一种大型复杂可修装置的综合性能评价方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种大型复杂可修装置的综合性能评价方法，包括以下步骤：建立综合性能评价指标库‑‑对所述装置的拓扑结构进行分解，并分解为多个子系统‑‑根据综合性能评价指标库对所述装置进行任务剖面分析‑‑构建指标体系，所述指标体系包括延误性故障平均间隔时间、失败性故障平均间隔次数和平均维修时间‑‑建立数学表达式‑‑任务范围分析‑‑分解指标体系并确定加权因子‑‑综合计算，得到所述装置的综合性能评价结果，本发明专利技术鉴于大型复杂可修装置的本征运行特点，建立属于多阶段任务的可靠性、维修性、保障性指标体系，有效地将可用度、任务成功率及平均维修时间总体指标转换成可检验、可评估的分解指标，用于指导装置工程研制，经济效益高。

【技术实现步骤摘要】
一种大型复杂可修装置的综合性能评价方法
本专利技术涉及大型复杂可修装置综合处理
，具体而言涉及一种大型复杂可修装置的综合性能评价方法。
技术介绍
大型装置是指装置的组成单元和分系统数量多，装置的复杂性是指由于组成单元和分系统数量较多，导致他们之间关系的复杂性，而实际工程中的大型复杂装置大部分是可修复的。大型复杂可修装置出于运行任务和运行效率的需求，对其综合性能如可靠性、维修性、保障性都有要求。同时，大型复杂可修装置又具有多阶段工作任务的特点，在其中一些任务阶段，可以利用维修性、保障性来补充可靠性的不足，在另外一些任务阶段，只能依靠装置本身的基本可靠性来保障任务的成功，因此，其可靠性和维修性指标交织在一起，必须要对任务开展剖析才能把可靠性、维修性指标分解开来。此外，在不同的任务阶段，构成装置内的各个分系统参与任务的程度是不一样的，这对系统可靠性、维修性指标也提出了不一样的要求，因此，还必须对任务参与范围开展仔细的剖析才能得到组成装置的各分系统/组成单元的分解要求。综上，各种影响因素造成难以全面综合评价大型复杂可修装置是否满足运行要求，进而直接影响大型复杂可修装置的更好应用及发展。
技术实现思路
专利技术人在长期实践中发现：一般而言，大型复杂装置的总体可靠性、维修性指标都是可用度、任务成功率、平均维修时间、年运行次数这一类面向全装置的总体指标，这些指标无法直接用于约束装置，而必须在总体层面根据一定的约束条件，分解为可指导系统设计的指标，如平均故障间隔时间(MTBF)、系统平均修复时间和系统任务成功率之类的指标。本专利技术提供了一种大型复杂可修装置的综合性能评价方法。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种大型复杂可修装置的综合性能评价方法，包括以下步骤：S1：建立综合性能评价指标库，所述指标库划分为多个分类指标；S2：对所述装置的拓扑结构进行分解，并分解为多个子系统，每个子系统下分解多个分系统和组件；S3：根据综合性能评价指标库对所述装置进行任务剖面分析，所述任务剖面依次为全寿命周期剖面、年度任务剖面以及单次任务剖面；S4：构建指标体系，所述指标体系包括延误性故障平均间隔时间、失败性故障平均间隔次数和平均维修时间；S5：建立数学表达式；S6：任务范围分析，按照对指标体系的不同影响程度对分系统或组件进行区分；S7：分解指标体系并确定加权因子；S8：综合计算，得到所述装置的综合性能评价结果。进一步，所述分类指标为年度执行任务次数、任务成功率、任务间隔时间、平均修复时间、装置服役寿命、装置可用度。进一步，所述子系统、分系统和组件按照功能为主、专业为辅的原则进行分解，首先对装置的基本任务进行剖析，并根据基本任务的要求，将装置的功能划分成不同的功能需求，并将装置划分成不同的模块，把执行相同功能需求的模块划分为一组得到子系统，若采用功能需求无法将装置完全分解，辅以采用专业和学科的方式分解，直到完全分解装置，采用同样的原则对子系统进行再分解，得到分系统和组件。