基于引导仿真的工程失败概率风险评估理论与方法研究

大量工程案例表明：工程失败是不可避免的，对工程失败风险进行定量估计对于确保工程成功有重要作用。针对工程失败风险事件和风险源的多样性以及风险的动态性，利用引导仿真的方法来研究工程失败风险概率评估问题是源于工程实际的创新性应用基础研究。针对目前工程失败风险概率缺乏有效的定量评估方法、概率风险评估方法中存在风险场景识别严重依赖分析人员和分析人员负担过重、风险仿真的效率和方差尚不够理想及仿真环境下重要度研究匮乏等问题，采用引导仿真的思路，通过研究工程失败风险场景的生成方法和合适的引导仿真机制，及工程失败风险事件发生概率的低方差、高效率的仿真方法和重要度分析方法，从而提出一套基于引导仿真的工程失败概率风险评估的理论和方法。

为了提高针对稀有事件进行蒙特卡洛仿真方法的效率和精度，本项目重点研究了基于引导仿真概率风险评估理论和方法，并用于工程失败风险评估问题中。首先，针对武器装备研制领域中的工程失败，在风险、风险事件概念的基础上提出了工程风险及风险场景的概念，给出了工程失败风险场景的仿真生成方法框架。其次，研究了基于仿真方法、基于实验设计方法等工程失败风险场景生成方法，着重研究了基于重要度分析的工程失败风险场景生成方法，尤其是工程失败风险场景生成中的不确定重要度分析方法，对工程失败中的活动重要度、事件重要度以及场景重要度建立了相应指标，为后续工程失败风险的引导仿真提供输入。接着，在按一定规则预先生成的重要风险场景的引导下，在不同的引导策略下研究了基于引导仿真的工程失败风险评估方法，建立了引导仿真框架和仿真流程，给出了工程失败概率的偏倚估计方法。最后，建立了概率风险评估引导仿真程序，并将基于引导仿真的概率风险评估方法在工程失败、动态系统可靠性和人因可靠性等领域进行了应用，形成了较为完善的基于引导仿真的概率风险评估理论。