可重构系统故障分析方法和装置的制造方法

可重构系统故障分析方法和装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及可重构系统故障分析方法和装置，方法包括：获取可重构系统的目标功能、完成目标功能的目标设备、目标设备中的可重构设备及对应的重构用设备，根据目标功能、目标设备、可重构设备及重构用设备的逻辑关系，绘制功能?设备?重构关系表；以不希望发生的故障事件为顶事件，查找与顶事件相关的目标设备作为基础设备绘制初始故障树；查找基础设备中的可重构设备，根据可重构设备修改初始故障树得到重构故障树；获取基础设备中的可重构设备对应的重构用设备及重构路径，获取基础设备的故障事件发生概率和重构路径中各设备的故障事件发生概率并计算顶事件的发生概率。本发明考虑重构设计下故障事件的关联关系，可实现可重构系统的故障分析。
【专利说明】
可重构系统故障分析方法和装置
技术领域
[0001] 本发明设及可靠性分析技术领域，特别是设及一种可重构系统故障分析方法和装 置。
【背景技术】
[0002] 可重构系统是指采用重构设计的系统，在出现设备故障时，可W通过改变系统中 的功能模块配置信息或者通过切换开关，对完成特定功能的模块进行动态调整，替代或屏 蔽故障设备，使得系统在某些设备故障的情况下仍然能够W正常或者功能降级的形式完成 预期功能。
[0003] 相比于没有重构设计的系统，一方面，可重构系统能够W尽可能少的硬件设备数 量，实现系统技术指标和可靠性目标，提高系统的可靠性和安全性；另一方面，可重构系统 各功能模块之间的关联关系W及逻辑关系变得复杂。为确保更好的掌握和了解系统，通常 需要对系统进行各类故障的可靠性分析，而现有的系统可靠性分析方法中并没有考虑重构 设计，因此不便于对可重构系统进行故障分析。

【发明内容】

[0004] 基于此，有必要针对上述问题，提供一种包含重构设计分析的可重构系统的故障 分析方法和装置。
[0005] -种可重构系统故障分析方法，包括如下步骤：
[0006] 获取可重构系统的目标功能、完成所述目标功能的目标设备，W及所述目标设备 中发生故障时可被替换的可重构设备及其用于替换所述可重构设备的重构用设备，根据所 述目标功能、所述目标设备、所述可重构设备及所述重构用设备之间的逻辑关系，绘制功 能-设备-重构关系表；
[0007] W所述可重构系统不希望发生的故障事件为顶事件，根据所述功能-设备-重构关 系表查找与所述顶事件相关的目标设备作为基础设备，绘制所述基础设备对应的故障事件 和所述顶事件构成的初始故障树；
[000引根据所述功能-设备-重构关系表，查找所述基础设备中的可重构设备，根据所述 基础设备中的可重构设备修改所述初始故障树，得到重构故障树；
[0009] 获取所述基础设备中的可重构设备对应的重构用设备及重构路径，获取所述基础 设备的故障事件发生概率和所述重构路径中各设备的故障事件发生概率，根据所述重构故 障树、所述基础设备的故障事件发生概率和所述重构路径中各设备的故障事件发生概率， 计算所述重构故障树中所述顶事件的发生概率。
[0010] -种可重构系统故障分析装置，包括：
[0011] 信息获取模块，用于获取可重构系统的目标功能、完成所述目标功能的目标设备， W及所述目标设备中发生故障时可被替换的可重构设备及其用于替换所述可重构设备的 重构用设备，根据所述目标功能、所述目标设备、所述可重构设备及所述重构用设备之间的 逻辑关系，绘制功能-设备-重构关系表；
[0012] 初始故障树绘制模块，用于W所述可重构系统不希望发生的故障事件为顶事件， 根据所述功能-设备-重构关系表查找与所述顶事件相关的目标设备作为基础设备，绘制所 述基础设备对应的故障事件和所述顶事件构成的初始故障树；
[0013] 重构故障树绘制模块，用于根据所述功能-设备-重构关系表，查找所述基础设备 中的可重构设备，根据所述基础设备中的可重构设备修改所述初始故障树，得到重构故障 树；
