一種基于Petri網(wǎng)的部件故障屬性表征方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于航空故障測(cè)試領(lǐng)域，具體設(shè)及一種基于Pe化i網(wǎng)的部件故障屬性表征 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 雖然近年來(lái)四性(可靠性、測(cè)試性、安全性W及維修性)研究發(fā)展迅速，但均是在一 種割裂狀態(tài)下進(jìn)行研究:可靠性部口僅關(guān)屯、可靠性指標(biāo)是否滿足設(shè)計(jì)要求，測(cè)試性部口僅 關(guān)屯、測(cè)試性設(shè)計(jì)要求，安全性部口僅關(guān)屯、安全性設(shè)計(jì)是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，維修性部分僅關(guān) 屯、維修性指標(biāo)。事實(shí)上，四性指標(biāo)之間存在強(qiáng)關(guān)聯(lián)關(guān)系，例如測(cè)試性好的飛機(jī)可快速識(shí)別并 隔離危險(xiǎn)W提高安全性，故障的快速識(shí)別隔離使得維修時(shí)間縮短，又影響著維修性指標(biāo);系 統(tǒng)平均維修時(shí)間的減少可提高飛機(jī)可用度等。忽略四性指標(biāo)的關(guān)聯(lián)關(guān)系將導(dǎo)致系統(tǒng)評(píng)估結(jié) 果不夠準(zhǔn)確。
[0003] Petri網(wǎng)是由聯(lián)邦德國(guó)的Garl Adam Petri于1962年在他的博±論文"用自動(dòng)機(jī)通 信"中提出，早期Petri網(wǎng)主要應(yīng)用于計(jì)算機(jī)科學(xué)相關(guān)領(lǐng)域，Petri網(wǎng)是一種網(wǎng)狀信息流模 型，在條件和事件為兩類節(jié)點(diǎn)的有向二分圖的基礎(chǔ)上加上表示狀態(tài)信息的托肯分布，并按 照一定的引發(fā)規(guī)則使得事件驅(qū)動(dòng)狀態(tài)演變，從而反映系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為過(guò)程。用小矩形或者 短黑線表示事件節(jié)點(diǎn)，稱為變遷；用小圓圈表示條件節(jié)點(diǎn)，稱為庫(kù)所。兩個(gè)變遷和庫(kù)所節(jié)點(diǎn) 之間通過(guò)有向弧連接，由此構(gòu)成基本的化tri網(wǎng)。
[0004] 在可靠性分析中應(yīng)用較多的是利用Petri網(wǎng)的邏輯描述能力代替故障樹(shù)進(jìn)行系統(tǒng) 可靠性分析建模，常用的邏輯關(guān)系"與、或、非"的Petri網(wǎng)表示，從而可W方便的將故障樹(shù)模 型轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的化化i網(wǎng)模型，實(shí)際上簡(jiǎn)單化化i網(wǎng)并不能對(duì)工程系統(tǒng)的故障網(wǎng)絡(luò)予W分析 評(píng)估，必須對(duì)簡(jiǎn)單化tri網(wǎng)注入隨機(jī)化信息驅(qū)動(dòng)，例如用于系統(tǒng)可靠性分析的隨機(jī)化tri網(wǎng)， 故障診斷領(lǐng)域的故障化tri網(wǎng)、加入模糊數(shù)學(xué)方法的模糊故障化tri網(wǎng)等。盡管出現(xiàn)了各類 Petri網(wǎng)，解決了工程系統(tǒng)網(wǎng)狀信息的動(dòng)態(tài)表達(dá)描述，然而并未設(shè)及網(wǎng)絡(luò)信息流的計(jì)算分析 問(wèn)題。W工程物理系統(tǒng)綜合保障的技術(shù)觀點(diǎn)，最關(guān)注的信息流是故障在因果網(wǎng)絡(luò)中的動(dòng)態(tài) 傳播特性和表征方法，為后續(xù)可靠性、維修性、測(cè)試性、安全性指標(biāo)計(jì)算提供技術(shù)條件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種利用動(dòng)態(tài)有色隨機(jī)化化i表征復(fù)雜系統(tǒng)故 障屬性的方法?？芍苯討?yīng)用于國(guó)內(nèi)各行業(yè)開(kāi)展復(fù)雜系統(tǒng)基于故障的可靠性、安全性、維修 性、測(cè)試性定量模型構(gòu)建，為準(zhǔn)確表達(dá)工程系統(tǒng)單元關(guān)聯(lián)關(guān)系和四性指標(biāo)計(jì)算提供有效手 段。
[0006] 本發(fā)明基于化tri網(wǎng)的部件故障屬性表征方法，主要包括W下步驟：
[0007] 步驟一、對(duì)部件的故障模式進(jìn)行分類；
[000引步驟二、用化tri網(wǎng)的庫(kù)所表示部件，用庫(kù)所內(nèi)的基準(zhǔn)托肯表征所述部件的正常工 作狀態(tài)，用庫(kù)所內(nèi)的多個(gè)非基準(zhǔn)托肯表征所述部件的多個(gè)故障模式，其中，所述基準(zhǔn)托肯及 非基準(zhǔn)托肯為有色托肯，且所述基準(zhǔn)托肯與所述多個(gè)非基準(zhǔn)托肯的顏色互不相同，所述庫(kù) 所為所述基準(zhǔn)托肯與所述非基準(zhǔn)托肯的集合；
[0009] 步驟Ξ、建立所述基準(zhǔn)托肯向所述非基準(zhǔn)托肯的延時(shí)變遷W及建立所述非基準(zhǔn)托 肯向另一個(gè)非基準(zhǔn)托肯的瞬時(shí)變遷；
