本發(fā)明涉及系統(tǒng)可靠性工程領(lǐng)域，具體涉及一種多源數(shù)據(jù)融合的全尺寸強(qiáng)度試驗(yàn)系統(tǒng)可靠性確定方法。

背景技術(shù)：

1、全尺寸強(qiáng)度試驗(yàn)系統(tǒng)用于測(cè)試和評(píng)估飛機(jī)結(jié)構(gòu)在真實(shí)工作條件下的強(qiáng)度和耐久性，它是航空領(lǐng)域確保飛機(jī)結(jié)構(gòu)安全性和可靠性的關(guān)鍵設(shè)備。通過(guò)模擬實(shí)際飛行環(huán)境中的各種載荷條件，全尺寸強(qiáng)度試驗(yàn)可以識(shí)別并驗(yàn)證飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的潛在問(wèn)題。全尺寸強(qiáng)度試驗(yàn)系統(tǒng)通常由多個(gè)復(fù)雜的機(jī)械、電氣和液壓元件組成，這些元件的可靠性直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。

2、然而，由于全尺寸強(qiáng)度試驗(yàn)系統(tǒng)復(fù)雜性和元件多樣性，往往缺乏全面的、詳細(xì)的元件可靠性數(shù)據(jù)，全尺寸強(qiáng)度試驗(yàn)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的可靠性數(shù)據(jù)種類(lèi)繁多，包括應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)、振動(dòng)數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)、歷史故障數(shù)據(jù)、維護(hù)記錄、操作日志等；其中這些數(shù)據(jù)的來(lái)源包括試驗(yàn)數(shù)據(jù)、廠(chǎng)家提供數(shù)據(jù)、歷史累積數(shù)據(jù)、可靠性手冊(cè)數(shù)據(jù)等。

3、由于可靠性數(shù)據(jù)的種類(lèi)、來(lái)源多樣且類(lèi)型各異，傳統(tǒng)的可靠性評(píng)估方法通常依賴(lài)于單一數(shù)據(jù)源及數(shù)據(jù)類(lèi)型，無(wú)法充分利用系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的多源數(shù)據(jù)，導(dǎo)致評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確性和全面性受到限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種多源數(shù)據(jù)融合的全尺寸強(qiáng)度試驗(yàn)系統(tǒng)可靠性確定方法，基于對(duì)不同來(lái)源和不同類(lèi)型的可靠性數(shù)據(jù)的融合，以全面、準(zhǔn)確地評(píng)估全尺寸強(qiáng)度試驗(yàn)系統(tǒng)的可靠性。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、一種多源數(shù)據(jù)融合的全尺寸強(qiáng)度試驗(yàn)系統(tǒng)可靠性確定方法，包括：

4、s1，針對(duì)全尺寸強(qiáng)度試驗(yàn)系統(tǒng)中需要收集可靠性數(shù)據(jù)的元件，從不同途徑獲取不同類(lèi)型的可靠性數(shù)據(jù)；

5、s2，根據(jù)收集的全尺寸強(qiáng)度試驗(yàn)系統(tǒng)元件的可靠性數(shù)據(jù)，結(jié)合可靠性數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類(lèi)型，構(gòu)建同類(lèi)型、不同類(lèi)型下各元件可靠性數(shù)據(jù)的融合策略；

6、s3，構(gòu)建全尺寸強(qiáng)度試驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖；

7、s4，基于所述原理圖構(gòu)建全尺寸強(qiáng)度試驗(yàn)系統(tǒng)的go圖模型；

8、s5，基于所采集的元件可靠性數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類(lèi)型，利用所述融合策略得到元件的可靠度，基于所述go圖模型，基于go法得到全尺寸強(qiáng)度試驗(yàn)系統(tǒng)可靠性。

9、進(jìn)一步地，所述s1的具體過(guò)程為：

10、s1-1，確定全尺寸強(qiáng)度試驗(yàn)系統(tǒng)中需要收集可靠性數(shù)據(jù)的元件；

11、s1-2，確定需要收集的可靠性數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類(lèi)型，包括性能退化數(shù)據(jù)、失效率數(shù)據(jù)、壽命數(shù)據(jù)；

12、s1-3，確定需要收集的可靠性數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的獲取途徑，包括可靠性手冊(cè)、歷史記錄、實(shí)驗(yàn)與測(cè)試數(shù)據(jù)、供應(yīng)商提供數(shù)據(jù)以及專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)評(píng)估數(shù)據(jù)；

13、s1-4，檢查所收集的可靠性數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、一致性和完整性，確保數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。

14、進(jìn)一步地，s2中所述同類(lèi)型、不同類(lèi)型下各元件可靠性數(shù)據(jù)的融合策略，包括：

15、若針對(duì)元件所收集的可靠性數(shù)據(jù)類(lèi)型為同類(lèi)型，則開(kāi)展同類(lèi)型可靠性數(shù)據(jù)融合：

