多源数据融合的全尺寸强度试验系统可靠性确定方法

本发明涉及系统可靠性工程领域，具体涉及一种多源数据融合的全尺寸强度试验系统可靠性确定方法。

背景技术：

1、全尺寸强度试验系统用于测试和评估飞机结构在真实工作条件下的强度和耐久性，它是航空领域确保飞机结构安全性和可靠性的关键设备。通过模拟实际飞行环境中的各种载荷条件，全尺寸强度试验可以识别并验证飞机结构设计中的潜在问题。全尺寸强度试验系统通常由多个复杂的机械、电气和液压元件组成，这些元件的可靠性直接影响到整个系统的可靠性。

2、然而，由于全尺寸强度试验系统复杂性和元件多样性，往往缺乏全面的、详细的元件可靠性数据，全尺寸强度试验系统运行过程中产生的可靠性数据种类繁多，包括应力应变数据、振动数据、温度数据、历史故障数据、维护记录、操作日志等；其中这些数据的来源包括试验数据、厂家提供数据、历史累积数据、可靠性手册数据等。

3、由于可靠性数据的种类、来源多样且类型各异，传统的可靠性评估方法通常依赖于单一数据源及数据类型，无法充分利用系统运行过程中的多源数据，导致评估结果的准确性和全面性受到限制。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种多源数据融合的全尺寸强度试验系统可靠性确定方法，基于对不同来源和不同类型的可靠性数据的融合，以全面、准确地评估全尺寸强度试验系统的可靠性。

2、为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案：

3、一种多源数据融合的全尺寸强度试验系统可靠性确定方法，包括：

4、s1，针对全尺寸强度试验系统中需要收集可靠性数据的元件，从不同途径获取不同类型的可靠性数据；

5、s2，根据收集的全尺寸强度试验系统元件的可靠性数据，结合可靠性数据的数据类型，构建同类型、不同类型下各元件可靠性数据的融合策略；

6、s3，构建全尺寸强度试验系统结构原理图；

7、s4，基于所述原理图构建全尺寸强度试验系统的go图模型；

8、s5，基于所采集的元件可靠性数据的数据类型，利用所述融合策略得到元件的可靠度，基于所述go图模型，基于go法得到全尺寸强度试验系统可靠性。

9、进一步地，所述s1的具体过程为：

10、s1-1，确定全尺寸强度试验系统中需要收集可靠性数据的元件；

11、s1-2，确定需要收集的可靠性数据的数据类型，包括性能退化数据、失效率数据、寿命数据；

12、s1-3，确定需要收集的可靠性数据数据的获取途径，包括可靠性手册、历史记录、实验与测试数据、供应商提供数据以及专家经验评估数据；

13、s1-4，检查所收集的可靠性数据的准确性、一致性和完整性，确保数据真实可靠。

14、进一步地，s2中所述同类型、不同类型下各元件可靠性数据的融合策略，包括：

15、若针对元件所收集的可靠性数据类型为同类型，则开展同类型可靠性数据融合：

16、性能退化数据之间融合：

17、记采集到n组元件的性能退化数据，n组性能退化数据拟合得到n条性能退化轨迹曲线；结合失效阈值，得到n个伪寿命数据ti，通过确定伪寿命数据的分布类型，得到基于性能退化数据的可靠度函数r1(t)；

18、寿命数据之间融合：

19、记采集到m个元件的寿命数据tj，通过确定寿命分布类型，得到基于寿命数据的可靠度函数r2(t)；

20、失效率数据之间融合：

21、利用从不同途径获取得到的s个失效率数据λk(k＝1,2,..,s)，通过层次分析法赋予相应的权重pk，得到综合失效率构建基于失效率数据的可靠度函数r3(t)＝e-λt；其中e为自然对数的底数，t为时间参数；

22、在得到可靠度函数后，通过可靠度函数计算元件的可靠度。

23、进一步地，s2中所述同类型、不同类型下各元件可靠性数据的融合策略，还包括：

24、若针对元件所收集可靠性数据类型为不同类型，则开展不同类型可靠性数据融合：

25、性能退化数据与寿命数据之间融合：

26、得到基于性能退化数据的可靠度函数r1(t)、基于寿命数据的可靠度函数r2(t)之后，通过层次分析法赋予基于性能退化数据的可靠度函数r1(t)和基于寿命数据的可靠度函数r2(t)相应的权重q1、q2，得到基于性能退化数据和寿命数据的可靠度函数r4(t)＝q1r1(t)+q2r2(t)；

