基于状态监测的动态可靠度确定方法技术

本发明专利技术涉及一种基于状态检测的动态可靠度确定方法，其特征在于，步骤一，建立设备间的功能传递关系；步骤二，获得每一个设备的个体状态偏移度，根据所述状态偏移度计算每一个设备的动态可靠度；步骤三，根据设备之间的功能传递关系，计算系统的动态可靠度。本发明专利技术提供的方法能够有效的提高现有技术系统可靠度计算方法的精度和准确度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及工程
，尤其涉及一种工程可靠度和安全性的

技术介绍
随着现代科学技术的迅速发展，船舶设备日益朝着复杂化、高速化、重载化、高级化等高度自动化的方向发展，造成船舶设备日益复杂，零件数目显著增加，零、部件之间的联系更加紧密。一旦某一部分发生故障，都会造成巨大的经济损失和人员伤亡事故的发生，船舶设备正常状态所花的维修费用和停机损失，在成本中所占的比例越来越大，设备故障或事故引起的损失不断增加，设备维修业务的重要性日益成为一个突出的问题。以柴油机为动力的推进系统是多种船舶的动力装置，是船舶的心脏，它的运行状态对船舶运行的可靠度和安全性起着决定性的作用。一旦推进系统发生故障将会对船舶的安全性构成威胁。对其进行状态评估，提高设备维修质量和效率是十分必要的。随着设备自动化程度的提高，机械设备故障诊断技术已从最开始的事后维修发展到定时检测、再到现代故障诊断技术的视情维修。可以根据观察到的现象和预期的故障后果严重程度适时地实施维修工作，并且推断设备的未来趋势，形成状态评估系统。现有技术存在的方案(例如“基于定量识别的柴油机健康状态研究”，黄强，柴油机设计与制造，2007年第4期第15卷)，从定量化的角度来分析和研究柴油机的健康及运行状态。结果表明:对于设定的正常、轻微磨损和严重磨损工况,神经网络模型可以100％识别出来；对于设定的待定工况,诊断模型也可以较高的识别率给出其健康状况的描述。现有技术存在的另一方案(例如，“智能信息化船舶柴油机技术状态评估方法研究”，陈连树、邱金水、刘伯运，中国水运，2008年第7期第08卷)，首先运用油液分析、振动分析和热力性能参数并根据专家知识分别构建子神经网络对柴油机进行状态评估，各部分的评估结果运用D-S证据理论进行融合判断，得到融合决策评估结果。现有技术的方案一主要以柴油机连杆铜套磨损为例，但是仅针对单部件的故障，难以用于判断整个设备，乃至系统的健康状态。现有技术的方案二评估的精度提高了很多，但是相比较起来精度还不算很高，同时也只做到了整机的评估。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种覆盖机电系统的“系统级-设备级”的动态可靠性确定方法，用以解决现有船舶系统健康状态确定方法精度和准确度不高的问题。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：一种基于状态检测的动态可靠度确定方法，其特征在于，步骤一，建立设备间的功能传递关系；步骤二，获得每一个设备的个体状态偏移度，根据所述状态偏移度计算每一个设备的动态可靠度；步骤三，根据设备之间的功能传递关系，计算系统的动态可靠度。优选的，所述步骤二还包括，依据设备的实时特征量与样本均值的比值，确定设备的动态可靠度。优选的，所述的依据设备的实时特征量与样本均值的比值，确定设备的动态可靠度具体为：当实时特征量大于样本均值时，动态可靠度为状态偏移度与设备总体可靠度的乘积。优选的，所述的依据设备的实时特征量与样本均值的比值，确定设备的动态可靠度具体为：当实时特征量不大于于样本均值时，R＝1-a×(1-R0)，其中，a为状态偏移度，R0为设备总体可靠度，R为设备动态可靠度。优选的，所述状态偏移度为：若T＞T0，则状态偏移度a＝(1-Ri)/(1-R0i)；若T＜T0，则状态偏移度a＝Ri/R0i；其中T0为设备总体平均失效时间，T为样本失效时间，Ri为第i时刻的设备总体可靠度，R0i为第i时刻的设备动态可靠度。优选的，所述设备之间的功能传递关系包括至少一个串联关系和/或至少一个并联关系。优选的，所述串联关系中，动态可靠度以下一种方式确定：方式一，以串联关系中，最小的动态可靠度作为动态可靠度；方式二，所述串联关系中每个设备的动态可靠度之积作为动态可靠度；方式三，所述串联关系中每个设备的动态可靠度加权后相加作为动态可靠度；方式四，所述串联关系中每个设备的动态可靠度相加作为动态可靠度。优选的，所述并联关系中，动态可靠度以下一种方式确定：方式一，以并联关系中，最小的动态可靠度作为动态可靠度；方式二，所述并联关系中每个设备的动态可靠度加权后相加作为动态可靠度；方式三，所述并联关系中每个设备的动态可靠度相加作为动态可靠度。优选的，所述并联关系中，动态可靠度由下式确定：Rs＝1-(1-R1)×(1-R2)；其中Rs为并联关系的动态可靠度；R1为并联中的一个设备的动态可靠度，R2为并联中另一个设备的动态可靠度。本专利技术有益效果如下：本专利技术提供的机电设备级动态可靠度确定方法：该方法针对性能退化轨迹模型未知的情况下，开放的、基于数据驱动的状态评估方法，获取当前时刻个体状态的偏移度，建立基于状态偏移度的可靠度修正模型，获得设备动态可靠度。本专利技术提供的船机电系统级动态可靠度及健康评估技术：首先进行系统综合层次分解，以梳理出系统内设备之间的结构、功能以及故障关系，接着在此基础之上，进行系统内设备之间的扩展FMECA(故障模式、影响和危害性)分析，以梳理出明确的设备间功能传递关系。之后，对系统进行任务可靠度框图的绘制，最后在此基础之上利用等重要度加权平均计算方法、短板原则计算方法、并联概率思想的计算方法等完成系统级动态可靠度。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。图1为本专利技术实施例提供的机电“系统级-设备级”动态可靠度流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的机电系统级可靠度建模方法；图3为本专利技术实施例提供的一种基于数据驱动的机电设备级动态可靠度确定方法；图4为本专利技术实施例提供的某型轴承动态可靠度验证结果示意图；图5为本专利技术实施例提供的系统任务可靠度框图。具体实施方式下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理。如图1所示，本专利技术的实施例提供的方法，首先对系统进行综合层次分解，以获得系统及系统内设备之间的结构功能关系。在综合层次分解的结果基础之上，通过对系统及设备进行扩展FMECA分析，获得个<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于状态检测的动态可靠度确定方法，其特征在于，步骤一，建立设备间的功能传递关系；步骤二，获得每一个设备的个体状态偏移度，根据所述状态偏移度计算每一个设备的动态可靠度；步骤三，根据设备之间的功能传递关系，计算系统的动态可靠度。