16、性能退化數(shù)據(jù)之間融合：

17、記采集到n組元件的性能退化數(shù)據(jù)，n組性能退化數(shù)據(jù)擬合得到n條性能退化軌跡曲線(xiàn)；結(jié)合失效閾值，得到n個(gè)偽壽命數(shù)據(jù)ti，通過(guò)確定偽壽命數(shù)據(jù)的分布類(lèi)型，得到基于性能退化數(shù)據(jù)的可靠度函數(shù)r1(t)；

18、壽命數(shù)據(jù)之間融合：

19、記采集到m個(gè)元件的壽命數(shù)據(jù)tj，通過(guò)確定壽命分布類(lèi)型，得到基于壽命數(shù)據(jù)的可靠度函數(shù)r2(t)；

20、失效率數(shù)據(jù)之間融合：

21、利用從不同途徑獲取得到的s個(gè)失效率數(shù)據(jù)λk(k＝1,2,..,s)，通過(guò)層次分析法賦予相應(yīng)的權(quán)重pk，得到綜合失效率構(gòu)建基于失效率數(shù)據(jù)的可靠度函數(shù)r3(t)＝e-λt；其中e為自然對(duì)數(shù)的底數(shù)，t為時(shí)間參數(shù)；

22、在得到可靠度函數(shù)后，通過(guò)可靠度函數(shù)計(jì)算元件的可靠度。

23、進(jìn)一步地，s2中所述同類(lèi)型、不同類(lèi)型下各元件可靠性數(shù)據(jù)的融合策略，還包括：

24、若針對(duì)元件所收集可靠性數(shù)據(jù)類(lèi)型為不同類(lèi)型，則開(kāi)展不同類(lèi)型可靠性數(shù)據(jù)融合：

25、性能退化數(shù)據(jù)與壽命數(shù)據(jù)之間融合：

26、得到基于性能退化數(shù)據(jù)的可靠度函數(shù)r1(t)、基于壽命數(shù)據(jù)的可靠度函數(shù)r2(t)之后，通過(guò)層次分析法賦予基于性能退化數(shù)據(jù)的可靠度函數(shù)r1(t)和基于壽命數(shù)據(jù)的可靠度函數(shù)r2(t)相應(yīng)的權(quán)重q1、q2，得到基于性能退化數(shù)據(jù)和壽命數(shù)據(jù)的可靠度函數(shù)r4(t)＝q1r1(t)+q2r2(t)；

27、性能退化數(shù)據(jù)與失效率數(shù)據(jù)之間融合：

28、得到基于性能退化數(shù)據(jù)的可靠度函數(shù)r1(t)、基于失效率數(shù)據(jù)的可靠度函數(shù)r3(t)＝e-λt后，再通過(guò)層次分析法賦予基于性能退化數(shù)據(jù)的可靠度函數(shù)r1(t)和基于失效率數(shù)據(jù)的可靠度函數(shù)r3(t)相應(yīng)的權(quán)重h1、h2，得到基于性能退化數(shù)據(jù)與失效率數(shù)據(jù)的可靠度函數(shù)r5(t)＝h1r1(t)+h2r3(t)；

29、壽命數(shù)據(jù)與失效數(shù)據(jù)之間融合：

30、得到基于壽命數(shù)據(jù)的可靠度函數(shù)r2(t)、基于失效率數(shù)據(jù)的可靠度函數(shù)r3(t)＝e-λt后，再通過(guò)層次分析法賦予基于壽命數(shù)據(jù)的可靠度函數(shù)r2(t)和基于失效率數(shù)據(jù)的可靠度函數(shù)r3(t)相應(yīng)的權(quán)重g1、g2，得到基于壽命數(shù)據(jù)與失效率數(shù)據(jù)的可靠度函數(shù)r6(t)＝g1r2(t)+g2r3(t)；

31、性能退化數(shù)據(jù)、壽命數(shù)據(jù)和失效率數(shù)據(jù)之間融合：

32、得到基于性能退化數(shù)據(jù)的可靠度函數(shù)r1(t)、基于壽命數(shù)據(jù)的可靠度函數(shù)r2(t)、基于失效率數(shù)據(jù)的可靠度函數(shù)r3(t)＝e-λt后，再通過(guò)層次分析法賦予基于性能退化數(shù)據(jù)的可靠度函數(shù)r1(t)、基于壽命數(shù)據(jù)的可靠度函數(shù)r2(t)和基于失效率數(shù)據(jù)的可靠度函數(shù)r3(t)相應(yīng)的權(quán)重ω1、ω2、ω3，得到基于壽命數(shù)據(jù)與失效率數(shù)據(jù)的可靠度函數(shù)r7(t)＝ω1r1(t)+ω2r2(t)+ω3r3(t)。