[0014] 概率计算模块，用于获取所述基础设备中的可重构设备对应的重构用设备及重构 路径，获取所述基础设备的故障事件发生概率和所述重构路径中各设备的故障事件发生概 率，根据所述重构故障树、所述基础设备的故障事件发生概率和所述重构路径中各设备的 故障事件发生概率，计算所述重构故障树中所述顶事件的发生概率。
[0015] 上述可重构系统故障分析方法和装置，获取可重构系统的目标功能、完成目标功 能的目标设备，W及目标设备中发生故障时可被替换的可重构设备及其用于替换可重构设 备的重构用设备，根据目标功能、目标设备、可重构设备及重构用设备之间的逻辑关系，绘 制功能-设备-重构关系表；W可重构系统不希望发生的故障事件为顶事件，根据功能-设 备-重构关系表查找与顶事件相关的目标设备作为基础设备，绘制基础设备对应的故障事 件和顶事件构成的初始故障树;根据功能-设备-重构关系表，查找基础设备中的可重构设 备，根据基础设备中的可重构设备修改初始故障树，得到重构故障树;获取基础设备中的可 重构设备对应的重构用设备及重构路径，获取基础设备的故障事件发生概率和重构路径中 各设备的故障事件发生概率，根据重构故障树、基础设备的故障事件发生概率和重构路径 中各设备的故障事件发生概率，计算重构故障树中顶事件的发生概率。该可重构系统故障 分析方法和装置通过重构故障树可W清楚直观地表示考虑重构设计的状况下各个故障事 件之间的关联关系，同时计算得到可重构系统不希望发生的故障事件的发生概率从而实现 对采用重构设计的可重构系统进行故障分析，便于对可重构系统进行可靠性分析。
【附图说明】
[0016] 图1为一实施例中本发明可重构系统故障分析方法的流程图；
[0017] 图2为一具体实施例中溫控系统低溫福射器未失效时的工作示意图；
[0018] 图3为图2所示溫控系统低溫福射器失效时的工作示意图；
[0019] 图4为图2所示溫控系统的初始故障树示意图；
[0020] 图5为一实施例中根据功能-设备-重构关系表，查找基础设备中的可重构设备，根 据基础设备中的可重构设备修改初始故障树，得到重构故障树的步骤的具体流程图；
[0021 ]图6为图2所示溫控系统的重构故障树示意图；
[0022] 图7为一实施例中获取基础设备中的可重构设备对应的重构用设备及重构路径， 获取基础设备的故障事件发生概率和重构路径中各设备的故障事件发生概率，根据重构故 障树、基础设备的故障事件发生概率和重构路径中各设备的故障事件发生概率，计算重构 故障树中顶事件的发生概率的步骤的具体流程图；
[0023] 图8为一实施例中本发明可重构系统故障分析装置的模块图；
[0024] 图9为一实施例中重构故障树绘制模块的单元图；
[0025] 图10为一实施例中概率计算模块的单元图。
【具体实施方式】
[0026] 参考图1，本发明一实施例中的一种可重构系统故障分析方法，包括如下步骤。
[0027] SllO:获取可重构系统的目标功能、完成目标功能的目标设备，W及目标设备中发 生故障时可被替换的可重构设备及其用于替换可重构设备的重构用设备，根据目标功能、 目标设备、可重构设备及重构用设备之间的逻辑关系，绘制功能-设备-重构关系表。
[0028] 其中，可重构系统的目标功能指可重构系统实现的功能，目标功能获取方式可W 是根据事先设置的信息获取，也可W是根据用户输入的信息获取。例如，可重构系统为溫控 系统，用户输入的目标功能为溫控动能。
[0029] 其中，逻辑关系包括并联和串联。例如，某一溫控系统由低溫溫控回路和中溫溫控 回路共同组成，则低溫溫控回路与中溫溫控回路的逻辑关系为串联关系。
[0030] 步骤SllO通过绘制功能-设备-重构关系表，方便W目标故障模式为分析问题的出 发点分析目标功能、目标设备之间的关系。
