基于动态故障树的不可修系统可靠性分析

作     者：董娅妮 

作者单位：兰州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：焦桂梅

授予年度：2016年

学科分类：0202[经济学-应用经济学] 02[经济学] 020208[经济学-统计学] 07[理学] 0714[理学-统计学（可授理学、经济学学位）] 

主      题：可靠性 故障树 二元决策图 蒙特卡洛 马尔科夫链 

摘      要：随着时代的发展和科技的进步,以及大型复杂系统的建立,可靠性和安全性问题越来越受到人们的重视,其研究对于设备的优化和性能改进具有重要的现实意义。传统故障树分析方法对许多现实中存在序列和功能相关失效行为的系统无法进行建模,而动态故障树能够对具有随机故障行为的动态系统进行建模。因此,文章基于动态故障树方法对不可修复杂系统的可靠性进行研究。动态故障树对序列相关故障的系统可靠性建模是强有力的,但它们的定量分析是非常麻烦的,现有的状态空间法、仿真方法和组合的方法(主要包括I/E和SDP方法),要么是遭受“组合爆炸问题和受限于部件特定的寿命分布,要么是当结果要求有较高的精度时,往往需要较长的计算时间。另外,用动态故障树方法对大型复杂系统的可靠性进行建模时计算量大,计算顶事件失效概率时也常会出现NP难问题。针对求解复杂系统可靠性现有方法的缺陷,文章提出了基于BDD-ISBDD的混合方法对不可修动态系统可靠性进行建模,首先用线性搜索算法将动态故障树分解为若干个独立的静态子树和动态子树,然后分别介绍了基于BDD的静态子树评估方法和基于Markov、ISBDD、Monte-Carlo等的动态子树评估方法,综合各子树的分析结果得到整个系统的可靠性。文章最后用一个案例研究表明提出方法的优越性,首先提出的方法对系统的结构和部件的寿命分布没有任何限制,其次,该方法能够得到系统可靠性的精确解,特别是在对大型复杂系统可靠性建模时,既减少了存储的空间,也提高了计算的效率。