复杂机电系统可靠性与维修性综合及预测方法研究

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1、工学博士学位论文复杂机电系统可靠性与维修性综合及预测方法研究于春雨哈尔滨理工大学2015年6月国内图书分类号：TB114.3工学博士学位论文复杂机电系统可靠性与维修性综合及预测方法研究博士研究生：于春雨导师：郭建英申请学位级别：工学博士学科、专业：精密仪器及机械所在单位：测控技术与通信工程学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨理工大学．哈尔滨理工大学博±学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的博±学位论文《复杂机电系统可靠性与维修性综合及预测方法研究》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读博±学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人

2、所知，论文中除己注明部分外不包含他人己发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均己在文中切明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：日期：２０１５年＾月曰哈尔滨理工大学博±学位论文使用授权书《复杂机电系统可靠性与维修性综合及预测方法研究》系本人在哈尔滨理工大学攻读博±学位期间在导师指导下完成的博±学位论文。本论文的研巧成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研巧内容不得Ｗ其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部口提交论文和电子版本，允许论文被查阅和

3、借阅。本人授权哈尔滨理工大学可政采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于保密□，在年解密后适用授权书。不保密＆。（请在＾心上相应方框内打Ｖ）作者签名：日期：２０１５年月方。日＾导师签名日期：２０１５年＾月沪日ClassifiedIndex：TB114.3DissertationfortheDoctorDegreeinEngineeringResearchonComplexElectromechanicalSystemReliabilityandMaintainabilitySynthesisan

4、dPredictionMethodCandidate：YUChunyuSupervisor：GUOJianyingAcademicDegreeAppliedfor：DoctorofEngineeringSpecialty：PrecisionInstrumentandMachineryDateofOralExamination：June,2015University：HarbinUniversityofScienceandTechnology摘要复杂机电系统可靠性与维修性综合及预测方法研究摘要复杂机电系统是国民经济和国家安全的命脉，伴随科技进步和现代化大生产的发展，作为装

5、备制造业核心的复杂机电系统正朝着大型化、自动化、复合化以及机、光、电、液和计算机一体化的方向发展，更新换代的周期却在缩短。由于功能增多、性能提高、负荷加重，必然导致系统发生故障的概率增大、表现形式复杂化，甚至容易造成重大灾难性事故。因此，如何切实有效地提升复杂机电系统的质量和可靠性已成为国家发展战略中不容忽视的重要命题。本论文立足国家长期发展战略需求，从事前分析、事中分析、事后分析三个层面剖析复杂机电系统可靠性和维修性评估中的共性和瓶颈问题，力求将复杂问题简单化、将理论研究工程化，以多学科知识融合为切入点，面向工程探索新的突破口。在深入研究Weibull过程理论、Mar

6、kov过程理论、灰色理论、信息熵理论及Bayes方法的基础上，根据任何复杂系统都可以等效转化成由简单串、并联结构组成的基本原则，就复杂机电系统可靠性和维修性综合理论与预测方法做了系统而深入的研究，已取得了一些有益的成果，并应用于工程实际中。本论文完成了如下研究工作：针对复杂机电系统结构复杂、构成单元寿命分布多样、难以对整机进行寿命试验等特点，侧重在系统可靠性综合领域寻找新思路和新方法。本文引入了Bayes方法，用Beta分布和L分布拟合单元可靠度的验后密度；根据矩相等和信息等价转换原则，把各单元的试验信息折算成系统试验信息，给出了单元为不同分布时的串联及串并联系统可靠

7、度二项近似Bayes置信限和系统可靠度指数近似Bayes置信限；分别应用于钻井泥浆泵与自动平衡记录仪。又利用信息熵等效的基本原则，求解出基于信息熵法的系统二项、指数近似置信限；并应用于钻井泥浆泵。利用上述方法自下而上逐级综合，最终求解出复杂机电系统可靠度的置信区间。研究成果适用于方案论证、初设计、样机研制等阶段，可适用于事前分析和事中分析。复杂机电系统可靠性预测是工程迫切急需研究的命题，本文利用Monte-Carlo模拟仿真获得各单元寿命模拟值，根据逻辑运算关系，得到系统哈尔滨理工大学工学博士学位论文寿命模拟值，并据此推断出系统寿命分布类