[0031] 例如，参考图2和图3,在可重构系统为溫控系统的具体实施例中，溫控系统具有低 溫溫控回路和中溫溫控回路，即溫控系统包括低溫溫控回路和中溫溫控回路两个功能模 块，低溫溫控回路主要由离屯、累、低溫中间换热器、切换阀、溫控阀、截止阀和低溫福射器运 些设备组成。中溫溫控回路主要由离屯、累、中溫中间换热器、切换阀、溫控阀、截止阀和中溫 福射器运些设备组成。其中，低溫福射器与中溫福射器是两个不同类型的福射器，当低溫福 射器泄漏而失效时，可用中溫福射器进行重构低溫溫控回路，即可重构设备为低溫福射器， 重构用设备为中溫福射器。如此，得到如下表1所示的功能-设备-重构关系表。
[0032]
[OC
123 表 1 2 S130: W可重构系统不希望发生的故障事件为顶事件，根据功能-设备-重构关系 表查找与顶事件相关的目标设备作为基础设备，绘制基础设备对应的故障事件和顶事件构 成的初始故障树。 3 每一个目标设备对应一个故障事件，顶事件和每一个故障事件可对应一个结点， 其中，顶事件对应的结点为父结点。通过进行故障树分析：W不希望发生的事件为出发点， 然后根据各设备之间的逻辑关系、将绘制的故障事件的结点运用逻辑口连接起来，从而构 成一个整体的初始故障树，可W直观的体现在没有考虑重构设计的状况下引起顶事件发生 的各种故障原因和影响关系。
[0037] 其中，逻辑口包括与口、或口、禁口、非n、修正口和优先与口的至少一种。与口表 示输出事件由输入事件的逻辑积产生，即在全部输入事件都存在时，输出事件才发生。或口 表示输出事件由输入事件的逻辑和产生，即至少一个输入事件发生，输出事件就发生。禁口 表示只有当侧面长圆形或小矩形内的条件成立时，输出事件才发生。非n表示输出事件是 输入事件的逆事件。修正口是对与口或或口附加修正条件的口。优先与口表示只有输入事 件W从左到右的顺序发生时，输出事件才发生。
[0038] 例如，在上述溫控系统的可重构系统的中，各目标设备对应的故障事件为该目标 设备失效，然后通过故障树分析，得到如图4所示的溫控系统的初始故障树。
[0039] S150:根据功能-设备-重构关系表，查找基础设备中的可重构设备，根据基础设备 中的可重构设备修改初始故障树，得到重构故障树。
[0040] 在其中一实施例中，参考图5,步骤S150包括步骤S151至步骤S155。
[0041] S151:根据功能-设备-重构关系表，查找基础设备中的可重构设备。
[0042] 同一个初始故障树中，可重构设备的数量可W有一个，也可能有多个。
[0043] S153:修改初始故障树，将基础设备中的可重构设备对应的故障事件修改为可重 构设备及重构过程故障事件。
[0044] 可重构设备及重构过程故障事件指在可重构设备对应的故障事件和可重构设备 重构过程失败的事件同时满足的情况下得到的故障事件，考虑了可重构系统的重构设计。 通过根据可重构设备及重构过程故障事件修改初始故障树得到重构故障树，重构故障树可 W直观地体现在考虑重构设计的情况下各故障事件之间的关联关系、约束关系等。
[0045] Sl 55:在可重构设备及重构过程故障事件下，增加预设的重构口。
[0046] 预设的重构口表示采用重构设计的逻辑关系，可W预先定义重构口符号。例如，本 实施例中，定义的重构口符号为。Q，，，预设的重构口表示的逻辑关系为逻辑与。可W理 解，在其他的实施例中，重构口符号还可W采用其他图形表示。
[0047] S157:在重构口的输入端分别绘制可重构设备故障事件和重构路径故障事件，作 为可重构设备及重构过程故障事件的输入事件，得到重构故障树。
[004引重构路径故障事件即表示可重构设备的重构失败事件。重构路径故障事件与可重 构设备故障事件，作为引起可重构设备及重构过程故障事件的两个故障原因事件，添加在 重构口的输入端，可W直观地表示出各个故障事件之间的关联关系。
[0049] 例如，在上述溫控系统的可重构系统中，可重构设备为低溫福射器，得到如图4所 示的初始故障树后，修改可重构设备的设备故障事件描述，将原来的"低溫福射器失效"修 改为"低溫福射器及重构失效"。然后在"低溫福射器及重构失效"运一故障事件下增加预设 的重构口，在预设的重构口的输入端，增加"低溫福射器失效"及"低溫福射器重构路径失 效"，得到如图6所示的重构故障树。
