(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210895656.9 (22)申请日 2022.07.27 (71)申请人 中国船舶重 工集团公司第七二四研 究所 地址 210003 江苏省南京市中山北路346号 申请人 重庆交通大 学　 陕西可维卓立科技有限公司 (72)发明人 赵宁　张宇　赵亮　石亚庆　张勉　 许庆明　王爱矛　许子仪　黄大荣　 张振源　唐环　李东良　王守信　 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 基于可用性模型的可靠性测试性协同建模 与优化设计方法 (57)摘要 本发明属于可靠性设计 分析领域。 提出一种 基于可用性模型的装备可靠性测试性协同建模 与优化设计方法， 将可靠性与测试性设计方案中 的关键设计指标作为评判可靠性与测试性设计 方案好坏的决策属性数据， 并确定各决策属性数 据的权重系数， 根据基于多属性决策的可靠性与 测试性设计方案优选模型实现多种可靠性与测 试性设计方案的优选分析， 获得多种设计方案的 排序结果， 最终选择出最优可靠性与测试性设计 方案， 从而实现整体的可靠性测试性协同建模与 优化技术。 权利要求书4页 说明书9页 附图1页 CN 115329553 A 2022.11.11 CN 115329553 A 1.基于可用性模型的装备 可靠性测试性协同建模与优化设计方法， 其特 征在于： S1： 结合可靠性建模仿真工作和测试性建模仿真工作， 获取装备在各任务工作模式下 的可靠性与测试性设计方案的关键设计 变量数据； S2： 对装备在各任务工作模式下的可靠性与测试性设计方案的关键设计指标数据进行 抽样， 将抽样得到的数据代入协同优化模型 得到装备各任务工 作模式下的多个使用可用度数据A； S3： 确定装备在 各任务工作模式下的使用可用度最低要求值Amin， 判断装备各任务工作 模式下的多个使用可用度数据A是否达到系统要求， 当每种任务工作模式下 的多个使用可 用度数据A均不小于使用可用度最低要求 值Amin时， 该可靠性与测试性设计方案满足要求； S4： 若可靠性与测试性设计方案满足要求， 则 本次可靠性与测试性设计方案保留， 即完 成该可靠性与测试性设计方案的协同建模与优化分析； 若 可靠性与测试性设计方案不满足 要求， 则通过可靠性设计方案与测试性设计方案的调整工作对可靠性、 测试性参数进行优 化， 再次对优化后可靠性与测试性设计方案的关键设计指标数据进行抽样， 将抽样数据代 入到模型 直到模型的输出结果满足要求为止， 多次循环， 形成 多种可靠性与测试性设计方案及其关键设计指标 数据； S5： 结合多种可靠性与测试性设计方案的关键设计指标数据， 根据基于多属性决策的 可靠性与测试性设计方案优选模型实现多种可靠性与测试性设计方案的优选分析， 获得多 种设计方案的排序结果， 最终选择 出最优可靠性与测试性设计方案 。 2.根据权利要求1所述的基于可用性模型的装备可靠性测试性协同建模与优化设计方 法， 其特征在于： 所述步骤S1中关键设计变量数据包括： 可靠性参数平均故障间隔时间 MTBF、 维修性参数平均修复前时间MTTR、 测试性参数故障检测时间与故障隔离时间之和TD 以及保障性 参数平均保障延误时间MLDT。 3.根据权利要求2所述的基于可用性模型的装备可靠性测试性协同建模与优化设计方 法， 其特征在于： 所述步骤S1中， 在假设装备各组成部件故障服从指数分布的条件下， 通过 如下公式计算装备在各任务工作模式下的可靠性 参数平均故障间隔时间MTBF： 式中： λS表示装备在各任务工作模式下的失效率； 其中， 结合装备在各任务工作模式下的任务可靠性框图以及装备各组成部件的失效率 λi， 得到装备在各任务工作模式下的失效率 λS。 4.根据权利要求2所述的基于可用性模型的装备可靠性测试性协同建模与优化设计方 法， 其特征在于： 所述步骤S1 中， 通过如下公式计算装备在各任务工作模式下的维修性参数 平均修复前时间MT TR： 式中： I表示装备的组成部件数量； λi表示装备各组成部件在各任务工作模式下的失效权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115329553 A 2率； MTTRi表示装备 各组成部件在各任务工作模式下的修复时间。 5.根据权利要求2所述的基于可用性模型的装备可靠性测试性协同建模与优化设计方 法， 其特征在于： 所述步骤S1中， 结合各测试点的故障检测时间、 具有不同模糊度的模糊组 的故障隔离时间以及诊断策略得到装备各组成部件的故障检测时间与故障隔离时间之和， 其中， 诊断策略由测试性建模仿 真工作得到， 诊断策略包括： 检测各关键部件故障对应的一 组测试点以及对应最终检测到的模糊组的模糊度， 通过如下公式计算装备 的第b个部件在 各任务工作模式下的故障检测时间与故障隔离时间之和TDb： 式中： A表示检测第b个部件是否故障的测试点数量； ta表示检测第b个部件是否故障的 一组测试点中第a个测试点的故障检测时间； tb表示检测第b个部件是否故障的故障隔离时 间； 在得到装备所有部件的故障检测时间与故障隔离时间之和TDb的基础上， 按照装备各组 成部件发生 故障的随机性对各部件的故障检测时间与故障隔离时间之和进 行抽样， 得到装 备的故障检测时间与故障隔离时间之和TD。 6.根据权利要求2所述的基于可用性模型的装备可靠性测试性协同建模与优化设计方 法， 其特征在于： 所述步骤S1 中， 获取装备各组成部件在各任务工作模式下的保障性参数平 均保障延误时间MLDTb的步骤包括： S101： 规定影响MLDT指标的因素： 备件延误、 保障设备延误、 保障组占用延误； S102： 规定评价MLDT指标以及其影响因素的等级集： {非常短、 较短、 中等、 较长、 非常 长}； S103： 获得装备各组成部件在各任务工作模式下各影响因素隶属于各评价等级的测度 值， 测度的指标采用0.1 ‑0.9标度法， 得到装备各 组成部件在各任务工作模式下的模糊评价 矩阵R； S104： 获得装备 各组成部件在各任务工作模式下 各影响因素的权 重向量W； S105： 通过如下公式计算装备各组成部件在各任务工作模式下MLDT指标的综合评价结 果S： S＝W×R； 式中： W表示装备各组成部件在各任务工作模式下各影响因素的权重向量； R表示装备 各组成部件在各任务工作模式下的模糊评价矩阵； S106： 根据步骤S105得到的综合评价结果， 按照最大隶属度原则判断获得装备各组成 部件在各任务工作模式下MLDT指标的评价 等级以及对应的最大 隶属度Umax(MLDT)； S107： 规定 MLDT指标评价 等级对应的MLDT指标 取值区间： S108： 通过如下公式计算装备 各组成部件在各任务工作模式下的MLDT指标值： MLDT＝Umax(MLDT)*(b ‑a)+a； 式中： Umax(MLDT)表示步骤S107中得到的MLDT指标的最大隶属度； a表示最大隶属度Umax (MLDT)所在MLDT指标取值区间的最小值； b表 示最大隶属度Umax(MLDT)所在MLDT指标取值区 间的最大值b； 在得到装备所有部件的平均保障延误时间MLD Tb的基础上， 按照装备各组成部件发生故 障的随机性对各部件的平均保障延误时间进行抽样， 得到装备的平均保障延误时间MLDT。 7.根据权利要求1所述的基于可用性模型的装备可靠性测试性协同建模与优化设计方权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115329553 A 3