动态情形下退化相依多部件可修系统建模与分析

Nowadays high reliability has become the general requirement to develop, produce and use systems. However, the dynamic features of the system and the dependence between components have brought great difficulties and challenges for system modeling and analysis. Therefore, the study of reparable multi-component systems with degradation dependence under dynamic situations is of great significance both in the national strategic level and in the scientific and technological development...The present project will be carried out on the modeling and analysis for reparable multi-component systems with degradation dependence under dynamic situations. First of all, mechanism of system dynamic features and degradation dependence will be abstracted from the actual background and the existing literature, and then expressed by scientific mathematical methods. Secondly, several reliability and maintenance models will be developed for reparable multi-component systems with different types of degradation dependence under different dynamic situations. Finally, some new reliability and maintenance indexes will be proposed for the new models, and expressions for relevant indexes will be derived. Meanwhile, the characteristics and comparative analysis will be carried out for some indexes...The results of the present project not only have potential practical applications, but also can extend and enrich the theories and methods of reliability and maintenance modeling. The research results can also be applied to other directions of management science and engineering, such as supply chain management, risk management and project management.

目前，高可靠性已成为系统研制、生产和使用过程中的普遍要求。但是，系统的动态性和部件间的相依性为建模和分析带来了很大的困难和挑战。因而，对动态情形下退化相依的多部件可修系统的研究，无论从国家战略层面还是科技发展的角度，都具有十分重要的意义。..本项目拟就动态情形下退化相依多部件可修系统的建模与分析进行深入研究。首先，从实际背景和现有文献中抽象出系统动态性和部件退化相依性的作用机理，并给出科学的数学描述。其次，构建多种动态情形下退化相依多部件可修系统的可靠性和维修性模型。最后，基于这些新模型，将提出一些新的可靠性和维修性指标，并推导出相关指标的计算公式，同时进行特征分析与比较分析。..本项目的研究成果不仅有潜在的实际应用，而且可扩展和丰富可靠性和维修性建模理论与方法。研究成果也可应用于管理科学与工程的其它方向，如供应链管理、风险管理和项目管理等领域。

高可靠性已成为当前系统研制、生产和使用过程中的普遍要求。但是，系统的动态性和部件间的相依性为建模和分析带来了很大的困难和挑战。因而，对动态情形下退化相依的多部件可修系统的研究，无论从国家战略层面还是科技发展的角度，都具有十分重要的意义。..本项目采用“机理分析与刻画-可靠性建模与指标分析-维修建模与检修策略优化”的基本研究路线：. 首先，在调研文献和实际装备系统（如电厂发电机组、医疗设备、精密仪器系统等）的基础上，以含有切换备件和保护辅件的两类多部件系统为主要研究对象，对系统的动态性和部件间的相依性机理展开了深入分析，并基于随机过程和概率论的相关理论进行了数学刻画。. 其次，基于机理分析的结果建立了几类新的可靠性模型。针对含有切换备件的多部件系统，引入了待机失效这一新的失效机理，构建了动态情形下老化和待机双重失效机理作用下的系统可靠性模型，提出了新的系统切换策略并进行了优化。针对含有保护辅件的相依主辅多部件系统，根据系统不同的结构、动态性和部件相依性，构建了4类新的可靠性模型，并对不同模型的可靠性相关指标进行了推导和分析。. 最后，有别于现有大多数研究中考虑检测和维修能完全揭示和恢复系统退化状态的假设，本项目考虑实际工作中人为因素、环境因素和设备因素对检测和维修结果的影响，从三个方面对现有的检测维修模型进行了扩展：（1）在动态情形系统可靠性研究中引入了不完美维修，（2）在周期检测策略中考虑了动态情形对检测质量的影响，（3）在主辅多部件系统的维修策略中引入了针对辅件的预防性维修策略。基于这三个方面分别构建了三类新的维修模型，推导了系统相关运维成本指标，并以成本最小化为目标对检测维修策略进行了优化。..作为动态情形下相依多部件可修系统可靠性研究的重要基础工作，本项目的研究成果不仅充实了可靠性理论，扩展了可靠性建模与分析的方法，而且也可以应用在管理科学与工程的其他领域。