基于层次分析的智能电能表可靠性综合评价方法及装置制造方法及图纸

一种基于层次分析的智能电能表可靠性综合评价方法及装置，通过构建可靠性指标体系、构建同一层次可靠性指标权重判断矩阵、计算每个可靠性指标的权重、将实际数值转化为统一的隶属度、计算可靠性综合评价指标，系统全面的对智能电能表可靠性进行综合评价。

Comprehensive Evaluation Method and Device for Reliability of Intelligent Electric Energy Meter Based on Analytic Hierarchy Process

【技术实现步骤摘要】
基于层次分析的智能电能表可靠性综合评价方法及装置
本专利技术涉及智能电能表分析
，特别是一种基于层次分析法的智能电能表可靠性综合评价方法。
技术介绍
目前，对智能电能表可靠性评价主要采用单一可靠性指标进行评价，例如针对智能电能表整机的平均故障间隔时间、平均寿命等，而且各个厂家选择的可靠性评价指标不统一，例如A厂家选择平均故障间隔时间作为评价指标、B厂家选择平均寿命作为评价指标。这样会导致智能电能表的评价结果不准确而且单一，即不能全面系统的反映智能电能表的可靠性水平，也不能为智能电能表的造型提供科学有效的指导。
技术实现思路
本专利技术的其中一个目的就是提供一种基于层次分析的智能电能表可靠性综合评价方法，它通过构建智能电能表的评价体系，系统全面的对智能电能表可靠性进行综合评价。本专利技术的该目的是通过这样的技术方案实现的，具体步骤如下：1)针对智能电能表可靠性指标体系的可靠性指标，构建同一层次的可靠性指标权重判断矩阵；2)根据步骤1)中所述的可靠性指标权重判断矩阵，计算每个可靠性指标的权重；以及针对步骤1)中所述可靠性指标体系中的可靠性指标，建立智能电能表可靠性指标的隶属度函数，通过可靠性指标的隶属度函数将可靠性指标的实际数值转化为统一的隶属度；3)根据步骤1)和步骤2)中所得到的可靠性指标权重和可靠性指标的隶属度，计算智能电能表的可靠性综合评价指数。进一步，步骤1)中所述可靠性指标体系包括下述中的至少一种:整机级可靠性指标；模块级可靠性指标；基础级可靠性指标。进一步，整机级可靠性指标包括下述中的至少一种:智能电能表的平均故障间隔时间TMTBF1；智能电能表的可靠度R(t1)；智能电能表的失效率λ1；智能电能表使用寿命；智能电能表的平均修复时间TRT1。进一步，智能电能表模块级包括有电源模块、计量模块、控制模块、存储模块、显示模块和通信模块；模块级可靠性指标包括下述中的至少一种:针对计量模块、控制模块、存储模块、显示模块和通信模块的平均故障间隔时间TMTBF2；针对计量模块、控制模块、存储模块、显示模块和通信模块的可靠度R(t2)；针对计量模块、控制模块、存储模块、显示模块和通信模块的失效率λ2；针对电源模块的平均修复时间TTR2和使用寿命；针对结构件的使用寿命。进一步，智能电表基础级包括有电子产品元器件、寿命件和结构件；电子产品元器件包括有电连接器、存储芯片、计量芯片、电阻、电容和印制电路板PCB，可靠性指标包括下述中的至少一种:平均故障间隔时间TMTBF3；可靠度R(t3)；失效率λ3和使用寿命；寿命件包括有电池和LED显示屏，可靠性指标包括使用寿命和/或平均修复时间TTR3；结构件包括有电子元器件、铭牌和卡座，可靠性指标包括有使用寿命。进一步，步骤2)中所述构建同一层次可靠性指标权重判断矩阵的具体方法为：针对上一层可靠性指标AK，对下一层各可靠性指标B1,B2,…,Bn采用1-9比例标准法反复比较可靠性指标Bi和Bj的重要程度，如表1所示表1可靠性指标重要程度的量化表其中，bij表示相对AK而言，可靠性指标Bi比可靠性指标Bj的重要性，将所有可靠性指标进行相互比较，得到可靠性指标权重判断矩阵B：其中，bij>0，bii＝1。