申请/专利权人：浙江大学

申请日：2024-03-11

公开（公告）日：2024-06-25

公开（公告）号：CN117875947B

主分类号：G06Q10/20

分类号：G06Q10/20;G06Q10/0631;G06F30/27;G06N7/01;G06F111/08;G06F119/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.25#授权;2024.04.30#实质审查的生效;2024.04.12#公开

摘要：本申请公开了kn负载均担系统的可靠性评估和维修决策方法及系统，涉及设备维修技术领域，根据部件各个全寿命周期状态之间转移时的失效率和系统状态，利用马尔可夫过程计算得到第一系统状态转移图和第一状态转移强度矩阵；计算得到系统在任意时刻时处于不同系统状态的第一概率；将第一系统状态转移图中所有的失效状态合并为一个吸收态，计算得到处于吸收态的第二概率函数，根据第二概率函数计算得到可靠度函数，根据可靠度阈值得到系统的临界寿命；计算在临界寿命内系统的期望总运维成本和期望总运行时间，计算得到系统单位时间内的期望运维成本，以得到系统的最优检测时间间隔。本申请能够降低负载均担系统的运维成本。

主权项：1.一种k负载均担系统的可靠性评估和维修决策方法，所述k负载均担系统由n个相同部件组成，其中，k个部件正常工作保证系统正常工作，其特征在于，所述方法包括步骤：S1、定义部件的全寿命周期状态包括稳定状态、磨损状态和失效状态，基于系统中各个部件的全寿命周期状态确定系统状态，根据部件的各个全寿命周期状态之间转移时的失效率以及系统状态，利用马尔可夫过程构建第一系统状态转移图，计算得到第一状态转移强度矩阵，所述系统状态用以表示系统中处于磨损状态和失效状态的部件数；S2、根据所述第一状态转移强度矩阵以及利用Chapman-Kolmogorov方程，计算得到系统在任意时刻时处于不同系统状态的第一概率；S3、将所述第一系统状态转移图中所有的系统处于失效的状态合并为一个吸收态，利用马尔可夫过程构建得到第二状态转移强度矩阵，利用Chapman-Kolmogorov方程计算得到系统处于吸收态的第二概率函数，根据所述第二概率函数计算得到可靠度函数，并根据预设的可靠度阈值，得到系统的临界寿命；S4、根据第一概率计算在临界寿命内系统的期望总运维成本和期望总运行时间，计算得到系统单位时间内的期望运维成本，以得到系统的最优检测时间间隔；其中，所述步骤S1包括：设定系统状态表示为aij，其中，i表示为系统中处于失效状态的部件数，j表示为处于失效状态和磨损状态的总部件数；设定部件从稳定状态转移到磨损状态的失效率为第一失效率λ21，部件从磨损状态转移到失效状态的失效率为第二失效率λ10，部件从稳定状态转移到失效状态的失效率为第三失效率λ20；当系统中有i个部件失效时，系统中的未失效部件从稳定状态转移到磨损状态的失效率为第四失效率，系统中的未失效部件从磨损状态转移到失效状态的失效率为第五失效率，系统中的未失效部件从稳定状态转移到失效状态的失效率为第六失效率，第四失效率、第五失效率以及第六失效率分别表示为： ；其中，n表示系统中的部件总数，γ表示非负的恒定的负载因子，i表示系统中处于失效状态的部件个数，i=0,1,2…,n-k；根据所述第一系统状态转移图、第四失效率、第五失效率、第六失效率以及系统中处于稳定状态和磨损状态的部件个数，计算第一系统状态转移图中各个系统状态之间的转移强度，以得到第一状态转移强度矩阵；所述步骤S2包括：设为时间t时系统状态aij的第一概率函数，根据第一状态转移强度矩阵构建得到Chapman-Kolmogorov微分方程式为： ；其中，表示在时间t时系统处于系统状态ai-1j-1的概率，表示在时间t时系统处于系统状态aij-1的概率，表示在时间t时系统处于系统状态ai-1j的概率，表示n-j个稳定状态的部件中有1个部件发生了状态转移，表示j-i个磨损状态的部件中有1个部件发生了状态转移，表示n-j+1个稳定状态的部件中有1个部件发生了状态转移，表示j-i+1个磨损状态的部件中有1个部件发生了状态转移；采用数值法对微分方程式进行求解，计算得到系统在任意时刻时处于不同系统状态的第一概率；所述步骤S3包括：将所述第一系统状态转移图中所有的系统处于失效的状态合并为一个吸收态，利用马尔可夫过程对第一系统状态转移图重新构建得到第二系统状态转移图，将第二系统状态转移图中任一个非失效的系统状态到各个失效的系统状态的转移强度累加和作为该非失效的系统状态到吸收态的转移强度，得到各个非失效的系统状态到吸收态的转移强度，得到第二状态转移强度矩阵；利用Chapman-Kolmogorov方程计算得到系统处于吸收态的第二概率函数PFt，根据第二概率函数PFt计算得到可靠度函数Rt为： 。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 浙江大学 k/n负载均担系统的可靠性评估和维修决策方法及系统

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