一种基于符号有向图的可靠性建模方法技术

本发明专利技术提供一种基于符号有向图的可靠性建模方法，包括如下步骤：S1、确定产品功能介质传输路径；S2：根据确定的功能介质传输路径，明确路径上的各个节点，即产品组成单元；S3：形成初步的功能路径网络；S4：明确单元节点的介质输入要求；S5：明确单元节点的功能；S6：明确介质的输出要求；S7：明确单元节点功能与输出要求的关系矩阵；S8：建立系统的符号有向图，形成可靠性模型。本发明专利技术利用图论理论，把符号有向图引入可靠性建模方法中，把系统的功能原理图进行抽象，把物理单元通过节点表示，对物理单元的功能、输入要求、输出要求等通过图论抽象表示，具备和产品方案设计统一，物理意义直观，信息描述细致和完整等特点。信息描述细致和完整等特点。信息描述细致和完整等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于符号有向图的可靠性建模方法


[0001]本专利技术涉及航天
，特别涉及一种基于符号有向图的可靠性建模方法。

技术介绍

[0002]可靠性建模是运载火箭等开展可靠性工作的基础，可靠性模型是对产品及其组成单元之间的可靠性、故障逻辑关系的描述，目前我国运载火箭广泛采用是可靠性框图(RBD)的建模方法，其主要标准为GJB 813《可靠性模型的建立和可靠性预计》。GJB 813对建立可靠性模型功能、环境条件、工作时间、参数约束等进行了顶层要求，但是没有体现对介质的功能影响关系。
[0003]GJB 813提供的可靠性建模方法是对系统组成单元功能关系的描述，没有对功能介质的运行状态描述，没有反应出系统运行时单元节产品与功能介质的复合状态情况，导致可靠性模型在可靠性工作中发挥的作用大打折扣，主要体现以下方面：
[0004]一、可靠性框图无法反应出量化的指标要求，可靠性框图对产品组成单元进行抽象，把经过可靠性评价后的功能作为一个功能框，过于抽象；
[0005]二、可靠性框图对产品功能机理描述的过于简化，主要考虑功能是否是冗余关系，对功能间的复杂关系无法进行较好的描述；
[0006]三、不利于故障分析，可靠性框图模型无法体现产品之间的故障模式影响关系，无法体现某个故障模式对于系统影响程度如何，开展故障分析和故障诊断时，需要重新建立新的模型，导致可靠性模型与故障分析之间的脱节；
[0007]四、不利于系统的持续改进，可靠性模型由于过于简化，较多的信息无法再模型中体现出来，在系统设计优化改进过程中，可靠性框图模型无法发挥作用，导致可靠性工作与产品设计工作的脱节，“两层皮”现象严重。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种基于符号有向图的可靠性建模方法，以解决上述技术问题。
[0009]本专利技术的技术方案是：提供一种基于符号有向图的可靠性建模方法，包括如下步骤：
[0010]S1、确定产品功能介质传输路径；
[0011]S2：根据所述步骤S1所确定的功能介质传输路径，明确路径上的各个节点，即产品组成单元；
[0012]S3：形成初步的功能路径网络；
[0013]S4：明确单元节点的介质输入要求；
[0014]S5：明确单元节点的功能；
[0015]S6：明确介质的输出要求；
[0016]S7：明确单元节点功能与输出要求的关系矩阵；
[0017]S8：建立系统的符号有向图，形成可靠性模型。
[0018]本专利技术提供的基于符号有向图的可靠性建模方法，利用图论理论，把符号有向图引入可靠性建模方法中，把系统的功能原理图进行抽象，把物理单元通过节点表示，对物理单元的功能、输入要求、输出要求等通过图论抽象表示，具备和产品方案设计统一，物理意义直观，信息描述细致和完整等特点；便于进行功能关系、功能与介质的耦合关系的描述；便于开展故障分析、产品持续改进等方面的工作。
附图说明
[0019]下面结合附图对专利技术作进一步说明：
[0020]图1是本专利技术一可选实施例中可靠性建模的示意图。
具体实施方式
[0021]以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的基于符号有向图的可靠性建模方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。
