提高系統(tǒng)可靠性的冗余分配方法.pdf

1、增加冗余是提高系統(tǒng)可靠性的常用方法。通常，最優(yōu)的冗余增加方案可以通過(guò)求解冗余分配優(yōu)化問(wèn)題來(lái)獲得。然而，有兩方面因素制約了大部分冗余分配方法在現(xiàn)實(shí)問(wèn)題中的應(yīng)用：缺少可靠性數(shù)據(jù)以及有可靠性數(shù)據(jù)時(shí)進(jìn)行的兩個(gè)簡(jiǎn)化假設(shè)。
　　在實(shí)際工程問(wèn)題中，當(dāng)可靠性數(shù)據(jù)丟失或者沒(méi)有采集時(shí)，應(yīng)用定量的方法（例如求解冗余優(yōu)化問(wèn)題）進(jìn)行冗余分配是不可行的。此時(shí)，己知的信息可能僅僅包括系統(tǒng)的功能、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、組成元件、可能的故障及其原因等。為了能充分利用這些定性的

2、己知信息來(lái)進(jìn)行冗余分配，則需要提出一種定性的冗余分配方法來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)可靠性數(shù)據(jù)情況下的冗余最優(yōu)分配。
　　當(dāng)可靠性數(shù)據(jù)可以獲得時(shí)，分配冗余時(shí)則應(yīng)該應(yīng)用更為精準(zhǔn)的定量的冗余分配方法。但是，大部分冗余分配方法都進(jìn)行了以下兩個(gè)簡(jiǎn)化假設(shè)：元件之間相互獨(dú)立以及兩狀態(tài)性。具體來(lái)講，第一個(gè)假設(shè)是假定系統(tǒng)的元件之間是相互獨(dú)立的。一個(gè)元件不會(huì)影響到另一個(gè)元件。第二個(gè)假設(shè)是假定系統(tǒng)或元件只有兩個(gè)狀態(tài)，即完全工作和徹底失效兩個(gè)狀態(tài)。雖然這兩個(gè)假設(shè)可以簡(jiǎn)化冗

3、余分配問(wèn)題的求解，但是它們可能會(huì)造成偏差很大的可靠性估計(jì)。而基于這種很不準(zhǔn)確的可靠性估計(jì)所得到的最優(yōu)的冗余分配方案也是令人質(zhì)疑的，可能也不能滿足實(shí)際要求，這會(huì)對(duì)那些對(duì)可靠性要求很高的工程項(xiàng)目帶來(lái)很多的問(wèn)題。因此，在進(jìn)行冗余分配時(shí)，很有必要提出新的冗余分配方法，以去掉這兩個(gè)簡(jiǎn)化假設(shè)。
　　因此，本論文提出了解決以上兩方面因素的冗余分配新方法。本論文一共包括四部分內(nèi)容。第一部分提出了一種定性進(jìn)行冗余分配的方法，用來(lái)處理無(wú)相關(guān)可靠性數(shù)據(jù)

4、情況下的冗余分配問(wèn)題。其余三部分內(nèi)容都是冗余分配的定量方法，去除了兩個(gè)簡(jiǎn)化假設(shè)，用來(lái)處理有可靠性數(shù)據(jù)情況下的冗余分配問(wèn)題。具體地，第二部分去除了第一個(gè)簡(jiǎn)化假設(shè)，提出了一種考慮元件故障間相互影響的冗余分配方法。元件故障間相互關(guān)系是元件之間相互關(guān)系的一個(gè)特例。第三部分將兩個(gè)簡(jiǎn)化假設(shè)都去除，提出了一種既考慮元件故障間相互影響、又考慮元件多狀態(tài)性的冗余分配方法。第四部分對(duì)第三部分的內(nèi)容進(jìn)行了拓展，既考慮了元件的多狀態(tài)性、又考慮了元件之間的相互關(guān)