申请/专利权人：中国人民解放军海军航空大学

申请日：2017-04-14

公开（公告）日：2021-01-05

公开（公告）号：CN107016448B

主分类号：G06F17/18(20060101)

分类号：G06F17/18(20060101);G06Q10/00(20120101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.01.05#授权;2017.08.29#实质审查的生效;2017.08.04#公开

摘要：本发明公开了一种故障维修时间服从任意分布的周期性检查装备可用性评估方法，其基本步骤包括：（1）问题的基本假设；（2）装备可用度模型的构建；（3）基于一种递归算法的系统可用度模型求解；（4）装备故障修理时间分布函数及参数的统计，维修策略和检查周期的确定；（5）装备在目标时间内的可用度计算。本发明可以求解系统故障时间维修时间服从不同分布形式，采用完全修理策略，检查周期变化的系统在任务检查周期内的瞬时可用性，以及整个寿命过程的极限平均可用度，求解结果真实有效，求解过程可以反映出故障时间、修理时间、检查周期之间的动态关系，为装备的设计和维护提供重要的参考依据。

主权项：1.一种故障和维修时间服从任意分布的周期性检查装备可用性评估方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，基本条件：系统在没有失效时系统如新；如果在进行周期检查时发现系统故障，则立即进行维修；维修时间分布函数为Gt，检查周期为τ，系统的故障时间分布函数为Ft，可靠度为系统在进行维修后，立刻恢复完好并可以继续运行；步骤二，构建系统的可用度模型：1系统在任意时刻的瞬时可用度为 2系统的极限平均可用度为 步骤三，求解系统的可用度表达式：1系统的瞬时可用度为 其中b＝Gτ；2系统的极限平均可用度为 步骤四，统计装备的故障行为信息：具体包括装备的故障时间分布函数Ft和分布参数，故障维修时间分布函数Gt和分布参数，装备检查周期τ；步骤五，计算不同时刻的系统可用度：将步骤四中的统计信息带入步骤三中的表达式，计算不同时刻的系统可用度，并在此基础上分析故障时间、检查周期和系统可用度的动态关系。

