【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及装备系统状态监测与评估相关领域，尤其涉及基于设备状态和故障传递关系模型的系统状态评估方法，可为装备系统状态监测与评估，提供一种具有精确步骤分解和明确流程指引的状态评估方法。
技术介绍
1、随着phm技术的兴起，基于装备系统状态开展维护的方法成为一种新趋势。基于装备系统状态的维护是一种先进的设备预知性检修方式，基于装备系统状态维护的技术基础是装备系统状态的准确评估，是在状态监测的基础上综合采用先进技术手段，获取各种状态信息，分析故障发生的现象，对装备系统状态的安全性和故障发展趋势做出评估。从而及时给出维护决策，延长装备系统运行时间，提高装备系统任务可靠度，降低装备系统维护费用。
2、随着装备技术的发展和研制模式的转变，现有状态监测与评估方法存在以下挑战：
3、装备系统通常在运行阶段开展状态监测与评估工作，对装备系统研制过程数据利用不充分，与当前装备系统研制模式缺乏融合；
4、目前针对装备系统的状态评估，多采用模糊评价方法，不能明确给出装备系统技术状态，不利于装备系统的及时维护保障。
5、在现有的装备系统状态评估方法中，以数据驱动的模糊评价法应用最为广泛，该方法主要分为3个步骤：
6、(1)设备级技术状态评估方法：采用基于监测参数阈值的状态判别评估方法确定设备技术状态，其重点在于监测参数的采集、阈值的确定及监测参数权重的选取。
7、(a)根据设备部署的传感器采集到的数据，收集设备级状态监测参数值。
8、(b)阈值的获取方法主要包括：行业
9、(c)由于选取监测参数时已根据影响设备性能的因素对监测参数进行了筛选，因此对权重采用均值。
10、(d)根据阈值对每一监测参数进行打分，可分为优(85-100)、良(70-85)、中(50-70)、差(0-50)，结合设备参数权重，利用加权求和方法确定设备技术状态的综合评分。
11、(2)分系统级技术状态评估方法：在确定设备级技术状态后，采用综合加权方法评价分系统级技术状态评估。
12、(a)考虑设备发生故障或技术状态较差时，对分系统技术状态的影响，确定设备级技术状态对分系统级技术状态的影响权重。
13、(b)基于设备级技术状态对分系统级技术状态的影响权重值，结合设备技术状态评分，综合加权确定分系统级技术状态评分。
14、(3)系统级技术状态评估方法
15、在获取分系统级技术状态基础上，采用模糊综合评估法，确定系统级技术状态。
16、(a)通过系统技术状态向量获得模糊综合评估矩阵r(rij)，其中rij表示因素xi在决断v上的隶属程度，一般先将其归一化。
17、(b)通过专家打分法获得系统权重向量a。
18、(c)对各系统隶属度及权重进行综合，可得装备系统的技术状态，b＝a*r。
19、基于现有方法开展装备系统技术状态评估存在以下几个方面的问题：
20、(1)没有体现设备、分系统、系统之间的功能关系，不能准确反映下层设备、分系统技术状态对上层系统技术状态的实际影响逻辑。
21、(2)按照等级划分或者评分的方法获取的评估结果过于模糊，不能准确描述装备系统的运行状态。
技术实现思路
1、因此，为了解决上述不足，本专利技术提供基于设备状态和故障传递关系模型的系统状态评估方法，以监测的设备性能参数为输入，利用专家知识判定设备当前技术状态，通过构建设备技术状态与分系统技术状态、分系统技术状态与装备系统技术状态之间的故障传递关系模型，推理评估当前装备系统技术状态。该方法能够有效利用当前数字化研发环境下装备系统研制过程中的故障传递关系模型，且能基于设备性能参数明确判定设备技术状态，进而推理评估装备系统具体的技术状态。
2、为了实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：基于设备状态和故障传递关系模型的系统状态评估方法，具体步骤如下：
3、步骤s1：基于监测数据的设备状态评估，以设备级状态监测参数为输入，利用专家知识判定当前设备各功能运行状态，利用专家知识对设备监测数据进行分析处理，评估设备状态；
4、步骤s2：装备系统逻辑架构模型构建，构建装备系统逻辑架构模型，包括装备系统层级结构组成、功能关系、输入输出；
5、步骤s3：装备系统故障传递关系模型构建，构建装备系统故障传递关系模型，主要描述装备系统、分系统、设备之间的故障影响传递关系；
6、步骤s4：装备系统状态评估，根据设备状态及故障传递关系模型推理评估装备系统当前运行状态，在获取设备状态参数和构建系统故障传递关系模型后，则可以利用专家知识判定设备状态参数所对应的设备状态，根据系统故障传递关系模型，由设备状态自下而上推理评估分系统状态、装备系统状态。
7、作为基于设备状态和故障传递关系模型的系统状态评估方法改进，所述设备的监测参数可细分为输入参数、设备自身参数、输出参数，通过这些参数可以判定设备输入状态、设备状态、设备输出状态，为后续构建装备系统故障传递关系模型、推理评估装备系统运行状态提供基础数据。
8、作为基于设备状态和故障传递关系模型的系统状态评估方法改进，所述装备系统逻辑架构模型是描述装备系统的结构组成、功能关系、输入输出的层次关系视图，一般采用模块、端口、连线、变量等模型元素构建。
