本發(fā)明涉及建模與數(shù)據(jù)分析技術(shù)，屬于維修性領(lǐng)域，具體涉及一種風(fēng)險(xiǎn)驅(qū)動(dòng)的空間產(chǎn)品維修性分析方法。

背景技術(shù)：

對(duì)于空間產(chǎn)品，通常不考慮在軌可進(jìn)行維修，但隨著空間在軌維修技術(shù)和載人航天技術(shù)的發(fā)展，可在軌對(duì)航天器進(jìn)行維修以控制和降低航天器使用風(fēng)險(xiǎn)。航天活動(dòng)是一項(xiàng)高風(fēng)險(xiǎn)的活動(dòng)，控制風(fēng)險(xiǎn)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)和分析的重要目標(biāo)。傳統(tǒng)的維修性定量分析方法不夠全面，不能充分反映空間產(chǎn)品維修性特點(diǎn)，從而導(dǎo)致維修性設(shè)計(jì)的有效性較低。

為了符合空間產(chǎn)品維修性分析的客觀實(shí)際，需要提出一種能夠提高對(duì)空間產(chǎn)品進(jìn)行維修性分析的有效性的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種風(fēng)險(xiǎn)驅(qū)動(dòng)的空間產(chǎn)品維修性分析方法，能夠達(dá)到提高對(duì)空間產(chǎn)品維修性分析有效性的目的。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案：

一種風(fēng)險(xiǎn)驅(qū)動(dòng)的空間產(chǎn)品維修性分析方法，包括以下步驟：

步驟一、定義產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)要求和維修性要求；風(fēng)險(xiǎn)要求包括安全性定量風(fēng)險(xiǎn)要求或可靠性定量風(fēng)險(xiǎn)要求；維修性要求為維修性定量指標(biāo)；

步驟二、對(duì)選取的產(chǎn)品進(jìn)行系統(tǒng)分析，確定該產(chǎn)品的組成、功能和任務(wù)剖面；所述任務(wù)剖面為在每個(gè)任務(wù)階段中該產(chǎn)品的工作情況；

步驟三、根據(jù)產(chǎn)品的組成、功能和任務(wù)剖面，建立產(chǎn)品的安全性模型、可靠性模型和維修性模型，采用事件樹或事件序列圖法，建立產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)綜合模型；

步驟四、根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、試驗(yàn)和仿真數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，采用統(tǒng)計(jì)方法、仿真方法計(jì)算得到產(chǎn)品維修性數(shù)據(jù)和產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)概率；

步驟五、根據(jù)步驟四得到的產(chǎn)品維修性數(shù)據(jù)，采用統(tǒng)計(jì)方法、計(jì)算機(jī)仿真方法得到產(chǎn)品維修性分布以及相應(yīng)的的不確定性分布，并根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)綜合模型采用統(tǒng)計(jì)方法、計(jì)算機(jī)仿真方法得到產(chǎn)品最終風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)的不確定性分布；

步驟六、根據(jù)產(chǎn)品維修性數(shù)據(jù)和不確定性對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的影響程度，分析產(chǎn)品維修性對(duì)產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)要求和維修性要求的符合程度，采取控制措施降低維修性設(shè)計(jì)對(duì)產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)的影響。

進(jìn)一步地，所述任務(wù)剖面為在每個(gè)任務(wù)階段中該產(chǎn)品的工作情況。

本發(fā)明有益效果：

本發(fā)明所提供的分析方法根據(jù)產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)要求和維修性要求，以產(chǎn)品的安全性模型、可靠性模型、維修性模型為基礎(chǔ)建立風(fēng)險(xiǎn)綜合模型，并結(jié)合統(tǒng)計(jì)方法、蒙特卡羅仿真方法得到產(chǎn)品維修性對(duì)產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)的影響程度，從而達(dá)到了提高空間產(chǎn)品維修性分析有效性的目的。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所提供的方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并舉實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。

本發(fā)明提供了一種風(fēng)險(xiǎn)驅(qū)動(dòng)的空間產(chǎn)品維修性分析方法，如圖1所示，該方法的具體步驟為：

s00、定義產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)要求和維修性要求。

風(fēng)險(xiǎn)要求包括安全性定量風(fēng)險(xiǎn)要求或可靠性定量風(fēng)險(xiǎn)要求，如安全概率、任務(wù)成功概率/可靠度等；維修性為維修性定量指標(biāo)。

s01、系統(tǒng)分析，維修任務(wù)分析。

對(duì)選取的產(chǎn)品進(jìn)行系統(tǒng)分析，確定該產(chǎn)品的組成、功能和任務(wù)剖面。所述任務(wù)剖面為在每個(gè)任務(wù)階段中，該產(chǎn)品的工作情況。對(duì)產(chǎn)品所需進(jìn)行的維修活動(dòng)分析，明確維修工作。