进一步，所述装置的年度任务包括周维护期Dmain、集中运行期Dexp、大维修期Doth1、年度维护Dprep、停机休息期Doth2，则Dmain+Dexp+Doth1+Dprep+Doth2＝365。进一步，设定装置每年执行任务的总时间为Dexp，装置可用度为A，每天开展的任务次数为Y，年度执行任务次数为N，则：Dexp＝Dexp1+Dexp2+...+Dexpi，其中，Dexpi表示第i次任务的执行时间，N＝Dexp×Y×A。进一步，所述任务由多阶段多子系统按照特定的时序关系共同完成，其包括主任务和副任务，所述主任务直接决定任务的成败，所述副任务为主任务提供条件或后处理，副任务不影响任务的成败，而影响到任务是否能够如期开展。进一步，采用延误性故障平均间隔时间表征子系统的可靠性指标，在主任务执行过程中，若某子系统发生故障，直接导致执行任务的失败，采用任务成功概率或失败性故障平均间隔次数表征子系统的可靠性指标，若某子系统发生故障，则必须满足平均维修时间的要求，采用平均维修时间来表征子系统的维修及保障性。进一步，设定延误性故障平均间隔时间为MTBDF，任务成功率为RO，失败性故障平均间隔次数为MSBFF，平均维修时间为MTTR，则：可用度装置的延误性故障概率为λ延误，且装置成功运行的次数为N成功，装置实际运行的次数为N实际，装置的失败性故障率λ失败，装置的总故障率为λ，则λ＝λ失败+λ延误，其中，TRi表示第i个故障的修复时间，n表示故障总数。进一步，设定每个子系统的延误性故障平均间隔时间为MTBDFj，则λ延误j表示子系统的延误性故障概率，j表示子系统的数量，利用加权分配法，通过预计得到各子系统的延误性故障率λ延误j*，确定各子系统的加权因子W延误j，且根据λ延误j＝W延误j×λ延误，得到子系统的延误性故障间隔时间，完成装置级延误性故障间隔时间分配；设定子系统的任务成功率为ROj，子系统的失败性故障概率为λ失败j，所述装置的任务成功率为RO，则RO＝RO1×RO2×...×ROj，且ROj＝exp(λ失败j×N)，利用加权分配法，通过预计得到各子系统的失败性故障率λ失败j*，确定各分子系统的加权因子W失败j，且根据λ失败j＝W失败j×λ失败，得到各子系统的失败性故障率；设定子系统的平均修复时间为MTTRj，所装置的平均维修时间为MTTR，则且λj＝λ失败j+λ延误j，其中，λj表示子系统的故障率，通过各子系统的平均修复时间迭代控制，即可得到各子系统的MTTRj。进一步，根据子系统内部不同分系统或组件的复杂程度、重要程度、工作时间长短、环境长短和技术成熟水平，采用评分分配法来完成延误性故障概率、失败性故障概率的分配。本专利技术的有益效果是：鉴于大型复杂可修装置的本征运行特点，建立属于多阶段任务的可靠性、维修性、保障性指标体系，有效地将可用度、任务成功率及平均维修时间总体指标转换成可检验、可评估的分解指标，用于指导装置工程研制，经济效益高。附图说明：图1是装置的拓扑结构分解图；图2是子系统A1的拓扑结构分解图；图3是装置的全寿命周期剖面图；图4是装置的年度任务剖面分析图；图5是装置的年度任务分析图；图6是装置的单次任务的任务剖面图；图7是装置的单次任务的详细剖析图；图8是A1子系统中各分系统或组件对指标体系不同影响程度示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一：一种大型复杂可修装置的综合性能评价方法，包括以下步骤：第一、建立综合性能评价指标库，所述指标库划分为多个分类指标，对于大型复杂可修科学实验装置而言，专利技术人站在“用户装置”的角度，将所述分类指标分为年度执行任务次数、任务成功率、任务间隔时间、平均修复时间、装置服役寿命、装置可用度。其中，年度执行任务次数是表征装置综合性能的一个指标，它依赖于组成装置的各子系统的基本可靠性和装置维护维修保障资源来共同实现。