復(fù)雜系統(tǒng)（串并聯(lián)、混聯(lián)、任意連接關(guān)系）可靠性建模與分析方法
一、復(fù)雜結(jié)構(gòu)的可靠性建模
在開展可靠性工作時(shí)，對(duì)于可靠性工程師或者設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)，經(jīng)常會(huì)遇到復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性建模的問(wèn)題。尤其是一些復(fù)雜的控制系統(tǒng)、雷達(dá)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等等結(jié)構(gòu)，使用常用的串聯(lián)、并聯(lián)、N/K等冗余結(jié)構(gòu)等都沒(méi)法表示出其故障邏輯關(guān)系時(shí)，需要使用特殊的建模方法構(gòu)建起復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性模型。下面以一個(gè)例子說(shuō)明如何建立復(fù)雜結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)可靠性模型并進(jìn)行可靠性分析。
二、復(fù)雜結(jié)構(gòu)的可靠性建模示例
假設(shè)某系統(tǒng)為提高系統(tǒng)可用性，設(shè)計(jì)了兩路的電源供電。其中一路是由開關(guān)、避雷設(shè)備、濾波器串聯(lián)后，與兩個(gè)電源模塊連接；另外一路的結(jié)構(gòu)也相同，分別由開關(guān)、避雷設(shè)備、濾波器串聯(lián)后，再與兩個(gè)電源模塊連接。兩路的4個(gè)電源模塊交叉，分別與安全主機(jī)連接，然后再與并聯(lián)的控制交換機(jī)連接，再與并聯(lián)的電源模塊連接。
雜結(jié)構(gòu)的可靠性建模示例 圖-1.png)
圖1 復(fù)雜結(jié)構(gòu)的可靠性建模示例
從結(jié)構(gòu)可以看出，這與常見(jiàn)的串并聯(lián)混合結(jié)構(gòu)不太相同。這里是兩個(gè)相同的串聯(lián)結(jié)構(gòu)與并聯(lián)的電源串聯(lián)后再并聯(lián)，并聯(lián)后的4個(gè)電源模塊以交叉方式與安全主機(jī)連接。
要構(gòu)建起這樣的復(fù)雜結(jié)構(gòu)的可靠性模型，需要具備任意連接關(guān)系的建模方可實(shí)現(xiàn)。在使用PosVim的可靠性建模模塊構(gòu)建此類復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性模型時(shí)，可以這樣操作：
（1）構(gòu)建復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性模型
a）先繪制開關(guān)、避雷設(shè)備、濾波器、2個(gè)電源模塊組成的一個(gè)分支：從可靠性建模模塊的模型庫(kù)中，選擇單一節(jié)點(diǎn)模型點(diǎn)模型.png)
，拖拽到繪圖界面，分別繪制開關(guān)、避雷設(shè)備、濾波器，以及2個(gè)電源模塊（兩個(gè)電源模塊并聯(lián)）。將開關(guān)、避雷設(shè)備、濾波器連接起來(lái)，然后在濾波器后面，從模型庫(kù)中選擇連接點(diǎn)模型模型.png)
，將濾波器與兩個(gè)并聯(lián)的電源模塊連接起來(lái)。如下圖所示。
b）復(fù)制分支：將上面創(chuàng)建的分支復(fù)制，調(diào)整好位置，構(gòu)建另外一個(gè)開關(guān)、避雷設(shè)備、濾波器、2個(gè)電源模塊組成的一個(gè)分支，各節(jié)點(diǎn)的名稱可以自主修改。這樣就構(gòu)建了兩個(gè)分支（2個(gè)開關(guān)、2個(gè)避雷設(shè)備、2個(gè)濾波器、4個(gè)電源模塊組成）的模型。這兩個(gè)分支對(duì)外提供了4個(gè)電源，這4個(gè)電源與2個(gè)安全主機(jī)交叉連接。如下圖所示。
c）從模型庫(kù)中選擇單一節(jié)點(diǎn)模型，拖拽到繪圖界面，分別繪制2個(gè)安全主機(jī)，在安全主機(jī)前面，從模型庫(kù)中選擇連接點(diǎn)模型后，采用交叉方式將4個(gè)電源模塊與2個(gè)安全主機(jī)連接起來(lái)。如下圖所示。
d）從模型庫(kù)選擇并聯(lián)，分別繪制控制網(wǎng)交換機(jī)、電源模塊等并聯(lián)結(jié)構(gòu)，并連接起來(lái)。
雜結(jié)構(gòu)的可靠性建模示例 圖-2.png)
圖2 復(fù)雜結(jié)構(gòu)的可靠性建模示例
（2）設(shè)置復(fù)雜系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)的可靠性數(shù)據(jù)
a）分別設(shè)置各節(jié)點(diǎn)的可靠性參數(shù)。例如，避雷設(shè)備，輸入任務(wù)時(shí)間100h，失效數(shù)據(jù)選擇威布爾分布，形狀參數(shù)輸入1.5，尺度參數(shù)輸入500，然后點(diǎn)擊計(jì)算并保存。如下圖所示。
點(diǎn)數(shù)據(jù).png)
圖3 節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)
（3）計(jì)算復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性
a）配置好各節(jié)點(diǎn)的模型參數(shù)后，點(diǎn)擊計(jì)算，即可計(jì)算出這個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性。
b）可靠性計(jì)算結(jié)果包括整個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性（基本可靠度、任務(wù)可靠度、MTBF、MTBCF、不可靠度、重要度等計(jì)算結(jié)果）。
雜結(jié)構(gòu)的可靠性建模示例 圖-4.png)
圖4 復(fù)雜結(jié)構(gòu)的可靠性建模示例