9、作为基于设备状态和故障传递关系模型的系统状态评估方法改进，所述装备系统故障传递关系模型，即装备系统状态影响关系模型，表征了设备、分系统、装备系统之间的状态影响关系，在构建的装备系统逻辑架构模型的基础上，首先，分析设备、分系统、装备系统的自身故障、输入故障、输出故障，从而完成模块、输入、输出的故障状态定义，然后，根据设备、分系统、装备系统之间的功能关系，定义设备、分系统、装备系统之间的故障传递关系，基于此，可通过设备级状态推理评估分系统级、装备系统级的运行状态，实现装备系统状态评估。
10、与现有技术相比，本专利技术提供了基于设备状态和故障传递关系模型的系统状态评估方法，具备以下有益效果：
11、本专利技术面向当前数字化研发环境，充分利用装备研制过程的数字模型，构建装备系统逻辑架构模型与故障传递关系模型，无需构建系统复杂数学关系模型或采用智能学习算法，将装备研制数字模型与装备使用运行数据相结合，更加方便、快捷、高效的实现装备系统状态评估。
12、本专利技术给出了构建装备系统逻辑架构模型与故障传递关系模型的方法，依据该方法可以清晰明确的构建装备系统与分系统、分系统与设备之间的状态影响关系，详细具体的说明了设备故障状态对系统故障状态的影响，可根据设备状态推理装备系统的具体运行状态，解决了当前依靠评分或等级粗略判定系统状态的问题。
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1.基于设备状态和故障传递关系模型的系统状态评估方法，其特征在于：具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述基于设备状态和故障传递关系模型的系统状态评估方法，其特征在于：如上所述步骤S1具体为：以设备级状态监测参数为输入，利用专家知识判定当前设备各功能运行状态，利用专家知识对设备监测数据进行分析处理，评估设备状态。
3.根据权利要求2所述基于设备状态和故障传递关系模型的系统状态评估方法，其特征在于：所述设备的监测参数可细分为输入参数、设备自身参数、输出参数，通过这些参数可以判定设备输入状态、设备状态、设备输出状态，为后续构建装备系统故障传递关系模型、推理评估装备系统运行状态提供基础数据。
4.根据权利要求1所述基于设备状态和故障传递关系模型的系统状态评估方法，其特征在于：如上所述步骤S2具体为：构建装备系统逻辑架构模型，包括装备系统层级结构组成、功能关系、输入输出。
5.根据权利要求4所述基于设备状态和故障传递关系模型的系统状态评估方法，其特征在于：所述装备系统逻辑架构模型是描述装备系统的结构组成、功能关系、输入输出的层次关系视图，一般
6.根据权利要求1所述基于设备状态和故障传递关系模型的系统状态评估方法，其特征在于：如上所述步骤S3具体为：构建装备系统故障传递关系模型，主要描述装备系统、分系统、设备之间的故障影响传递关系。
7.根据权利要求6所述基于设备状态和故障传递关系模型的系统状态评估方法，其特征在于：所述装备系统故障传递关系模型，即装备系统状态影响关系模型，表征了设备、分系统、装备系统之间的状态影响关系，在构建的装备系统逻辑架构模型的基础上，首先，分析设备、分系统、装备系统的自身故障、输入故障、输出故障，从而完成模块、输入、输出的故障状态定义，然后，根据设备、分系统、装备系统之间的功能关系，定义设备、分系统、装备系统之间的故障传递关系，基于此，可通过设备级状态推理评估分系统级、装备系统级的运行状态，实现装备系统状态评估。
8.根据权利要求1所述基于设备状态和故障传递关系模型的系统状态评估方法，其特征在于：如上所述步骤S4具体为：根据设备状态及故障传递关系模型推理评估装备系统当前运行状态，在获取设备状态参数和构建系统故障传递关系模型后，则可以利用专家知识判定设备状态参数所对应的设备状态，根据系统故障传递关系模型，由设备状态自下而上推理评估分系统状态、装备系统状态。
...【技术特征摘要】
1.基于设备状态和故障传递关系模型的系统状态评估方法，其特征在于：具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述基于设备状态和故障传递关系模型的系统状态评估方法，其特征在于：如上所述步骤s1具体为：以设备级状态监测参数为输入，利用专家知识判定当前设备各功能运行状态，利用专家知识对设备监测数据进行分析处理，评估设备状态。
3.根据权利要求2所述基于设备状态和故障传递关系模型的系统状态评估方法，其特征在于：所述设备的监测参数可细分为输入参数、设备自身参数、输出参数，通过这些参数可以判定设备输入状态、设备状态、设备输出状态，为后续构建装备系统故障传递关系模型、推理评估装备系统运行状态提供基础数据。
4.根据权利要求1所述基于设备状态和故障传递关系模型的系统状态评估方法，其特征在于：如上所述步骤s2具体为：构建装备系统逻辑架构模型，包括装备系统层级结构组成、功能关系、输入输出。
5.根据权利要求4所述基于设备状态和故障传递关系模型的系统状态评估方法，其特征在于：所述装备系统逻辑架构模型是描述装备系统的结构组成、功能关系、输入输出的层次关系视图，一般采用模块、端口、连线、变量等模型元素构建。
6.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：张玲杰，赵征凡，杨洪旗，赖喆，刁斌，潘勇，刘宇婕，
申请(专利权)人：中国电子产品可靠性与环境试验研究所工业和信息化部电子第五研究所中国赛宝实验室，
类型：发明
国别省市：
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