[0022]请参考图1，通过运载火箭的安全阀为实施例，本专利技术提供了一种基于符号有向图的可靠性建模方法，包括如下步骤：
[0023]S1：确定产品功能介质传输路径；
[0024]根据系统的功能原理，确定产品的功能介质传输路径，以安全阀为例，本实施例选用的先导式安全阀，首先分析气体为功能介质的路径，气体传输路径为1：从贮箱到主阀腔体；2：从贮箱、阀座、先导阀、主阀背压腔。所以气体传输路径为上述两条。在上述两条气路上，还存在力的传输路径，与气体产生的压强共同控制阀门的动作，控制阀的力传输路径为固定螺母、阀座、弹簧、弹簧座、阀瓣、拉杆；主阀的力传输路径为固定螺母、弹簧、波纹管组合件、阀瓣。
[0025]S2：根据步骤S1所确定的功能介质传输路径，明确路径上的各个节点，即产品组成单元；
[0026]在步骤S1的基础上，明确和细化气路和力的传输路径上的所有节点产品，在气体传输路径1上，节点产品包括壳体、活塞；气体传输路径2上，节点产品包括：壳体、直通管接头、垫圈、管路、指挥阀瓣、活门座、背压腔。在先导阀的力的传输路径上，节点产品包括：先导阀壳体、六角螺母、调整螺钉、弹簧盘、基准弹簧、压垫、拉杆、拉套、指挥阀瓣。
[0027]S3：形成初步的功能路径网络；
[0028]上述S1和S2工作完成后，利用符号有向图，形成一个初步的网络模型。
[0029]S4：明确单元节点的介质输入要求；
[0030]在S3的初步的网络模型基础上，对每个节点的介质输入要求进行明确。
[0031]S5：明确单元节点的功能；
[0032]在S3的初步的网络模型基础上，对每个节点的功能进行明确。
[0033]S6：明确介质的输出要求；
[0034]在S3的初步的网络模型基础上，对每个节点的功能介质输出要求进行明确。
[0035]S7：明确单元节点功能与输出要求的关系矩阵；
[0036]建立节点功能和功能介质输出要求之间关系矩阵，明确产品的功能会影响到功能介质的输出特性。
[0037]S8：建立系统的符号有向图，形成可靠性模型。
[0038]把S4、S5、S6、S7的工作完成后，融入到S3所形成的初步网络图中，形成系统的可靠性模型。
[0039]综上所述，本专利技术利用图论的符号有向图，把产品的功能原理通过节点抽象，把产品的功能、介质、功能与介质的影响关系融合进一个系统拓扑图之中，具备物理意义直观，便于理解和工程实施；便于可靠性工作与产品设计工作的高度统一，便于开展故障分析和诊断，极大提高可靠性模型在可靠性工作中的地位。
[0040]本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。对于本领域技术人员而言，显然本专利技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本专利技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本专利技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本专利技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本专利技术内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于符号有向图的可靠性建模方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、确定产品功能介质传输路径；S2：根据所述步骤S1所确定的功能介质传输路径，明确路径上的各个节点，即产品组成单元；S3：形成初步的功能路径网络；S4：明确单元节点的介质输入要求；S5：明确单元节点的功能；S6：明确介质的输出要求；S7：明确单元节点功能与输出要求的关系矩阵；S8：建立系统的符号有向图，形成可靠性模型。2.如权利要求1所述的基于符号有向图的可靠性建模方法，其特征在于，所述步骤S1中，产品为先导式安全阀；产品功能介质传输路径为：1)从贮箱到主阀腔体；2)从贮箱、阀座、先导阀、主阀背压腔。3.如权利要求2所述的基...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亚萍，赵志杰，朱亮聪，张文丰，毛承元，刘雄，冯淑红，洪蓉，
申请(专利权)人：上海宇航系统工程研究所，
类型：发明
国别省市：