进一步，步骤3)中所述计算每个可靠性指标的权重的具体方法为：2-1)权重计算，根据可靠性指标权重判断矩阵B，先计算可靠性指标判断矩阵的特征向量W，并对其进行归一化处理，使各可靠性指标满足求出可靠性指标Bi关于可靠性指标AK的重要性，计算分析步骤包括：2-1-1)计算矩阵中同一行各元素的乘积2-1-2)计算mi的n次方根2-1-3)进行归一化处理W＝(w1,w2...wn)T为所求特征向量，也就是元素Bi(i＝1,2,...n)的权重,T为矩阵的转置，Bi为第i个元素的权重，n为底层可靠性指标的数量；2-2)一致性检验，对获得的可靠性指标权重进行一致性检验，具体步骤如下：2-2-1)计算矩阵最大特征值其中，(BW)i表示向量BW的第i个元素；2-2-2)计算一次性指标CI权重判断矩阵的平均随机一致性指标RI如表2所示表2、1-9阶平均随机一致性指标2-2-3)计算一致性比例CR＝CI/RI当CR<0.1时，判断矩阵满足一致性检验；Wi＝(wi1,wi2Lwin)T表示Ai下所有可靠性指标的组合权重用。进一步，步骤4)中所述通过可靠性指标的隶属度函数将实际数值转化为统一的隶属度的具体方法为：采用升半梯形分布和降半梯形分布的隶属度函数来评价智能电能表底层可靠性指标，如果可靠性指标值低于a％，其隶属度为0；如果可靠性指标高于b％，其隶属度为1；得到该指标的隶属分布与隶属函数：0,x<a1,x≥b其中，x为可靠性指标值，A(x)为指标的隶属度函数，a和b为预设满意值。进一步，步骤3)中所述计算智能电能表的可靠性综合评价指数的公式为：式中，Wi＝(wi1,wi2Lwin)T为每个可靠性指标的权重，μA(xi)为底层可靠性指标的隶属度,Q为可靠性综合评价指标，T为矩阵的转置，xi为第i个底层可靠性指标的值，n为底层可靠性指标的数量。本专利技术的另一个目的就是提供一种基于层次分析的智能电能表可靠性综合评价装置。本专利技术的该目的是通过这样的技术方案实现的，包括有可靠性指标权重判断矩阵构建模块、可靠性指标权重计算模块、可靠性指标隶属度转化模块和可靠性综合评价指数计算模块；可靠性指标权重判断矩阵构建模块，用于针对智能电能表可靠性指标体系的可靠性指标，构建同一层次的可靠性指标权重判断矩阵；可靠性指标权重计算模块，根据可靠性指标权重判断矩阵构建模块构建的可靠性指标权重判断矩阵，计算每个可靠性指标的权重；可靠性指标隶属度转化模块，根据可靠性指标权重判断矩阵构建模块构建的可靠性指标权重判断矩阵，将可靠性指标的实际数值转化为统一的隶属度；可靠性综合评价指数计算模块，根据可靠性指标权重计算模块计算出的每个可靠性指标的权重和可靠性指标隶属度转化模块转化的统一隶属度，计算智能电能表的可靠性综合评价指数。由于采用了上述技术方案，本专利技术具有如下的优点：1、本专利技术建立了智能电能表评价体系，从整机级可靠性指标、模块级可靠性指标和基础级可靠性指标分别评价了智能电能表的每个部件，为统一有效的评价智能电能可靠性提供了依据；2、本专利技术有利于企业找出智能电能表的可靠性薄弱环节，指导智能电能表薄弱环节的改良；3、本专利技术统一了智能电能表的评价指标，利用该评价指标可以用于分析不同企业智能电能表的可靠性水平，有利于选择可靠性较高的智能电能表。本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。附图说明本专利技术的附图说明如下。图1为建立的智能电能表的可靠性指标体系；图2为本专利技术的流程示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。