33、進(jìn)一步地，所述層次分析法的目標(biāo)層為數(shù)據(jù)類(lèi)型，包括性能退化數(shù)據(jù)、壽命數(shù)據(jù)、失效數(shù)據(jù)；準(zhǔn)則層為元件可靠性影響因素，包括數(shù)據(jù)來(lái)源的可靠性、數(shù)據(jù)樣本量、數(shù)據(jù)處理方案；方案層為數(shù)據(jù)來(lái)源，包括可靠性手冊(cè)、歷史記錄、實(shí)驗(yàn)與測(cè)試、供應(yīng)商提供以及專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)評(píng)估；采用專(zhuān)家評(píng)分法構(gòu)建判別矩陣，獲取最終方案層各數(shù)據(jù)來(lái)源相對(duì)于目標(biāo)層元件可靠性的權(quán)重。

34、進(jìn)一步地，所述原理圖中的組成框與系統(tǒng)實(shí)際的組成元件相對(duì)應(yīng)，原理圖中的信號(hào)流與系統(tǒng)實(shí)際工作時(shí)的信息流一致。

35、進(jìn)一步地，s4中所述基于所述原理圖構(gòu)建全尺寸強(qiáng)度試驗(yàn)系統(tǒng)的go圖模型，包括：

36、s4-1，確定全尺寸強(qiáng)度試驗(yàn)系統(tǒng)操作符類(lèi)型

37、操作符類(lèi)型分為功能操作符和邏輯操作符，根據(jù)s3構(gòu)建的全尺寸強(qiáng)度試驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖，將系統(tǒng)中的兩狀態(tài)作用元件本身表示為類(lèi)型1操作符，將系統(tǒng)中的輸入信號(hào)作用元件本身表示為類(lèi)型5操作符，將系統(tǒng)中的多輸入多輸出元件表示為類(lèi)型13操作符，將系統(tǒng)中的and邏輯關(guān)系表示為類(lèi)型10操作符，將系統(tǒng)中的多輸入多閉環(huán)環(huán)節(jié)表示為類(lèi)型24b操作符；

38、s4-2，建立全尺寸強(qiáng)度試驗(yàn)系統(tǒng)可靠性go圖模型

39、基于所確定的操作符類(lèi)型以及全尺寸強(qiáng)度試驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖，參考《go法原理及應(yīng)用》分別建立全尺寸強(qiáng)度試驗(yàn)系統(tǒng)第一級(jí)go圖模型和第二級(jí)go圖模型。

40、進(jìn)一步地，s5所述基于所采集的元件可靠性數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類(lèi)型，利用所述融合策略得到元件的可靠度，基于所述go圖模型，基于go法得到全尺寸強(qiáng)度試驗(yàn)系統(tǒng)可靠性，包括：

41、針對(duì)go圖模型中操作符對(duì)應(yīng)的元件，判斷所采集的元件的可靠性數(shù)據(jù)的類(lèi)型，若元件的可靠性數(shù)據(jù)僅有一種類(lèi)型，則采用所述策略中的同類(lèi)型可靠性數(shù)據(jù)融合方法進(jìn)行融合，計(jì)算該元件可靠度；若元件存在一種以上類(lèi)型，則采用所述策略中不同類(lèi)型可靠性數(shù)據(jù)融合方法進(jìn)行融合，計(jì)算元件的可靠度；

42、確定全尺寸強(qiáng)度試驗(yàn)系統(tǒng)中所有元件的可靠度后，按照go法確定全尺寸強(qiáng)度試驗(yàn)系統(tǒng)輸出信號(hào)流的可靠度，該可靠度就是全尺寸強(qiáng)度試驗(yàn)系統(tǒng)的可靠性量化值。

43、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下技術(shù)特點(diǎn)：

44、本發(fā)明提供的多源數(shù)據(jù)融合的全尺寸強(qiáng)度試驗(yàn)系統(tǒng)可靠性的確定方法，在缺乏可靠性數(shù)據(jù)的情況下，通過(guò)整合試驗(yàn)數(shù)據(jù)、專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)、歷史累積數(shù)據(jù)和可靠性手冊(cè)數(shù)據(jù)等多種來(lái)源和類(lèi)型的可靠性數(shù)據(jù)，克服了單一數(shù)據(jù)來(lái)源的局限性，從而提高了可靠性評(píng)估的準(zhǔn)確性，準(zhǔn)確的可靠性評(píng)估結(jié)果可以幫助制定更加合理的維護(hù)計(jì)劃，優(yōu)化維護(hù)策略，避免過(guò)度維護(hù)或維護(hù)不足，從而降低維護(hù)成本，延長(zhǎng)系統(tǒng)使用壽命，為全尺寸強(qiáng)度試驗(yàn)系統(tǒng)的安全運(yùn)行和科學(xué)管理提供了有力支持。此外本發(fā)明所提方法不僅適用于全尺寸強(qiáng)度試驗(yàn)系統(tǒng)的可靠性評(píng)估，還可以推廣應(yīng)用于其他復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性分析，推動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步和應(yīng)用發(fā)展，具有廣泛的應(yīng)用前景。