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申请/专利权人：北京航空航天大学

摘要：本发明为一种基于贝叶斯网络的多阶段任务系统可靠性建模方法，可通过构建多阶段贝叶斯网络模型实现复杂多阶段任务系统的可靠性建模。首先，针对多阶段任务系统进行系统层级划分，并明确各层级在各阶段参与工作的情况；其次，确定合理的分析粒度，从而确定贝叶斯网络中根节点、中间节点及叶节点与所划分层级的对应关系；随后，构建多阶段贝叶斯网络的结构，基于系统多阶段特性提出建模原则，依据对应原则使用有向边对各层级节点进行连结；最后，确定多阶段贝叶斯网络的参数，即确定节点所代表的可靠度与节点间有向边所代表的条件概率分布，从而量化多阶段导致的损伤累积，实现系统任一阶段的任意设备可靠度均可求解，为可靠性分配、预计提供基础。

主权项：1.一种基于贝叶斯网络的多阶段任务系统可靠性建模方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：系统层级划分；S2：分析粒度的确定；S3：多阶段贝叶斯网络结构的构建；S4：多阶段贝叶斯网络参数的确定。S1中，所述系统层级划分具体包括：对所研究多阶段任务系统的结构组成及在各运行阶段中各设备间的逻辑层次关系进行分析，划分设备、子系统及系统等不同层级，继而考虑在各个任务阶段中所具体涉及的可能发生故障的设备、子系统和系统，从而指导贝叶斯网络中根节点、中间节点及叶节点的确定，为贝叶斯网络结构的确定奠定基础。S2中，所述分析粒度的确定具体包括：确定合理的分析粒度以及各层级中的网络节点，明确贝叶斯模型中根节点及叶节点对应的产品层级，确定底层研究对象及顶层研究对象，具体地，顶层研究对象为系统整体，底层研究对象的分析粒度由粗到细为分系统、设备、关键元器件等。考虑到不同设备具有不同的研发生产单位，将贝叶斯网络建模的底层研究对象设定为设备层级。S3中，所述多阶段贝叶斯网络结构的构建具体包括：以有向边对各层级节点进行连结以建立各个阶段下的贝叶斯网络模型。在考虑主观认知和结构退化的基础上，依据故障逻辑关系建立由根节点指向中间节点的有向边、部分中间节点指向受其影响的中间节点的有向边及中间节点指向叶节点的有向边。其中，对于某一层级中存在因果或依赖关系的两个节点也应根据贝叶斯网络的构建规则进行连结。具体地，构建多阶段贝叶斯网络结构时，包含以下原则：1节点之间的故障传递仅需传递一次，因此在构建阶段间有向边时，仅对底层研究对象进行连结，不对更高层级对象进行连结，即仅传递底层研究对象的故障。2初始任务阶段需要包含系统内所有可分析的底层研究对象作为初始输入，计算所得为系统基本可靠度；其他任务阶段仅需包含参与任务的底层研究对象，不参与任务的对象认为不存在失效，计算所得为任务可靠度。3若对于某一底层研究对象，下一阶段其未参与任务，则连接至下一个该对象参与任务的阶段；若后续所有阶段该底层研究对象均不再参与任务，则连接至最后一个任务阶段该底层研究对象的上一层对象。S4中，所述多阶段贝叶斯网络参数的确定具体包括：确定每个根节点的可靠度与节点间的条件概率分布。多阶段贝叶斯网络根节点状态分为“可靠”和“失效”，两状态呈互斥关系，两者发生概率之和为1，数值为初始阶段的可靠度，即设计时规定的可靠度。节点间的条件概率存在为两种逻辑：01逻辑与概率逻辑，对于不可修产品，前一阶段节点故障后必然导致下一阶段的对应节点故障，为01逻辑；前一阶段节点可靠，经过一段时间任务执行后下一阶段未必可靠，为概率逻辑。具体概率可通过可靠性仿真、蒙特卡罗方法、专家经验、故障树转换等手段获得。

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