关于故障树分析中联合重要度的研究.pdf

大连交通大学硕士学位论文关于故障树分析中联合重要度的研究姓名：陈建军申请学位级别：硕士专业：应用数学指导教师：毕卫星20091216大连交通大学理学硕十学位论文A b s t r a c tF a u l tt r e ea n a l y s i s ( F T A ) ，a ni m p o r t a n tb r a n c hi ns y s t e m sr e l i a b i l i t yc a # n e e r i n g , i sw i d e l yu s e di na e r o s p a c e ，n u c l e a r p o w e r ，e l e c t r o n i c ，m a c h i n e ，e l e c t r i cf o r c e ，c h e m i c a li n d u s t r y ，t r a n s p o r t a t i o na n de v e nt h ef i e l do fc i v i lc o n s t r u c t i o n ．F o ral o n gt i m e ，F a u l tt r e ea n a l y s i si Su s e df o rt h eq u a n t i t a t i v ea n dq u a l i t a t i v ea n a l y s i so fc r i t i c a ls y s t e m ’Sf a i l u r em o d e s ．p r o v i d e sam a t h e m a t i c a le x p r e s s i o n sa n dg r a p h so fe v e n tw h i c hl c a dt os y s t e mf a i l u r e ．F a u l tt r e em o d e lc a nf i n dt h ep o t e n t i a lw e a ko fs y s t e m ，a n dg u i d e st h eo p e r a t i o n ，m a i n t e n a n c ea n do p t i m i z a t i o nd e s i g no fs y s t e m ． I m p o r t a n c ea n a l y s i si Sa ni n t e g r a lp a r to fF T A , i th a sb e e nw e l ls t u d i e da n dw i d e l yu s e di nt h ea c t u a lp r o j e c t ．I m p o r t a n ta n a l y s i si sh e l p f u lt oi m p r o v et h es y s t e mr e l i a b i l i t ye f f e c t i v e l y ，a l s oi ti su s e dt op r o v i d et h em o s te f f e c t i v ed e s i g no rt of i n dt h er e a s o n so fs y s t e mf a i l u r e ．A l o n gw i t ht h ed e v e l o p m e n to fs c i e n c ea n dt e c h n o l o g y ，t h ep r o d u c t sa r ei n c r e a s i n g l yl a r g e a n dc o m p l e x ，I m p o r t a n to fi n d i v i d u a lc o m o o n e n tu n a b l et op r o v i d em o r ea n dm o r ee f f e c t i v ed a t af o rt h ed e s i g no fs y s t e m s ’o rc o m p o n e n t s ’r e l i a b i l i t y ．J o i n ti m p o r t a n c eo fc o m p o n e n t sh a sb e c o m ean e c e s s a r ym e a n sf o rr e l i a b i l i t ya n a l y s i s ，a l S Oi ti st h er e s e a r c hp u r p o s eo ft h i st h e s i sT h i sp a p e rb a s e do nd e t a i l st h eb a s i cm e t h o d s ．a n dp r i n c i p l e so ff a u l tt r e et h e o r y ，S t u d i e dt h em e t h o do fq u a l i t a t i v ea n dq u a n t i t a t i v ea n a l y s i si nt w o ．s t a t ef a u l tt r e e ．T h i sp a p e rf i n do u ts o m ep r o b l e m si nJ ．S ．H o n gi m p o r t a n c e ，a f t e rs t u d y i n gt h eZ ．W ．B i r n b a u mi m p o r t a n c ea n dJ ．S ．H o n gi m p o r t a n c e ．S Oi ti Sn e c e s s i t yt op r o p o s ean e wa l g o r i t h m ．A n dt h ed e t a i l e dc a l c u l a t i o n o ft h ei m p r o v e di m p o r t a n c e si si l l u s t r a t e dw i t ha ne x a m p l eo faf a u l tt r e e ．I tf i n a l l yp r o v e st h a tt h ei m p r o v e da l g o r i t h mi sr e a s o n a b l eb yc o m p a r i n gt h e i rr e s u l t ．K e yW o r d s ：F a u l tT r e eA n a l y s i s ；C o h e r e n tS y s t e m ；Q u a l i t a t i v eA n a l y s i s ；Q u a n t i t a t i v eC a l c u l a t i o n ：I m p o r t a n c eH大连交遗大学学位论文独创，。

