基于多層次監(jiān)測數(shù)據(jù)融合的多狀態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)可靠度評估方法研究.pdf

1、多狀態(tài)是現(xiàn)代復(fù)雜工程系統(tǒng)的典型特征。由于多狀態(tài)系統(tǒng)可靠性理論能更好地揭示系統(tǒng)在服役階段復(fù)雜的狀態(tài)衰退規(guī)律，近年來更是成為了學(xué)術(shù)界關(guān)注的熱點(diǎn)研究問題。然而，現(xiàn)有的大部分多狀態(tài)系統(tǒng)可靠性分析和評估方法的研究都以傳統(tǒng)的基于失效時(shí)間的可靠性模型為基礎(chǔ)。傳統(tǒng)基于失效時(shí)間的可靠性模型是依據(jù)系統(tǒng)大量失效時(shí)間數(shù)據(jù)，利用統(tǒng)計(jì)方法從“總體”或“靜態(tài)”層面對相同一批系統(tǒng)進(jìn)行評估，得到反映該類系統(tǒng)隨時(shí)間變化的可靠度指標(biāo)。該方法忽略了不同系統(tǒng)個(gè)體間多樣化的狀態(tài)退

2、化過程而導(dǎo)致的失效規(guī)律的不確定性，因而不能準(zhǔn)確地揭示某一特定系統(tǒng)個(gè)體的可靠度變化規(guī)律。對于某個(gè)特定系統(tǒng)個(gè)體，若能在其服役期內(nèi)收集反映其健康狀態(tài)的數(shù)據(jù)，利用這些數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)地更新系統(tǒng)的可靠性模型或可靠度函數(shù)，則能大大降低這種不確定性，繼而得到更精準(zhǔn)的可靠度評估結(jié)果，這就是本論文所要研究的多狀態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)可靠度評估方法的核心思想。
　　多狀態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)可靠度評估技術(shù)能評估單個(gè)多狀態(tài)系統(tǒng)在服役階段內(nèi)的健康狀態(tài)，揭示狀態(tài)退化規(guī)律以及預(yù)測在未來時(shí)間

3、內(nèi)的可靠性變化趨勢，是當(dāng)前可靠性領(lǐng)域發(fā)展的前沿和重點(diǎn)。有效地利用和融合系統(tǒng)在服役階段的數(shù)據(jù)是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)可靠度評估的關(guān)鍵。圍繞著多狀態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)可靠度評估問題，本論文主要開展基于多層次狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)融合的多狀態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)可靠度評估方法研究，從而揭示系統(tǒng)在服役期內(nèi)的失效機(jī)制和狀態(tài)退化規(guī)律。在此基礎(chǔ)之上，提出基于動(dòng)態(tài)可靠度評估的多狀態(tài)系統(tǒng)選擇性維修決策優(yōu)化方法。本文的主要研究內(nèi)容可以歸納為以下三個(gè)方面：
　?。?）提出了一種基于系統(tǒng)級不完全監(jiān)測

4、數(shù)據(jù)的多狀態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)可靠度評估方法。針對系統(tǒng)個(gè)體由于不同工作載荷和環(huán)境而出現(xiàn)的狀態(tài)退化規(guī)律的復(fù)雜性和不確定性，本文建立了一種基于系統(tǒng)級不完全監(jiān)測數(shù)據(jù)的多狀態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)可靠度評估模型，實(shí)現(xiàn)了利用系統(tǒng)級監(jiān)測數(shù)據(jù)對多狀態(tài)系統(tǒng)可靠度的動(dòng)態(tài)更新，提高了多狀態(tài)系統(tǒng)可靠度預(yù)測的準(zhǔn)確度。
　?。?）提出了一種基于多層次狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)融合的多狀態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)可靠度評估方法。圍繞著復(fù)雜多狀態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)可靠度評估中監(jiān)測數(shù)據(jù)的多層次性和不精確性問題，本文提出了一種

5、兩層遞歸貝葉斯模型，兼顧了監(jiān)測數(shù)據(jù)的不精確性問題，并有效地融合多層次數(shù)據(jù)對系統(tǒng)可靠度進(jìn)行動(dòng)態(tài)更新。通過算例比較，驗(yàn)證了該方法的正確性和有效性。
　　（3）研究了基于多狀態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)可靠度評估的多狀態(tài)系統(tǒng)選擇性維修決策優(yōu)化問題。針對系統(tǒng)部件在任務(wù)間隔期的維修決策問題，本文提出了一種新的多狀態(tài)部件非完好維修模型，并運(yùn)用遺傳算法解決了系統(tǒng)部件真實(shí)狀態(tài)不可知情況下的多狀態(tài)系統(tǒng)選擇性維修決策優(yōu)化問題。同時(shí)，本文還將系統(tǒng)動(dòng)態(tài)可靠度評估方法引入選