全文数据：一种故障维修时间服从任意分布的周期性检查装备可用性评估方法技术领域[0001]—种故障维修时间服从任意分布的周期性检查装备可用性评估方法，涉及到装备的可靠性、维修性，属于装备综合保障技术领域。背景技术[0002]针对目前很多装备很难实施实时监测检查的问题，大部分航空装备都是采取视情维修和定期检修相结合的方式。定期检修主要通过相对固定的检查周期对装备的部分系统或者部件进行检查、维修和保养。对于该类系统的的可用度最早由Barlow和Proschan在1975年提出，Hoyland和Rausand发展了该思想，在假设v=0的情况下，构建了一种特殊情况的系统可用度模型，Sarkar和Chaudhuri研究了系统故障时间服从伽马分布，修理时间服从指数分布，采取换件修理方式的系统可用性问题。该类问题目前大都是针对特定系统的具体模型，比如故障维修时间服从指数常数、指数指数、威布尔指数分布类型的可用度模型，尚未有系统故障维修时间服从一般概率分布的通用模型。发明内容[0003]航空装备多为复杂可修装备，具有部件类型多、结构各异的特点，故障和维修特性不尽相同，针对该问题本发明拟在已有研究的基础上，构建系统故障维修时间服从任意分布的周期性检查装备的可用度模型，分析系统在不同检查周期内的瞬时可用度、极限平均可用度，并对系统的故障时间、修复时间、检查周期的动态关系进行分析，其技术方案如下：[0004]步骤一，本发明对周期性检查装备可用度模型进行的假设[0005]假设系统在没有失效时系统如新，如果在进行周期检查时，发现系统故障，则立即进行维修，修理时间分布函数为Gt，检查周期为τ;系统在进行维修后，立刻恢复完好并可以继续运行，当系统状态为1时表示系统正常运行，当系统状态为〇时表示系统故障；[0006]步骤二，构建系统的可用度模型[0007]当系统在te[0，τ]运行时，不进行周期性检查，JZ=IV，F?为系统的可靠度函数，内=1-Fi，F⑴为系统的故障时间分布函数；[0008]当系统在teτ，τ+ν运行时，V为修理时间，ve[0，τ，采用全概率公式可得系统可用度：[0010]当系统在ki+v彡t彡（k+lτ+ν运行时，采用全概率公式可得系统的可用度[0012]由此可得到系统在任意时刻的瞬时可用度为[0014]系统的极限平均可用度为[0016]步骤三，求解系统的可用度表达式[0017]由步骤二可知，只需找到AGa和A[k+1T]的递推关系，即可获得A⑴的表达式，在此，令《=邱,b=G⑴，则满足0a，b1的条件；[0018]又令t=ki+u，CXuT：，可得j〇r+.«=令Wk=AkT，则满足条件wo=I，wi=a，wk+i=wka+1-wkb，推导可得，[0020]所以[0022]将此式带入系统的瞬时可用度方程，可求得系统在任意时刻的瞬时可用度为，[0024]系统的极限平均可用度为，[0026]步骤四，统计装备的故障行为信息[0027]统计装备的故障时间分布形式及参数、维修时间分布形式及参数、装备检查周期；对于历史数据充足的装备直接从其历史数据中统计以上信息，对于历史数据不充足的装备，则根据相似准则确定其对应的统计参数。[0028]步骤五，计算不同时刻的系统可用度[0029]将步骤四中的统计信息带入步骤三中的表达式，可以获得不同时刻的系统可用度;根据计算结果分析系统故障时间、修理时间和检查周期与系统可用度的关系，根据系统可用度要求合理确定故障时间和修理时间一定的装备检查周期。[0030]本发明构建了故障修理时间服从任意分布形式的周期检查装备在采取完全修理策略下计算可用度的解析模型，可以求解周期检查装备在目标时间内的可用度，计算方法有较强的通用性，计算结果为进一步分析检查周期和可用度的动态关系和设定合理的检查周期提供理论和技术支撑。附图说明[0031]图1为可用性评估方法的流程图；[0032]图2为系统故障维修服从威布尔正态分布时的瞬时可用度。具体实施方式[0033]可用性评估方法如图1所示，具体包括以下步骤。[0034]步骤一:确定系统的故障维修时间分布函数及参数[0035]系统故障维修时间为威布尔正态分布，故障时间分布函数为歹0=®ρ-ί；7Γ:，式中，m为威布尔分布的形状参数，η为威布尔分布的尺度参数；维修时间分布函数为_，μ为正态分布的均值，σ为正态分布的方差;威布尔分布参数分别为11=0.5和111=2，正态分布参数分别为11=0和〇=1;[0036]步骤二:构建系统的可用度模型[0037]同发明内容部分的步骤二。[0038]步骤三:确定系统的瞬时可用度方程[0040]步骤四：确定系统检查周期，计算系统可用度[0041]当系统的服从T=IOh时，系统的瞬时可用度如图2所示，系统平均极限可用度如下式所示，[0043]步骤五:分析系统检查周期和系统平均极限可用度的动态关系；[0044]表1中给出不同检查周期τ对应平均极限可用度Aav[0，m的计算结果，[0045]表1不同检查周期时系统的极限平均可用度[0047]由表1可知，对于该系统随着检查周期变长，其极限稳态可用度降低，当τ=1时，系统的极限可用度为0.4716。

权利要求：1.一种故障维修时间服从任意分布的周期性检查装备可用性评估方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，基本假设：假设系统在没有失效时系统如新；如果在进行周期检查时发现系统故障，则立即进行维修;维修时间分布函数为Gt，检查周期为T，系统的故障时间分布函数为Ft，可靠度为;系统在进行维修后，立刻恢复完好并可以继续运行；步骤二，构建系统的可用度模型：1系统在任意时刻的瞬时可用度为⑵系统的极限平均可用度为步骤三，求解系统的可用度表达式：1系统的瞬时可用度为步骤四，统计装备的故障行为信息：具体包括装备的故障时间分布函数Ft和分布参数，故障维修时间分布函数G⑴和分布参数，装备检查周期τ;步骤五，计算不同时刻的系统可用度：将步骤四中的统计信息带入步骤三中的表达式，计算不同时刻的系统可用度，并在此基础上分析故障时间、检查周期和系统可用度的动态关系。

百度查询： 中国人民解放军海军航空大学 一种故障/维修时间服从任意分布的周期性检查装备可用性评估方法

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