任务成功率指的是装置执行任务(达到实验的目的)实现的概率，既可以是单次任务成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大型复杂可修装置的综合性能评价方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：建立综合性能评价指标库，所述指标库划分为多个分类指标；S2：对所述装置的拓扑结构进行分解，并分解为多个子系统，每个子系统下分解多个分系统和组件；S3：根据综合性能评价指标库对所述装置进行任务剖面分析，所述任务剖面依次为全寿命周期剖面、年度任务剖面以及单次任务剖面；S4：构建指标体系，所述指标体系包括延误性故障平均间隔时间、失败性故障平均间隔次数和平均维修时间；S5：建立数学表达式；S6：任务范围分析，按照对指标体系的不同影响程度对分系统或组件进行区分；S7：分解指标体系并确定加权因子；S8：综合计算，得到所述装置的综合性能评价结果。

【技术特征摘要】
1.一种大型复杂可修装置的综合性能评价方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：建立综合性能评价指标库，所述指标库划分为多个分类指标；S2：对所述装置的拓扑结构进行分解，并分解为多个子系统，每个子系统下分解多个分系统和组件；S3：根据综合性能评价指标库对所述装置进行任务剖面分析，所述任务剖面依次为全寿命周期剖面、年度任务剖面以及单次任务剖面；S4：构建指标体系，所述指标体系包括延误性故障平均间隔时间、失败性故障平均间隔次数和平均维修时间；S5：建立数学表达式；S6：任务范围分析，按照对指标体系的不同影响程度对分系统或组件进行区分；S7：分解指标体系并确定加权因子；S8：综合计算，得到所述装置的综合性能评价结果。2.根据权利要求1所述的一种大型复杂可修装置的综合性能评价方法，其特征在于：所述分类指标为年度执行任务次数、任务成功率、任务间隔时间、平均修复时间、装置服役寿命、装置可用度。3.根据权利要求2所述的一种大型复杂可修装置的综合性能评价方法，其特征在于：所述子系统、分系统和组件按照功能为主、专业为辅的原则进行分解，首先对装置的基本任务进行剖析，并根据基本任务的要求，将装置的功能划分成不同的功能需求，并将装置划分成不同的模块，把执行相同功能需求的模块划分为一组得到子系统，若采用功能需求无法将装置完全分解，辅以采用专业和学科的方式分解，直到完全分解装置，采用同样的原则对子系统进行再分解，得到分系统和组件。4.根据权利要求3所述的一种大型复杂可修装置的综合性能评价方法，其特征在于：所述装置的年度任务包括周维护期Dmain、集中运行期Dexp、大维修期Doth1、年度维护Dprep、停机休息期Doth2，则Dmain+Dexp+Doth1+Dprep+Doth2＝365。5.根据权利要求4所述的一种大型复杂可修装置的综合性能评价方法，其特征在于：设定装置每年执行任务的总时间为Dexp，装置可用度为A，每天开展的任务次数为Y，年度执行任务次数为N，则：Dexp＝Dexp1+Dexp2+...+Dexpi，其中，Dexpi表示第i次任务的执行时间，N＝Dexp×Y×A。6.根据权利要求4或5所述的一种大型复杂可修装置的综合性能评价方法，其特征在于：所述任务由多阶段多子系统按照特定的时序关系共同完成，其包括主任务和副任务，所述主任务直接决定任务的成败，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐菱，马驰，邓学伟，汪凌芳，郭良福，唐军，袁强，袁晓东，胡东霞，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院激光聚变研究中心，
类型：发明
国别省市：四川,51