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1、第33卷 第3期航空计算技术Vol133No132003年9月AeronauticalComputerTechniqueSep12003文章编号:1671-654X(2003)03-0051-05复杂系统可靠度综合计算平台的设计实现贺勇军(国防科技大学航天与材料工程学院,湖南长沙410073)摘 要:鉴于复杂大系统可靠度综合计算来,国内计算机辅助可靠性分析工作已有较大的发面临诸多困难,分析了其复杂性特征,提展,研制了一些针对具体问题而编制的程序或软件出了一种一体化建模方法———复合逻辑[2,3]包,但还没有很好的算法及其软件平台来有效地树模型(Comp
2、ositeLogicTreeModel,简称解决上述问题。CLTM)及其递归调度综合算法,并采用面为此,我们分析了复杂大系统可靠度模型及其向对象的思想和技术,设计实现了可视化算法的特点,提出了一种面向可靠度综合建模与求的系统可靠度CLTM综合建模与计算软解的复合逻辑树模型(CompositeLogicTreeModel,简件平台。介绍了软件的总体框架及其功能,并通过实例阐明了相应的系统可靠度综合分析方法。称CLTM)及其一体化的递归调度综合算法,并采用关键词:可靠性;复合逻辑树模型;递归算法;可视化建模;软件面向对象的方法和技术,设计开发了可靠度综合建
3、中图分类号:TP311模与计算软件平台,实现了系统CLTM的可视化动态文献标识码:A交互建模及可靠度的自动综合计算分析。引言1 复杂大系统可靠度模型及其综合计复杂大系统由众多实体组成且实体间存在错综算特点分析复杂的耦合关系,通常需完成多目标、多功能和多阶1.1 模型复杂性段的任务。无论是固有可靠性分析还是任务可靠性复杂大系统可靠性模型的复杂性,主要体现在分析,都需要处理由寿命分布类型的多样性和逻辑以下几个方面:结构的复杂性所带来的问题。特别是在任务可靠性1)系统规模庞大,通常由多级子系统构成,各级模型中,还存在单元共用相关性和时段延续相关性子系统又包含
4、众多的基本设备单元,且各单元的寿等问题。其可靠性分析任务的难度和工作量相当命分布类型各异,如指数分布、二项式型、等等。大。因此,设计统一的模型框架及算法,并在此基础2)系统整体逻辑结构复杂,由基本设备单元按上构造实用的计算机辅助可靠性综合计算分析平照多种逻辑关系而构成,典型的如串联、并联、串并台,具有十分重要的意义。混联以及网络结构等,并往往呈现多类结构相互嵌国外在可靠性软件研发方面的工作开展较早。套状态。20世纪70年代初,美国NASA和军方就已着手开发3)相关性的存在。复杂大系统在不同的任务阶用于可靠性分析的应用软件,目前已形成了系列化段,一般由不
5、同的子系统、功能单元来组合完成,因[1]的产品并得到了广泛的应用。但由于可靠性工作此其可靠性逻辑结构也会随着任务时间段的改变而中所依据的主要标准、方法及数据分类等都与国内变化,造成功能模块间的相关性问题。这种相关性不尽相同,这些软件并不完全适合我们使用。近年 收稿日期:2003-03-18 作者简介:贺勇军(1969-),男,湖北黄冈人,博士研究生,研究方向为飞行器系统建模仿真与优化。©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.52航空计算技术 第
6、33卷 第3期主要表现在两个方面,一是单元共用相关性,即同一须体现“量体裁衣,分而治之”的思想,针对不同类型任务时段内,部分单元在不同功能模块中共用,表现的问题,相应地采用最有效的解法,然后再进行综为相应方框在可靠性框图中重复出现;另一种是时合,以达到理想的效率和精度。为此,我们提出了这段延续相关性,即对于多阶段任务,各单元由于开始样一种统一模型,即基于可靠性框图自身逻辑关系参与工作的时刻不同、工作时间长短不同以及连续特点,从整体到局部,按照层次化、模块化的思想,自或断续出现在各任务阶段中,呈现出不同时段间的顶向下将整个框图逐级进行模块划分,直至所有的
7、相关性,表现为部分单元重复出现在可靠性框图中最底层模块为服从某种寿命分布的基本设备为止,不同时段的模块内。由此构成系统可靠性模型的树状表达形式,我们称1.2 综合计算复杂性其为复合逻辑树模型(CLTM)。在独立条件下,针对单一的寿命分布和典型逻2.1 复合逻辑树建模辑结构,目前已有许多成熟的可靠度计算方法[4,5]。2.1.1 基本定义关于单元共用相关性和时段延续相关性问题的解决基本元件:指系统可靠性模型框图中最基本的方法,可参见文献[6,7]。但如何形成一体化的系统组成成分,这种元件服从于某一确知的寿命分布,在可靠度综合计算机制,仍是一个需要深入研究
8、的问可靠性框图中表现为一个单独的底层方框。题。可靠性模型的复杂性以及分析精度的要求,造基本单元