[0050] S170:获取基础设备中的可重构设备对应的重构用设备及重构路径，获取基础设 备的故障事件发生概率和重构路径中各设备的故障事件发生概率，根据重构故障树、基础 设备的故障事件发生概率和重构路径中各设备的故障事件发生概率，计算重构故障树中顶 事件的发生概率。
[0051] 重构路径是指可重构系统中的某一个可重构设备失效后，通过重构方式，使可重 构系统正常或者功能降级地完成该可重构设备预期功能所需的设备组合所构成的路径。例 如，参考图3,溫控系统的重构路径为:低溫中间换热器(起点）-离屯、累-切换阀-切换阀-溫 控阀-截止阀-中溫福射器-截止阀-切换阀-切换阀-低溫中间换热器(与起点重合）。
[0052] 每一个基础设备对应一个故障事件发生概率，相同基础设备的故障事件发生概率 相同。通过根据重构故障树的结构、基础设备的故障事件发生概率和重构路径中各设备的 故障事件发生概率，计算顶事件的发生概率，可W得到顶事件出现的可能性大小。
[0化3] 在其中一实施例中，参考图7,步骤S170包括步骤S171至步骤S177。
[0054] S171:获取基础设备中的可重构设备对应的重构用设备及重构路径。
[0055] S173:获取基础设备的故障事件发生概率和重构路径中各设备的故障事件发生概 率。
[0056] S175:根据重构路径中各设备的故障事件发生概率，计算重构路径故障概率。
[0057] 重构路径故障概率指重构路径出现故障的概率，与重构路径中各设备是否正常工 作有关。具体地，步骤S175根据重构路径中的各设备之间的逻辑关系、W及各设备的故障事 件发生概率，计算重构路径故障概率。
[005引S177:根据基础设备中可重构设备的故障事件发生概率、重构路径故障概率W及 预设的计算模型，计算可重构设备及重构过程故障事件的发生概率。
[0059]预设的计算模型用于计算可重构设备及重构过程故障事件的发生概率，具体可根 据可重构设备及重构过程故障事件的故障原因对应的故障事件之间的逻辑关系确定，为可 重构设备的故障事件发生概率与重构路径故障概率的乘积，预设的计算模型为：
[0060 ] P (A載燃)=P (A繳)冲(Asb鑑樹)；
[0061] 其中，A表示可重构设备，PUiPI樹)表示可重构设备及重构过程故障事件的发生概 率，P(A繳)为可重构设备的故障事件发生概率，P(A聲輸5樹)为重构路径故障概率。
[0062] S179:根据重构故障树、基础设备的故障事件发生概率、可重构设备及重构过程故 障事件的发生概率，计算重构故障树中顶事件的发生概率。
[0063] 具体地，步骤S179可W是根据故障树的结构列出计算顶事件的发生概率的逻辑关 系式。例如，在上述溫控系统的可重构系统中，设备的故障事件对应为设备失效，离屯、累、低 溫中间换热器、切换阀（共4个）、溫控阀（中溫溫控回路）、截止阀（中溫溫控回路）（共2个）的 失效概率均为5*1(T6,中溫福射器的失效概率为低溫福射器的失效概率是1*1(T4， 则：
[0064] P (低溫福射器誦鑑樹）=1- (1-5*1〇-6) 9* (1-1*10-6 )=4.6*10-己；
[0065] P(低溫福射器麵分= 1*10-4*4.6*10-日=4.6*10-9;
[0066] 其中，P(低溫福射器IP腳苗效)为重构路径故障概率，P(低溫福射器HS樹)为可重构 设备及重构过程故障事件的发生概率。
[0067] 在计算得到P(低溫福射器as域)后，可按一般故障树的计算方法得到顶事件的发 生概率。利用本发明计算得到的P(低溫福射器as域)远低于不考虑重构设计计算得到的概 率。从而可W验证采用重构设计，可重构系统的可靠性得到了有效的提高。
[0068] 在其中一实施例中，步骤S170之后，还包括步骤(al)和步骤(曰2)。
[0069] 步骤(al):根据基础设备的故障事件发生概率，计算初始故障树中顶事件的发生 概率。