27、性能退化数据与失效率数据之间融合：

28、得到基于性能退化数据的可靠度函数r1(t)、基于失效率数据的可靠度函数r3(t)＝e-λt后，再通过层次分析法赋予基于性能退化数据的可靠度函数r1(t)和基于失效率数据的可靠度函数r3(t)相应的权重h1、h2，得到基于性能退化数据与失效率数据的可靠度函数r5(t)＝h1r1(t)+h2r3(t)；

29、寿命数据与失效数据之间融合：

30、得到基于寿命数据的可靠度函数r2(t)、基于失效率数据的可靠度函数r3(t)＝e-λt后，再通过层次分析法赋予基于寿命数据的可靠度函数r2(t)和基于失效率数据的可靠度函数r3(t)相应的权重g1、g2，得到基于寿命数据与失效率数据的可靠度函数r6(t)＝g1r2(t)+g2r3(t)；

31、性能退化数据、寿命数据和失效率数据之间融合：

32、得到基于性能退化数据的可靠度函数r1(t)、基于寿命数据的可靠度函数r2(t)、基于失效率数据的可靠度函数r3(t)＝e-λt后，再通过层次分析法赋予基于性能退化数据的可靠度函数r1(t)、基于寿命数据的可靠度函数r2(t)和基于失效率数据的可靠度函数r3(t)相应的权重ω1、ω2、ω3，得到基于寿命数据与失效率数据的可靠度函数r7(t)＝ω1r1(t)+ω2r2(t)+ω3r3(t)。

33、进一步地，所述层次分析法的目标层为数据类型，包括性能退化数据、寿命数据、失效数据；准则层为元件可靠性影响因素，包括数据来源的可靠性、数据样本量、数据处理方案；方案层为数据来源，包括可靠性手册、历史记录、实验与测试、供应商提供以及专家经验评估；采用专家评分法构建判别矩阵，获取最终方案层各数据来源相对于目标层元件可靠性的权重。

34、进一步地，所述原理图中的组成框与系统实际的组成元件相对应，原理图中的信号流与系统实际工作时的信息流一致。

35、进一步地，s4中所述基于所述原理图构建全尺寸强度试验系统的go图模型，包括：

36、s4-1，确定全尺寸强度试验系统操作符类型

37、操作符类型分为功能操作符和逻辑操作符，根据s3构建的全尺寸强度试验系统结构原理图，将系统中的两状态作用元件本身表示为类型1操作符，将系统中的输入信号作用元件本身表示为类型5操作符，将系统中的多输入多输出元件表示为类型13操作符，将系统中的and逻辑关系表示为类型10操作符，将系统中的多输入多闭环环节表示为类型24b操作符；

38、s4-2，建立全尺寸强度试验系统可靠性go图模型

39、基于所确定的操作符类型以及全尺寸强度试验系统结构原理图，参考《go法原理及应用》分别建立全尺寸强度试验系统第一级go图模型和第二级go图模型。

40、进一步地，s5所述基于所采集的元件可靠性数据的数据类型，利用所述融合策略得到元件的可靠度，基于所述go图模型，基于go法得到全尺寸强度试验系统可靠性，包括：

41、针对go图模型中操作符对应的元件，判断所采集的元件的可靠性数据的类型，若元件的可靠性数据仅有一种类型，则采用所述策略中的同类型可靠性数据融合方法进行融合，计算该元件可靠度；若元件存在一种以上类型，则采用所述策略中不同类型可靠性数据融合方法进行融合，计算元件的可靠度；

42、确定全尺寸强度试验系统中所有元件的可靠度后，按照go法确定全尺寸强度试验系统输出信号流的可靠度，该可靠度就是全尺寸强度试验系统的可靠性量化值。

43、与现有技术相比，本发明具有以下技术特点：

44、本发明提供的多源数据融合的全尺寸强度试验系统可靠性的确定方法，在缺乏可靠性数据的情况下，通过整合试验数据、专家经验数据、历史累积数据和可靠性手册数据等多种来源和类型的可靠性数据，克服了单一数据来源的局限性，从而提高了可靠性评估的准确性，准确的可靠性评估结果可以帮助制定更加合理的维护计划，优化维护策略，避免过度维护或维护不足，从而降低维护成本，延长系统使用寿命，为全尺寸强度试验系统的安全运行和科学管理提供了有力支持。此外本发明所提方法不仅适用于全尺寸强度试验系统的可靠性评估，还可以推广应用于其他复杂系统的可靠性分析，推动相关领域的技术进步和应用发展，具有广泛的应用前景。