s02、風(fēng)險(xiǎn)綜合建模。

根據(jù)產(chǎn)品的組成、功能和任務(wù)剖面，建立產(chǎn)品的安全性模型、可靠性模型和維修性模型，采用事件樹或事件序列圖法，建立產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)綜合模型；可基于fmea、系統(tǒng)危險(xiǎn)分析識(shí)別系統(tǒng)故障模式和危險(xiǎn)源，利用故障樹和可靠性框圖等建立安全性和可靠性模型；根據(jù)產(chǎn)品組成和維修需求，進(jìn)行維修任務(wù)分析，確定具體維修工作，建立維修性模型。按照產(chǎn)品任務(wù)剖面和工作組成，采用事件樹或事件序列圖法，建立風(fēng)險(xiǎn)綜合模型。

s03、維修性數(shù)據(jù)處理。

進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集分析和處理，所采集的數(shù)據(jù)包括安全性、可靠性和維修性等相關(guān)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、試驗(yàn)數(shù)據(jù)、相似產(chǎn)品數(shù)據(jù)、物理模型或仿真模型數(shù)據(jù)。

根據(jù)步驟s02步驟所建立的模型，對(duì)所采集得到的數(shù)據(jù)，采用統(tǒng)計(jì)方法、仿真方法等計(jì)算得到產(chǎn)品維修性數(shù)據(jù)(平均修復(fù)時(shí)間、維修度)和產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)概率；常用統(tǒng)計(jì)方法包括指數(shù)分布、正態(tài)分布、對(duì)數(shù)正態(tài)分布等。

s04、維修性不確定性分析。

根據(jù)步驟s04中采集到的產(chǎn)品維修性數(shù)據(jù)，得到產(chǎn)品維修性的不確定性分布，采用統(tǒng)計(jì)方法、計(jì)算機(jī)仿真方法等根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)綜合模型得到產(chǎn)品最終狀態(tài)的不確定性分布。

s05、結(jié)果分析。

根據(jù)產(chǎn)品維修性數(shù)據(jù)和不確定性對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的影響程度，分析產(chǎn)品維修性設(shè)計(jì)結(jié)果對(duì)產(chǎn)品要求的符合程度，采取控制措施降低維修性設(shè)計(jì)對(duì)產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)的影響。

下面舉實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明所提供的方法。

例如：對(duì)于一個(gè)載人航天器空氣凈化裝置，產(chǎn)品包括控制器模塊、吸附模塊、風(fēng)機(jī)和管路模塊等。風(fēng)機(jī)將空氣從進(jìn)氣口吸入，然后通過吸附裝置完成有害氣體凈化，然后將凈化后的空氣從出口釋放。裝置故障情況下會(huì)造成有害氣體濃度上升，有害氣體濃度過高將危及航天員生命安全，濃度值和風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)示例如表1所示。

表1濃度值和風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)示例

根據(jù)系統(tǒng)確定的風(fēng)險(xiǎn)要求，任務(wù)成功概率應(yīng)不低于0.975，人員安全概率為0.999，平均修復(fù)時(shí)間為1.8小時(shí)。

進(jìn)行上述步驟s01～02，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行fmea和維修性分析，建立可靠性模型和維修模型，根據(jù)表1規(guī)定的狀態(tài)基于事件樹建立風(fēng)險(xiǎn)綜合模型。

進(jìn)行步驟s03，使用相似產(chǎn)品數(shù)據(jù)和進(jìn)行維修工作分析得到產(chǎn)品可靠性可達(dá)到0.97，維修時(shí)間服從指數(shù)分布，平均維修時(shí)間為1.76小時(shí)。根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)綜合模型計(jì)算得到任務(wù)成功概率0.9752，人員安全概率為0.9991。

根據(jù)步驟s04中采集到的產(chǎn)品維修性數(shù)據(jù)，得到產(chǎn)品維修性的不確定性分布，采用蒙特卡羅仿真方法進(jìn)行數(shù)據(jù)抽樣，并根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)綜合模型得到產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)概率的不確定性分布，相關(guān)結(jié)果如表2所示。

表2不確定性分析相關(guān)結(jié)果

上述數(shù)據(jù)表明，由于不確定性的影響，至少有30％的平均維修時(shí)間可能超過1.8小時(shí)，至少有30％的任務(wù)成功概率可能低于0.975，至少有30％的安全概率可能低于0.999。盡管平均時(shí)間估計(jì)值滿足要求，但考慮不確定性后，仍會(huì)有可能不滿足產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)要求。因此需要進(jìn)一步改進(jìn)維修性設(shè)計(jì)，減小維修時(shí)間。

綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。