径描述系统或元件在不同工作状态变化过程中所经历状态的集合。作用历史描述经历作用路径过程中的可积累状态量。给出使用作用路径和作用历史分析问题的步骤。列举一例子,计算在设定条件下的元件维护成本。计算作用路径分别为AB和ACB两种,作用历史中使元件故障概率等于20%的维护成本,该维护成本是通过调整使用时间t和使用温度c产生的。最后给出以实例为背景的作用历史计算方法的不足、面临的问题和可能的解决方法。     

安全科学中的故障信息转换定律

为在安全科学领域实现从故障信息到安全决策过程,本文提出了安全科学中的故障信息转化定律。安全科学核心之一是系统可靠性。随着信息数据和智能科学的发展,系统可靠性理论也应跟随并发展。信息生态方法论是不同于传统机械还原论的方法论,可全方位研究故障信息。因素空间理论是基于因素的智能科学数学基础。空间故障树理论则是研究可靠性与因素关系的系统科学方法。因此三者在因素、系统变化及其特征研究方面具有天然的集成性。分别提供了研究系统可靠性的方法论、智能数学基础和具体实施平台。信息生态方法论和因素空间理论可指导并融入空间故障树理论的发展。从而为安全科学基础理论提供符合信息和智能科学的系统可靠性分析理念和方法,为安全科学的信息化及智能化作出尝试。     

空间故障树与因素空间融合的智能可靠性分析方法

现有系统可靠性分析方法一般具有针对性,缺乏广泛的适应性和扩展性。由于智能科学、信息科学和大数据技术的涌现和发展,使得传统可靠性分析技术难以适应新的需要。因此作者提出了空间故障树理论,目的是分析多因素影响下的系统可靠性变化特征。将空间故障树理论与因素空间理论、云模型、模糊数学及系统稳定性等相结合,使其具有智能分析和故障大数据处理能力,以满足未来技术环境下的分析要求。本文论述了空间故障树和因素空间的发展史及主要理论与功能;以及两种理论结合,描述和分析系统演化过程的可行性。研究表明,空间故障树理论具有良好的扩展性和适应性,可适应未来技术环境,也可作为系统演化过程分析的普适框架。     

基于时序关系的系统失效可达图生成方法

针对状态事件故障树生成系统可达图过程中存在的状态空间爆炸问题,提出了一种基于时序关系的系统失效可达图生成方法。通过分析触发和被触发类型事件的时序关系,对存在时序关系的事件进行排序,根据时序关系获得系统构件间的所有不可同时到达状态对,对构件间的可同时到达状态建立笛卡尔积,获得系统的所有可同时到达状态对,根据连接表和最小割集获得系统失效的状态可达图,从而有效解决系统失效可达图生成过程中存在的状态空间爆炸问题。应用基于时序关系的系统失效可达图方法生成鱼攻系统失效可达图,实验结果 验证了该方法的可行性与稳定性; 同时也为表明其能有效地缓解状态空间爆炸问题,为状态事件故障树生成系统可达图提供了一种新的方法。     

基于知识粒度的决策空间方法研究与实现

本文利用粗糙集理论中的粗度概念，在对获取规则进行扩展性的粒度描述的基础上，提出了一种工具——知识依赖关系图（KDRD），构造了n维知识粒度决策空间以及基于多决策类的同构映射决策空间，建立了基于KDRD和决策空间的决策算法，并结合机械故障诊断说明了本方法非常适于故障诊断等通过结论获取原因的智能决策系统．