一种高端复杂装备可靠性分析方法及系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115829200A(43)申请公布日2023.03.21(21)申请号202211379689.4(22)申请日2022.11.04(71)申请人西安交通大学地址710048陕西省西安市碑林区咸宁西路28号(72)发明人王荣喜齐占朝陈富民高建民张雯昕(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200专利代理师陈翠兰(51)Int.Cl.G06Q10/063(2023.01)G06F17/16(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图1页(54)发明名称一种高端复杂装备可靠性分析方法及系统(57)摘要本发明公开了一种高端复杂装备可靠性分析方法及系统，根据典型故障模式数据建立各复杂装备故障之间的关联强度数据和风险因素的权重向量；根据复杂装备典型故障相关数据和故障之间的关联强度数据，构建风险评估矩阵；根据风险因素的权重向量和风险评估矩阵，计算各个故障模式的风险效益值，减少了可靠性分析过程中的人为因素，降低了可靠性分析过程中的不确定性，有效提高了复杂装备可靠性分析的客观性和精准度。本发明以故障自相关矩阵为基础，将不同故障之间的关联关系纳入考虑，并提出了对关联度的度量方式，解决了传统FMEA没有考虑不同故障模式之间存在关联关系的问题。CN115829200ACN115829200A权利要求书1/2页1.一种高端复杂装备可靠性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，根据典型故障模式数据建立各复杂装备故障之间的关联强度数据和风险因素的权重向量；S2，根据复杂装备典型故障相关数据和故障之间的关联强度数据，构建风险评估矩阵；S3，根据风险因素的权重向量和风险评估矩阵，计算各个故障模式的风险效益值，最后计算得到各故障模式的风险优先级排序。2.根据权利要求1所述的一种高端复杂装备可靠性分析方法，其特征在于，典型故障相关数据报复杂装备典型故障模式数据，以及为了检测这些故障模式而设立的监测点返回的监测数据，各个故障模式的平均维修时间。3.根据权利要求1所述的一种高端复杂装备可靠性分析方法，其特征在于，根据故障模式数据，建立n×n的故障模式自相关矩阵，构建的关联强度数据矩阵如下所示：m其中，R为第m个专家给出的多米诺矩阵，ait表示第i个故障模式和第t个故障模式之间的关联度，ati表示第t个故障模式和第i个故障模式之间的关联度。4.根据权利要求1所述的一种高端复杂装备可靠性分析方法，其特征在于，计建立风险因素：关联度、危害和故障预警率的权重向量，如下所示：Wm是第m个专家给出的风险因素的评估向量，为第m个专家对风险因素中关联度给出的权重，为第m个专家对风险因素中危害给出的权重，为第m个专家对风险因素中故障预警率给出的权重。5.根据权利要求3所述的一种高端复杂装备可靠性分析方法，其特征在于，依据多个故障模式之间的关联强度数据矩阵，按照下式对多米诺矩阵进行整合：按照下式计算各个故障模式对于关联度这一风险因素的度量：其中为1×n且所有元素为1的向量，为最后得到的关联度向量，向量中的第i个元素即为第i个故障模式关联度这个风险因素的度量结果。。6.根据权利要求1所述的一种高端复杂装备可靠性分析方法，其特征在于，以各个故障模式发生后造成的经济损失来度量其危害度，故障造成的经济损失和平均停机维护时间呈线性正相关关系，以平均维修时间来对故障的危害度进行度量。7.根据权利要求1所述的一种高端复杂装备可靠性分析方法，其特征在于，计算各个故障模式的预警率度量：使用改进的田口过程能力指数(Cpm‑R)对各个故障模式所对应的监测点返回的监测数据进行统计工作，每20个点计算一次，其中改进的田口过程能力指数如下式所示：2CN115829200A权利要求书2/2页设zk(k＝1,2,...,n)是一组数据，n是数据的数量，USL是规格上限，LSL是规格下限，μ是均值，σ是标准差，M是规格中心，T是控制目标，d是规格一半的宽度。8.根据权利要1所述的一种高端复杂装备可靠性分析方法，其特征在于，根据评价体系范围内设定的阈值X，通过阈值将计算的改进田口过程能力指数分为两个部分即超出阈值的部分和在阈值范围内的部分；按照下式计算故障预警率：其中EW为某个故障模式的预警率，P为超过阈值X的Cpm‑R的个数，N为总的Cpm‑R的个数。9.根据权利要求1所述的一种高端复杂装备可靠性分析方法，其特征在于，按照下式进行标准化方便下一步计算：采用全乘比例分析多目标优化方法计算各故障模式风险优先级。10.一种高端复杂装备可靠性分析系统，其特征在于，预处理模块和分析模块；预处理模块用于根据典型故障模式数据建立各复杂装备故障之间的关联强度数据和风险因素的权重向量；根据复杂装备典型故障相关数据和故障之间的关联强度数据，构建风险评估矩阵；