【技术特征摘要】
1.一种基于状态检测的动态可靠度确定方法，其特征在于，步骤一，
建立设备间的功能传递关系；步骤二，获得每一个设备的个体状态偏移
度，根据所述状态偏移度计算每一个设备的动态可靠度；步骤三，根据
设备之间的功能传递关系，计算系统的动态可靠度。
2.根据权利要求1所述的基于状态检测的动态可靠度确定方法，其
特征在于，所述步骤二还包括，依据设备的实时特征量与样本均值的比
值，确定设备的动态可靠度。
3.根据权利要求2所述的基于状态检测的动态可靠度确定方法，其
特征在于，所述的依据设备的实时特征量与样本均值的比值，确定设备
的动态可靠度具体为：当实时特征量大于样本均值时，动态可靠度为状
态偏移度与设备总体可靠度的乘积。
4.根据权利要求2所述的基于状态检测的动态可靠度确定方法，其
特征在于，所述的依据设备的实时特征量与样本均值的比值，确定设备
的动态可靠度具体为：当实时特征量不大于于样本均值时，
R＝1-a×(1-R0)，其中，a为状态偏移度，R0为设备总体可靠度，R
为设备动态可靠度。
5.根据权利要求3或4所述的基于状态检测的动态可靠度确定方法，
其特征在于，所述状态偏移度为：
若T＞T0，则状态偏移度a＝(1-Ri)/(1-R0i)；若T＜T0，则状态偏移度
a＝Ri/R0i；其中T0为设备总体平均失效时间，T为样本失效时间，Ri为第

【专利技术属性】
技术研发人员：陈卓，陈桂玲，张成伟，童一峻，许萌萌，
申请(专利权)人：中国船舶工业系统工程研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11