尚彦龙，蔡 琦，赵新文，赵宇光

(海军工程大学 动力工程学院，湖北 武汉 430033)

核动力系统在使用过程中，随着工作时间的增加，设备性能会不断发生退化，同时还会伴随随机故障的发生，即设备具有性能退化故障和随机突发故障的双重特性。核动力装置的维修保障通常采用三级维修机构，即基层级、中继级和基地级。核动力系统在任务周期内的故障，需视情况由基层级进行现场维修或返回基地由中继级或基地级实施维修。同时，基于对系统性能恢复的考虑，在其性能退化到一定程度时，中继级和基地级维修机构会对其进行预防性维修。因此，考虑性能退化和多级保障条件下的核动力系统可用度分析是较为复杂和困难的问题。

传统基于二元逻辑的可靠性分析方法仅关注设备成功与否，对考虑设备性能退化的系统可用度分析缺乏合适的评判依据和建模手段。对于发生性能退化的系统可用度分析，合适而有效的建模工具是基于多状态系统理论的可用度分析方法。目前，用于多状态系统可靠性或可用度分析的方法[1]主要有：1) 布尔模型的扩展方法；2) Monte-Carlo仿真方法；3) Markov过程方法；4) 通用发生函数(UGF)方法。其中，前两种方法在分析结构复杂和状态数目较多的复杂系统时存在建模和计算方面的困难。而Markov过程方法能用于描述因退化、失效和维修引起的设备状态改变，计算得到设备在相应状态下的概率。UGF方法利用发生函数的复合运算能量化设备性能和状态概率对系统性能和状态概率的影响，在多状态系统可靠性、可用度分析方面表现出较强的优势[2-3]。……