[0070] 步骤(a2):根据重构故障树中顶事件的发生概率和初始故障树中顶事件的发生概 率，判定可重构设备对可重构系统的可靠性影响程度。
[0071] 通过在计算得到重构故障树中顶事件的发生概率后，根据重构故障树中顶事件的 发生概率和初始故障树中顶事件的发生概率，判定可重构设备对可重构系统的可靠性影响 程度，从而可W解决可重构系统的可靠性分析的量化问题，找出可重构系统的薄弱环节。
[0072] 在其中一实施例中，步骤(a2)包括:计算重构故障树中顶事件的发生概率与初始 故障树中顶事件的发生概率的比值，将比值对应的百分比作为可重构设备对可重构系统的 可靠性影响率。可W理解，在其他实施例中，步骤(a2)也可W采用其他方式判定可靠性影响 程度，例如可W是比较初始故障树中顶事件的发生概率和重构故障树中顶事件的发生概率 的大小，然后根据比较的结果判定可靠性影响程度。
[0073] 上述可重构系统故障分析方法，获取可重构系统的目标功能、完成目标功能的目 标设备，W及目标设备中发生故障时可被替换的可重构设备及其用于替换可重构设备的重 构用设备，根据目标功能、目标设备、可重构设备及重构用设备之间的逻辑关系，绘制功能- 设备-重构关系表；W可重构系统不希望发生的故障事件为顶事件，根据功能-设备-重构关 系表查找与顶事件相关的目标设备作为基础设备，绘制基础设备对应的故障事件和顶事件 构成的初始故障树;根据功能-设备-重构关系表，查找基础设备中的可重构设备，根据基础 设备中的可重构设备修改初始故障树，得到重构故障树;获取基础设备中的可重构设备对 应的重构用设备及重构路径，获取基础设备的故障事件发生概率和重构路径中各设备的故 障事件发生概率，根据重构故障树、基础设备的故障事件发生概率和重构路径中各设备的 故障事件发生概率，计算重构故障树中顶事件的发生概率。该可重构系统故障分析方法通 过重构故障树可W清楚直观地表示考虑重构设计的状况下各个故障事件之间的关联关系， 同时计算得到可重构系统不希望发生的故障事件的发生概率从而实现对采用重构设计的 可重构系统进行故障分析，便于对可重构系统进行可靠性分析。
[0074] 将本发明的可重构系统故障分析方法应用于对复杂的具重构功能特点的航空电 子综合系统、飞船与空间站对接系统、溫控系统等大型复杂系统进行可靠性和安全性建模 分析，解决重构设计的可靠性和安全性分析和量化计算问题。本发明将对重构设计技术的 应用，起到技术支撑的作用。
[0075] 参考图8,本发明一实施例中的一种可重构系统故障分析装置，包括信息获取模块 110、初始故障树绘制模块130、重构故障树绘制模块150和概率计算模块170。
[0076] 信息获取模块110用于获取可重构系统的目标功能、完成目标功能的目标设备，W 及目标设备中发生故障时可被替换的可重构设备及其用于替换可重构设备的重构用设备， 根据目标功能、目标设备、可重构设备及重构用设备之间的逻辑关系，绘制功能-设备-重构 关系表。
[0077] 初始故障树绘制模块130用于W可重构系统不希望发生的故障事件为顶事件，根 据功能-设备-重构关系表查找与顶事件相关的目标设备作为基础设备，绘制基础设备对应 的故障事件和顶事件构成的初始故障树。
[0078] 重构故障树绘制模块150用于根据功能-设备-重构关系表，查找基础设备中的可 重构设备，根据基础设备中的可重构设备修改初始故障树，得到重构故障树。
[0079] 概率计算模块170用于获取基础设备中的可重构设备对应的重构用设备及重构路 径，获取基础设备的故障事件发生概率和重构路径中各设备的故障事件发生概率，根据重 构故障树、基础设备的故障事件发生概率和重构路径中各设备的故障事件发生概率，计算 重构故障树中顶事件的发生概率。