[0010] 步驟四、對(duì)所述延時(shí)變遷及所述瞬時(shí)變遷進(jìn)行量化，同時(shí)建立所述延時(shí)變遷與所 述瞬時(shí)變遷的實(shí)施法則，結(jié)合繪制的基于化tri網(wǎng)的四性故障表征模型完成基于化tri網(wǎng)的 部件故障屬性表征，所述實(shí)施法則是指發(fā)生所述延時(shí)變遷與所述瞬時(shí)變遷的觸發(fā)策略。
[0011] 優(yōu)選的是，在所述步驟一中，所述部件的故障模式包括由所述部件的物力損傷所 致的多個(gè)不同等級(jí)的受損性態(tài)W及一個(gè)由無(wú)驅(qū)動(dòng)所致的無(wú)故障但不工作性態(tài)。
[0012] 在上述方案中優(yōu)選的是，在所述步驟四中，所述延時(shí)變遷的觸發(fā)條件為自發(fā)性功 能故障的狀態(tài)轉(zhuǎn)移或傳播，所述瞬時(shí)變遷的觸發(fā)條件為外部激勵(lì)作用下所述部件的功能故 障的狀態(tài)轉(zhuǎn)移或傳播。
[0013] 在上述方案中優(yōu)選的是，在所述步驟四中，所述四性是指可靠性、測(cè)試性、安全性 W及維修性。
[0014] 在上述方案中優(yōu)選的是，所述步驟四包括按照故障表征模型設(shè)計(jì)部件發(fā)生延時(shí)變 遷及瞬時(shí)變遷的觸發(fā)策略，并按故障模式的動(dòng)態(tài)特性確定延遲型隨機(jī)變遷的概率分布參 數(shù)，完成基于化tri網(wǎng)的部件故障屬性表征。
[0015] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:本發(fā)明構(gòu)建了動(dòng)態(tài)有色隨機(jī)化化i網(wǎng)的建?？傮w技術(shù)思路，提 出了動(dòng)態(tài)隨機(jī)有色庫(kù)所的基本概念，并按一般工程元件的物理機(jī)制，構(gòu)建了動(dòng)態(tài)隨機(jī)有色 庫(kù)所，運(yùn)包括功能故障的分類與著色、基準(zhǔn)托肯與非基準(zhǔn)托肯、延遲型動(dòng)態(tài)隨機(jī)變遷W及瞬 時(shí)型邏輯變遷。構(gòu)建了動(dòng)態(tài)隨機(jī)有色庫(kù)所的符號(hào)及圖形形式，建立了變遷關(guān)聯(lián)與約束機(jī)制 的描述，為復(fù)雜工程物理系統(tǒng)"四性"特性分析及技術(shù)指標(biāo)計(jì)算提供了手段。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1為本發(fā)明基于化tri網(wǎng)的部件故障屬性表征方法的一優(yōu)選實(shí)施例的流程圖。
[0017] 圖2為圖1所示實(shí)施例的可靠性建模與仿真計(jì)算的框架圖。
[0018] 圖3為本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例的交流電源系統(tǒng)的功能原理框圖。
[0019] 圖4為圖3所示實(shí)施例的用于可靠性分析的動(dòng)態(tài)隨機(jī)有色化tri網(wǎng)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 為使本發(fā)明實(shí)施的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中 的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行更加詳細(xì)的描述。在附圖中，自始至終相同或類 似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實(shí)施例是本發(fā)明 一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用 于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人 員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。下 面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0021] 在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)"中屯、"、"縱向橫向前"、"后"、 "左"、"右"、"豎直"、"水平"、"頂"、"底""內(nèi)"、"外"等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所 示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝 置或元件必須具有特定的方位、W特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù) 范圍的限制。
[0022] 本發(fā)明基于化tri網(wǎng)的部件故障屬性表征方法主要包括W下步驟：
[0023] 步驟一、對(duì)部件的故障模式進(jìn)行分類；
[0024] 步驟二、用化tri網(wǎng)的庫(kù)所表示部件，用庫(kù)所內(nèi)的基準(zhǔn)托肯表征所述部件的正常工 作狀態(tài)，用庫(kù)所內(nèi)的多個(gè)非基準(zhǔn)托肯表征所述部件的多個(gè)故障模式，其中，所述基準(zhǔn)托肯及 非基準(zhǔn)托肯為有色托肯，且所述基準(zhǔn)托肯與所述多個(gè)非基準(zhǔn)托肯的顏色互不相同，所述庫(kù) 所為所述基準(zhǔn)托肯與所述非基準(zhǔn)托肯的集合；
[0025] 步驟Ξ、建立所述基準(zhǔn)托肯向所述非基準(zhǔn)托肯的延時(shí)變遷W及建立所述非基準(zhǔn)托 肯向另一個(gè)非基準(zhǔn)托肯的瞬時(shí)變遷；
[0026] 步驟四、對(duì)所述延時(shí)變遷及所述瞬時(shí)變遷進(jìn)行量化，同時(shí)建立所述延時(shí)變遷與所 述瞬時(shí)變遷的實(shí)施法則，結(jié)合繪制的基于化t