基于层次分析的智能电能表可靠性综合评价方法，如图2所示，具体方法如下：1、智能电能表可靠性指标体系构建智能电能表可靠性指标是描述智能电能表可靠性的度量，它直接与任务成功率、维修人力费用和保障资源费用有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于层次分析的智能电能表可靠性综合评价方法，其特征在于，具体步骤如下：1)针对智能电能表可靠性指标体系的可靠性指标，构建同一层次的可靠性指标权重判断矩阵；2)根据步骤1)中所述的可靠性指标权重判断矩阵，计算每个可靠性指标的权重；以及针对步骤1)中所述可靠性指标体系中的可靠性指标，建立智能电能表可靠性指标的隶属度函数，通过可靠性指标的隶属度函数将可靠性指标的实际数值转化为统一的隶属度；3)根据步骤1)和步骤2)中所得到的可靠性指标权重和可靠性指标的隶属度，计算智能电能表的可靠性综合评价指数。

【技术特征摘要】
1.一种基于层次分析的智能电能表可靠性综合评价方法，其特征在于，具体步骤如下：1)针对智能电能表可靠性指标体系的可靠性指标，构建同一层次的可靠性指标权重判断矩阵；2)根据步骤1)中所述的可靠性指标权重判断矩阵，计算每个可靠性指标的权重；以及针对步骤1)中所述可靠性指标体系中的可靠性指标，建立智能电能表可靠性指标的隶属度函数，通过可靠性指标的隶属度函数将可靠性指标的实际数值转化为统一的隶属度；3)根据步骤1)和步骤2)中所得到的可靠性指标权重和可靠性指标的隶属度，计算智能电能表的可靠性综合评价指数。2.如权利要求1所述的基于层次分析的智能电能表可靠性综合评价方法，其特征在于，步骤1)中所述可靠性指标体系包括下述中的至少一种:整机级可靠性指标；模块级可靠性指标；基础级可靠性指标。3.如权利要求2所述的基于层次分析的智能电能表可靠性综合评价方法，其特征在于，整机级可靠性指标包括下述中的至少一种:智能电能表的平均故障间隔时间TMTBF1；智能电能表的可靠度R(t1)；智能电能表的失效率λ1；智能电能表使用寿命；智能电能表的平均修复时间TRT1。4.如权利要求2所述的基于层次分析的智能电能表可靠性综合评价方法，其特征在于，智能电能表模块级包括有电源模块、计量模块、控制模块、存储模块、显示模块和通信模块；模块级可靠性指标包括下述中的至少一种:针对计量模块、控制模块、存储模块、显示模块和通信模块的平均故障间隔时间TMTBF2；针对计量模块、控制模块、存储模块、显示模块和通信模块的可靠度R(t2)；针对计量模块、控制模块、存储模块、显示模块和通信模块的失效率λ2；针对电源模块的平均修复时间TTR2和使用寿命；针对结构件的使用寿命。5.如权利要求2所述的基于层次分析的智能电能表可靠性综合评价方法，其特征在于，智能电表基础级包括有电子产品元器件、寿命件和结构件；电子产品元器件包括有电连接器、存储芯片、计量芯片、电阻、电容和印制电路板PCB，可靠性指标包括下述中的至少一种:平均故障间隔时间TMTBF3；可靠度R(t3)；失效率λ3和使用寿命；寿命件包括有电池和LED显示屏，可靠性指标包括使用寿命和/或平均修复时间TTR3；结构件包括有电子元器件、铭牌和卡座，可靠性指标包括有使用寿命。6.如权利要求1所述的基于层次分析的智能电能表可靠性综合评价方法，其特征在于，步骤2)中所述构建同一层次可靠性指标权重判断矩阵的具体方法为：针对上一层可靠性指标AK，对下一层各可靠性指标B1,B2,…,Bn采用1-9比例标准法反复比较可靠性指标Bi和Bj的重要程度，如表1所示表1可靠性指标重要程度的量化表其中，bij表示相对AK而言，可靠性指标Bi比可靠性指标Bj的重要性，将所有可靠性指标进行相互比较，得到可靠性指标权重判断矩阵B：其中，bij>0，bii＝1。7.如权利要求6所述的基于层次分析的智能电能表可靠性综合评价方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨芾藜，侯兴哲，郑可，刘型志，张晓勇，籍勇亮，
申请(专利权)人：国网重庆市电力公司电力科学研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50