[0080] 上述可重构系统故障分析装置，信息获取模块110获取可重构系统的目标功能、完 成目标功能的目标设备，W及目标设备中发生故障时可被替换的可重构设备及其用于替换 可重构设备的重构用设备，根据目标功能、目标设备、可重构设备及重构用设备之间的逻辑 关系，绘制功能-设备-重构关系表;初始故障树绘制模块130W可重构系统不希望发生的故 障事件为顶事件，根据功能-设备-重构关系表查找与顶事件相关的目标设备作为基础设 备，绘制基础设备对应的故障事件和顶事件构成的初始故障树;重构故障树绘制模块150根 据功能-设备-重构关系表，查找基础设备中的可重构设备，根据基础设备中的可重构设备 修改初始故障树，得到重构故障树;概率计算模块170获取基础设备中的可重构设备对应的 重构用设备及重构路径，获取基础设备的故障事件发生概率和重构路径中各设备的故障事 件发生概率，根据重构故障树、基础设备的故障事件发生概率和重构路径中各设备的故障 事件发生概率，计算重构故障树中顶事件的发生概率。该可重构系统故障分析装置通过重 构故障树可W清楚直观地表示考虑重构设计的状况下各个故障事件之间的关联关系，同时 计算得到可重构系统不希望发生的故障事件的发生概率从而实现对采用重构设计的可重 构系统进行故障分析，便于对可重构系统进行可靠性分析。
[0081] 在其中一实施例中，参考图9,重构故障树绘制模块150包括查找单元151、事件修 改单元153、重构口添加单元155和重构故障树调整单元157。
[0082] 查找单元151用于根据功能-设备-重构关系表，查找基础设备中的可重构设备。
[0083] 事件修改单元153用于修改初始故障树，将基础设备中的可重构设备对应的故障 事件修改为可重构设备及重构过程故障事件。
[0084] 重构口添加单元155用于在可重构设备及重构过程故障事件下，增加预设的重构 n。
[0085] 重构故障树调整单元157用于在重构口的输入端分别绘制可重构设备故障事件和 重构路径故障事件，作为可重构设备及重构过程故障事件的输入事件，得到重构故障树。
[0086] 在其中一实施例中，参考图10,概率计算模块170包括设备及路径获取单元171、概 率获取单元173、第一概率计算单175、第二概率计算单元177和第=概率计算单元179。
[0087] 设备及路径获取单元171用于获取基础设备中的可重构设备对应的重构用设备及 重构路径。
[0088] 概率获取单元173用于用于获取基础设备的故障事件发生概率和重构路径中各设 备的故障事件发生概率。
[0089] 第一概率计算单元175用于根据重构路径中各设备的故障事件发生概率，计算重 构路径故障概率。
[0090] 第二概率计算单元177用于根据基础设备中可重构设备的故障事件发生概率、重 构路径故障概率W及预设的计算模型，计算可重构设备及重构过程故障事件的发生概率。
[0091] 第=概率计算单元179用于根据重构故障树、基础设备的故障事件发生概率、可重 构设备及重构过程故障事件的发生概率，计算重构故障树中顶事件的发生概率。
[0092] 在其中一实施例中，上述可重构系统故障分析装置还包括还包括影响程度判定模 块（图未示），用于根据基础设备的故障事件发生概率，计算初始故障树中顶事件的发生概 率，根据重构故障树中顶事件的发生概率和初始故障树中顶事件的发生概率，判定可重构 设备对可重构系统的可靠性影响程度。通过判定可靠性影响程度，从而可W解决可重构系 统的可靠性分析的量化问题，找出可重构系统的薄弱环节。
[0093] 在其中一实施例中，影响程度判定模块根据重构故障树中顶事件的发生概率和初 始故障树中顶事件的发生概率，判定可重构设备对可重构系统的可靠性影响程度，具体为： 计算重构故障树中顶事件的发生概率与初始故障树中顶事件的发生概率的比值，将比值对 应的百分比作为可重构设备对可重构系统的可靠性影响率。
