一种基于三角分布和证据理论的失效模式评估方法技术

本发明专利技术公开了一种基于三角分布和证据理论的失效模式评估方法，该方法首先利用D

【技术实现步骤摘要】
一种基于三角分布和证据理论的失效模式评估方法


[0001]本专利技术涉及数据处理
，特别涉及一种基于三角分布和证据理论的失效模式评估 方法。

技术介绍

[0002]自20世纪60年代美国国家航空航天局引入失效模式与效应分析(FMEA)以来，作为可靠 性分析的一种工具，在风险评估、决策等领域得到了非常有效的应用。在这些盗版应用中， FMEA通常用于确保在评估过程中充分考虑并正确处理潜在风险。该技术的核心部分是风险优 先级号(RPN)，即产品的失效发生概率(O)，严重性(S)，被检测到的概率(D)，即RPN＝S
×
O
×
D。
[0003]尽管FMEA有很多优点，但也存在一些不足。这三个风险因素由专家以从1到10的整数 进行缩放。然而，随着目标系统的日益复杂，评估信息存在很大的不确定性。此外，传统的 RPN模型也受到了批评。
[0004]尽管为了提高传统FMEA的性能，引入了大量实用模型，但如何对专家提出的冲突评估 进行建模和融合仍然是一个关键和开放的问题。为了使FMEA更有效地应用于实际工程的失 效分析中，许多理论被应用到FMEA中。然而，如何处理来自不同FMEA专家的冲突评估仍 然是一个悬而未决的问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的上述问题，本专利技术的要解决的技术问题是：如何将自不同FMEA专 家的冲突评估进行有效融合，使得到结果更具有客观性。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种基于三角分布和证据理论的失效 模式评估方法，包括如下步骤：
[0007]S100:采集Q个FMEA团队对目标系统N种失效模式的评估，记：
[0008](F1,F2,...,F
n
...,F
N
)表示N种失效模式，其中F
n
表示第n种失效模式；
[0009]表示F
n
中第i个风险因子的值域，公式表示如下：
[0010][0011]对公式(14)的识别框架进行简化得到如下公式：
[0012][0013]其中i＝O,S,D；n＝1,2,3,...,N，O表示目标系统失效发生概率，S表示目标系统失效的 严重性，D表示目标系统失效检测到的概率；
[0014]S200:设表示第q个专家对的置信度，表示就第q个专家就第n种失效模 式的第i个风险因素的给出评估值，值取[1,10]之间的整数，构建基于三角分布的基本概 率分配模型TDBPA为：
[0015][0016]其中其中在中取值；
[0017]S300:利用Dempster组合规则，针对每个风险因子中所有专家的置信度进行融合， 公式如下：
[0018][0019]其中，表示对于第n个失效模式中风险因子i所有专家置信度的融合结果；
[0020]S400:根据S300的融合结果计算风险因子的值，公式如下：
[0021][0022]S500:利用S400得到的O
n
、S
n
和D
n
计算失效模式的置信度，计算公式为：
[0023]MVRPN
n
＝O
n
×
S
n
×
D
n
ꢀꢀꢀ
(20)
[0024]MVRPN
n
表示第n个失效模式的置信度；
[0025]根据N个失效模式的置信度值的大小对目标系统的失效模型进行排序，置信度值越大则 表示目标系统中该置信度值对应的失效模式需被采取防范的优先级越高。
[0026]相对于现有技术，本专利技术至少具有如下优点：
[0027]本专利技术S200通过对专家评估信息的三角模糊数建模，降低不同专家评估结果之间的冲突 程度；建模所构建的TDBPA函数让冲突信息的数据融合成为可能、并未数据融合做好准备； S300，S400，将前一步骤S200基于三角模糊数建模得到的BPA进行数据融合，获得更加精确 的风险顺序数RPN；S500基于更精确的风险顺序数RPN，获得更客观、更精确的风险评估结 果，为最紧急的风险项提供最需要的风险防控措施指导。
附图说明
[0028]图1为基于三角分布的BPA。
[0029]图2为本专利技术方法的原理示意图。
[0030]图3为本专利技术方法与其他方法获取的MVRPN值。
具体实施方式
[0031]下面对本专利技术作进一步详细说明。
[0032]为了管理不同FMEA专家评估的不同风险等级之间的冲突，我们提出了一种在D
‑
S理论框 架下的计算基本概率指派函数值(即BPA值)的方法。
[0033]定义1：RPN由风险发生可能性(O)、风险发生时的严重程度(S)和风险能被检测到的 概率(D)三部分的乘积组成。公式如下：
[0034]RPN＝O
×
S
×
D
ꢀꢀꢀ
(1)
[0035]一般来说，每个风险因素可以用从1到10的10个等级来衡量。
[0036]表1 一个失效模式的发生可能性的等级评定
[0037][0038][0039]我们利用RPN均值即失效模式的置信度它来替代传统RPN的缺点。
[0040]定义2：假设第n个失效模式有多个排序值，即并且它们对应的置信值 可以表示为故MVRPN定义如下：
[0041][0042]D
‑
S理论起源于Dempster和Shafer的工作，Dempster利用概率论具有上界和下界，Shafer 在识别的框架上建立了基本概率分配函数(BPA)。D
‑
S理论能够有效地表示和处理不确定信息。
[0043]即使缺乏先验信息，推理和决策也可以在不完整或相互矛盾的证据下进行。D
‑
S理论正式 定义如下：
[0044]定义3：令Ω为一个由互斥的元素H
i
构成的完备集，表示为：
[0045]Ω＝{H1,H2,...,H
i
,...,H
N
}
ꢀꢀꢀ
(3)
[0046]Ω的幂集一共有2
N
个命题，它们又被称为识别框架(FOD)，表示为2
Ω
。
[0047][0048]其中各子集为命题，为空集。此外，只包含一个元素的集合，被称为单命题。
[0049]定义4：BPA(又被称为质量函数)是指2
Ω
集合中元素与[0,1]区间之间的映射关系。公式 表达如下：
[0050]m:2
Ω
→
[0,1]ꢀꢀꢀ
(5)
[0051]这种关系也满足如下条件：
[0052][0053]“A”象征着全集的任何子集。如果A不是空集，BPA函数m(A)表示证据支持假设A的强 度。如果m(A本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于三角分布和证据理论的失效模式评估方法，其特征在于，包括如下步骤：S100:采集Q个FMEA团队对目标系统N种失效模式的评估，记：(F1,F2,...,F
n
...,F
N
)表示N种失效模式，其中F
n
表示第n种失效模式；表示F
n
中第i个风险因子的值域，公式表示如下：对公式(14)的识别框架进行简化得到如下公式：其中i＝O,S,D；n＝1，2，3，...，N，O表示目标系统失效发生概率，S表示目标系统失效的严重性，D表示目标系统失效检测到的概率；S200:设表示第q个专家对的置信度，表示就第q个专家就第n种失效模式的第i个风险因素的给出评估值，值取[1，10]之间的整数，构建基于三角分布的基本概率分配模型TDBPA为：其中其中在中取值；S300:利用Dempster组合规...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐永川，郑海霞，刘春燕，雷晏，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：