朱茂强,陶 军

(武汉科技大学 汽车与交通工程学院,湖北 武汉 430065)

0 引 言

随着系统规模和复杂性的不断增加,对系统进行可靠性分析变得尤为重要。故障树分析是解决大型复杂系统可靠性问题的有力工具,但在面对大型复杂系统的建树问题时,传统的人工构建故障树已经不符合工程实践的需求[1-2],计算机自动建树成为可靠性领域的一个热点研究问题。

常见的故障树自动建树方法有以下几种。传递函数法[3]是为每一个部件建立与之对应的故障传递函数,可表征多种故障模式;决策表法[4-6]是将部件输入事件与输出变量值关联,形成一个扩大版的真值表;泰勒法[7-8]是对传递函数法的改进,主要基于最小树(minitree)模型,并通过传播方程、事件陈述和决策表描述部件的“最小树”模型。然而,上述方法并不适用于大型复杂系统。这些方法单从系统抽象本身或简单的“两态”分析出发,缺少对部件多故障行为的描述和复杂系统结构的处理算法,很难在不简化系统结构的情况下对大型复杂系统进行有效分析。为此,该文提出了一种基于标准化模型的多态故障树建造方法,并在此模型的基础上,提出能够处理存在串、并联结构和反馈回路结构系统的自动建树算法。最后以冷却系统为例进行建树分析,验证模型和建树算法的可行性。

1 多态故障的标准化描述

1.1 多态划分

系统的多态表达是基于对部件的多态描述。有别于传统建树好坏“两态”的建树原则[9-11],多态部件模型规范化地描述系统中各部件的失效等级,并以输出偏差的方式定义部件的故障等级。……