[0094] W上所述实施例的各技术特征可W进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实 施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要运些技术特征的组合不存 在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0095] W上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并 不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来 说，在不脱离本发明构思的前提下，还可W做出若干变形和改进，运些都属于本发明的保护 范围。因此，本发明专利的保护范围应W所附权利要求为准。
【主权项】
1. 一种可重构系统故障分析方法，其特征在于，包括如下步骤： 获取可重构系统的目标功能、完成所述目标功能的目标设备，以及所述目标设备中发 生故障时可被替换的可重构设备及其用于替换所述可重构设备的重构用设备，根据所述目 标功能、所述目标设备、所述可重构设备及所述重构用设备之间的逻辑关系，绘制功能-设 备-重构关系表； 以所述可重构系统不希望发生的故障事件为顶事件，根据所述功能-设备-重构关系表 查找与所述顶事件相关的目标设备作为基础设备，绘制所述基础设备对应的故障事件和所 述顶事件构成的初始故障树； 根据所述功能-设备-重构关系表，查找所述基础设备中的可重构设备，根据所述基础 设备中的可重构设备修改所述初始故障树，得到重构故障树； 获取所述基础设备中的可重构设备对应的重构用设备及重构路径，获取所述基础设备 的故障事件发生概率和所述重构路径中各设备的故障事件发生概率，根据所述重构故障 树、所述基础设备的故障事件发生概率和所述重构路径中各设备的故障事件发生概率，计 算所述重构故障树中所述顶事件的发生概率。2. 根据权利要求1所述的可重构系统故障分析方法，其特征在于，所述根据所述功能-设备-重构关系表，查找所述基础设备中的可重构设备，根据所述可重构设备修改所述初始 故障树，得到重构故障树的步骤，包括： 根据所述功能-设备-重构关系表，查找所述基础设备中的可重构设备； 修改所述初始故障树，将所述基础设备中的可重构设备对应的故障事件修改为可重构 设备及重构过程故障事件； 在所述可重构设备及重构过程故障事件下，增加预设的重构门； 在所述重构门的输入端分别绘制可重构设备故障事件和重构路径故障事件，作为所述 可重构设备及重构过程故障事件的输入事件，得到所述重构故障树。3. 根据权利要求2所述的可重构系统故障分析方法，其特征在于，所述获取所述基础设 备中的可重构设备对应的重构用设备及重构路径，获取所述基础设备的故障事件发生概率 和所述重构路径中各设备的故障事件发生概率，根据所述重构故障树、所述基础设备的故 障事件发生概率和所述重构路径中各设备的故障事件发生概率，计算所述重构故障树中所 述顶事件的发生概率的步骤，包括： 获取所述基础设备中的可重构设备对应的重构用设备及重构路径； 获取所述基础设备的故障事件发生概率和所述重构路径中各设备的故障事件发生概 率； 根据所述重构路径中各设备的故障事件发生概率，计算重构路径故障概率； 根据所述基础设备中可重构设备的故障事件发生概率、所述重构路径故障概率以及预 设的计算模型，计算所述可重构设备及重构过程故障事件的发生概率； 根据所述重构故障树、所述基础设备的故障事件发生概率、所述可重构设备及重构过 程故障事件的发生概率，计算所述重构故障树中所述顶事件的发生概率。4. 根据权利要求1所述的可重构系统故障分析方法，其特征在于，所述获取所述基础设 备中的可重构设备对应的重构用设备及重构路径，获取所述基础设备的故障事件发生概率 和所述重构路径中各设备的故障事件发生概率，根据所述重构故障树、所述基础设备的故 障事件发生概率和所述重构路径中各设备的故障事件发生概率，计算所述重构故障树中所 述顶事件的发生概率的步骤之后，还包括： 根据所述基础设备的故障事件发生概率，计算所述初始故障树中所述顶事件的发生概 率； 根据所述重构故障树中所述顶事件的发生概率和所述初始故障树中所述顶事件的发 生概率，判定所述可重构设备对所述可重构系统的可靠性影响程度。5. 