j , ：／4 - 户士明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢及参考文献的地方外，论文中不包含他人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得太蓬塞适太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意本人完全意识到本声明的法律效力，申请学位论文与资料若有不实之欠，由本人承担一切相关责任鞭黻储摊：屑，吏虽／l 一’～d ＼日期：妒彳年f 月f ‘日大连交逯大学学位论文版权使尾授权书本学位论文作者完全了解太堇塞适太堂有关保护知识产权及保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属太整塞通太堂，本人保证毕业离校后，发表或使用论文工作成果时署名单位仍然为太蔓塞通左堂学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件及其电子文档，允许论文被查阅和借阅本人授权太董塞通太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入中国科学技术信息研究所《中国学位论文全文数据库》等相关数据库进行检索，可以采r - 手- ] 影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论、 X 。

保密的学位论文在解密后应遵守此规定)学位论文作者签名僧，也象锄张昆以日期：力册7 年‘2 月fG 日日期：1 夕 年f 乙月17 日学位论文作者毕业后去向：- ：：L ' f t - 单位：通讯地址：电子信箱：：邮编：第一章绪论第一章绪论重要度是反映系统中各部件重要程度的一个数量重要度的计算就是在某种物理意义下将系统各部件按其重要性大小排列出来通过重要度的计算能帮助系统设计者及可靠性工作者有效地进行系统设计，用最少的人力、物力、财力提高原有系统的可靠性指标，合理设置故障探头，建立优化的维修检测法规等等l l J 1 ．1 课题的提出随着科学技术的发展，人们设计、制造的产品逐渐由低级转向高级，由简单转向复杂，由局部转向整体，涌现出许许多多性能优异的大设备，大系统，例如大型客机、电子计算机、核电站、航天系统、通信系统以及化工联合企业等等为了能够较长久的保持这些大设备、大系统的优异性能，系统的可靠性问题就显得越来越突出了l ¨对于一个复杂系统，人们往往会想到：怎样使系统的可靠性得到最优改善；系统故障的功能关系是什么，部件的改变对整个系统可靠性有什么影响等这些问题的关键是如何利用有限的资源最好地改进系统的可靠性。

为了解决这些问题故障树分析技术应运而生重要度分析作为故障树分析的重要组成部分，常用于各类系统的可靠性设计、故障诊断和优化等方面由实践经验可知，系统中的部件并非同等重要，例如，有的部件一经失效就导致系统失效，有的则不然又如，对系统中某些部件进行改善，对它们提高相同增量的可靠度，由它们引起的系统可靠度的变化也是不相同的，这说明同一个系统中部件的重要程度和关键性是不尽相同蒯引而重要度分析就是将系统中的部件按其重要性大小排列出来，可以按部件重要度顺序进行检查、维修和发现故障，并改进重要度较大的部件，在最大限度上提高系统的可靠性因此，有必要寻找科学有效的重要度计算方法，来判断系统中哪些部件是影响系统可靠性变化较大的重要部件或关键性部件由于面向对象不同，要求不同，重要度也有不同的含意同时，单个部件的重要度已经不能为系统或部件的可靠性设计、故障诊断或系统优化等方面提供足够的数字依据在此背景下，本文着重研究故障树分析中的联合重要度的计算在z ．W ．B i r n b a u m重要度的研究基础上，针对J ．S ．H o n g 联合重要度存在的一些问题，提出新的算法根据系统的结构和失效模式重新定义两部件的联合重要度。

进而确定系统的薄弱环节，改进系统结构，为预防、预测、控制故障发生提供数字依据，应用并普及故障树分析( F T A )方法大连交通大学理学硕+ 学位论文1 ．2 重要度分析的发展和研究现状1 ．2 ．1 重要度分析法的发展实践经验告诉我们，实际系统中的部件并非同等重要，如有的部件一经失效就引起系统失效，有的则不然因此对系统设计人员、使用维修人员或可靠性工作者来讲，若能对系统中每个部件的重要性程度给予定量的描述，这对系统设计和失效分析都是很有价值的但是面向的对象不同，要求不同，重要度也有不同的含意，到目前为止，根据不同的情况已经有很多种重要度定义1 9 6 7 年，B ．J ．G a r n i c k 提出要建立系统中各单元相对重要性的排列设想【1 1 11 9 6 9 年，Z ．W ．B i m b a u m 【3 】首先提出的且在生产实际中被广泛应用的结构重要度( s t r u c t u r a li m p o r。