根据权利要求4所述的可重构系统故障分析方法，其特征在于，所述根据所述重构故 障树中所述顶事件的发生概率和所述初始故障树中所述顶事件的发生概率，判定所述可重 构设备对所述可重构系统的可靠性影响程度的步骤，包括： 计算所述重构故障树中所述顶事件的发生概率与所述初始故障树中所述顶事件的发 生概率的比值，将所述比值对应的百分比作为所述可重构设备对所述可重构系统的可靠性 影响率。6. -种可重构系统故障分析装置，其特征在于，包括： 信息获取模块，用于获取可重构系统的目标功能、完成所述目标功能的目标设备，以及 所述目标设备中发生故障时可被替换的可重构设备及其用于替换所述可重构设备的重构 用设备，根据所述目标功能、所述目标设备、所述可重构设备及所述重构用设备之间的逻辑 关系，绘制功能-设备-重构关系表； 初始故障树绘制模块，用于以所述可重构系统不希望发生的故障事件为顶事件，根据 所述功能-设备-重构关系表查找与所述顶事件相关的目标设备作为基础设备，绘制所述基 础设备对应的故障事件和所述顶事件构成的初始故障树； 重构故障树绘制模块，用于根据所述功能-设备-重构关系表，查找所述基础设备中的 可重构设备，根据所述基础设备中的可重构设备修改所述初始故障树，得到重构故障树； 概率计算模块，用于获取所述基础设备中的可重构设备对应的重构用设备及重构路 径，获取所述基础设备的故障事件发生概率和所述重构路径中各设备的故障事件发生概 率，根据所述重构故障树、所述基础设备的故障事件发生概率和所述重构路径中各设备的 故障事件发生概率，计算所述重构故障树中所述顶事件的发生概率。7. 根据权利要求6所述的可重构系统故障分析装置，其特征在于，所述重构故障树绘制 丰吴块包括： 查找单元，用于根据所述功能-设备-重构关系表，查找所述基础设备中的可重构设备； 事件修改单元，用于修改所述初始故障树，将所述基础设备中的可重构设备对应的故 障事件修改为可重构设备及重构过程故障事件； 重构门添加单元，用于在所述可重构设备及重构过程故障事件下，增加预设的重构门； 重构故障树调整单元，用于在所述重构门的输入端分别绘制可重构设备故障事件和重 构路径故障事件，作为所述可重构设备及重构过程故障事件的输入事件，得到所述重构故 障树。8. 根据权利要求7所述的可重构系统故障分析装置，其特征在于，所述概率计算模块包 括： 设备及路径获取单元，用于获取所述基础设备中的可重构设备对应的重构用设备及重 构路径； 概率获取单元，用于获取所述基础设备的故障事件发生概率和所述重构路径中各设备 的故障事件发生概率； 第一概率计算单元，用于根据所述重构路径中各设备的故障事件发生概率，计算重构 路径故障概率； 第二概率计算单元，用于根据所述基础设备中可重构设备的故障事件发生概率、所述 重构路径故障概率以及预设的计算模型，计算所述可重构设备及重构过程故障事件的发生 概率； 第三概率计算单元，用于根据所述重构故障树、所述基础设备的故障事件发生概率、所 述可重构设备及重构过程故障事件的发生概率，计算所述重构故障树中所述顶事件的发生 概率。9. 根据权利要求6所述的可重构系统故障分析装置，其特征在于，还包括影响程度判定 模块，用于根据根据所述基础设备的故障事件发生概率，计算所述初始故障树中所述顶事 件的发生概率，根据所述重构故障树中所述顶事件的发生概率和所述初始故障树中所述顶 事件的发生概率，判定所述可重构设备对所述可重构系统的可靠性影响程度。10. 根据权利要求9所述的可重构系统故障分析装置，其特征在于，所述影响程度判定 模块计算所述重构故障树中所述顶事件的发生概率与所述初始故障树中所述顶事件的发 生概率的比值，将所述比值对应的百分比作为所述可重构设备对所述可重构系统的可靠性 影响率。
【文档编号】G06F11/20GK106021036SQ201610364442
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月26日
【发明人】黄进永, 潘勇, 黄智伟, 郭爱民, 张三娣
【申请人】工业和信息化部电子第五研究所