一種皮衛(wèi)星多源可靠性信息融合方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及商用器件研制的皮納衛(wèi)星可靠性計算分析領(lǐng)域，特別涉及一種皮衛(wèi)星 多源可靠性信息融合方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)衛(wèi)星的可靠性工程包括可靠性管理、可靠性設(shè)計和分析、可靠性試驗(yàn)三部分。 具體包括以下四個階段：（1)技術(shù)論證階段，適用工作項(xiàng)目有：可靠性工作計劃；對供貨方 的監(jiān)控；可靠性評審；可靠性模型的建立；可靠性分配；可靠性預(yù)計；故障模式、影響和危害 度分析；故障樹分析；元器件、材料和工藝控制；（2)方案階段，適用工作項(xiàng)目有：可靠性工 作計劃；可靠性評審；可靠性模型的建立；可靠性分配；可靠性預(yù)計；故障樹分析；對供貨 方的監(jiān)控；故障報告、分析和糾正措施系統(tǒng)；故障審查；故障模式、影響和危害度分析；潛在 電路分析；元器件、材料和工藝控制；確定功能試驗(yàn)、包裝、IC存、裝卸、運(yùn)輸及維修影響；可 靠性研制及增長試驗(yàn)；（3)初樣階段，適用工作項(xiàng)目有：可靠性工作計劃；可靠性評審；故障 報告、分析和糾正措施系統(tǒng)；故障審查；可靠性模型的建立；可靠性分配；可靠性預(yù)計；故障 模式、影響和危害度分析；故障樹分析；潛在電路分析；電子元器件和電路容差分析；電路 最壞情況分析；元器件、材料和工藝控制；確定功能試驗(yàn)、包裝、IC存、裝卸、運(yùn)輸及維修影 響；環(huán)境應(yīng)力篩選；可靠性研制及增長試驗(yàn)；對供貨方的監(jiān)控；可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)；（4)正樣 階段，適用工作項(xiàng)目有：可靠性工作計劃；對供貨方的監(jiān)控；可靠性評審；故障報告、分析和 糾正措施系統(tǒng)；故障審查；可靠性預(yù)計；潛在電路分析；元器件、材料和工藝控制；確定功能 試驗(yàn)、包裝、貯存、裝卸、運(yùn)輸及維修影響；環(huán)境應(yīng)力篩選；可靠性研制及增長試驗(yàn)；可靠性 驗(yàn)證試驗(yàn)；設(shè)計更改時應(yīng)用工作項(xiàng)目；可靠性模型的建立；可靠性分配；故障模式、影響和 危害度分析；故障樹分析；電子元器件和電路容差分析；電路最壞情況分析。
[0003] 綜上可以看出，除可靠性管理工作外，衛(wèi)星的可靠性保障按照研制流程的樣 機(jī)-初樣-正樣階段，主要通過可靠性"分配-設(shè)計-計算-試驗(yàn)"迭代，依階段完善。并 且在衛(wèi)星研制流程的每個階段需要對產(chǎn)品進(jìn)行重復(fù)的可靠性建模、計算、試驗(yàn)結(jié)果分析，并 給出可靠性評估報告等一系列文件。一旦產(chǎn)品修改設(shè)計，以上所有工作都需要重新進(jìn)行。
[0004] 與傳統(tǒng)衛(wèi)星相比，商用器件衛(wèi)星研制過程有以下幾個特點(diǎn)：（1)研制周期短，缺乏 紙、筆、文件形式計算可靠性的時間；（2)研制流程階段化不明顯，"設(shè)計-計算-試驗(yàn)"的迭 代循環(huán)不僅發(fā)生于"原理樣機(jī)-初樣-正樣"的階段化時間節(jié)點(diǎn)，而是發(fā)現(xiàn)問題最短時間解 決。因此，迭代次數(shù)多，導(dǎo)致設(shè)計更改時需要重復(fù)工作多；（3)試驗(yàn)時間復(fù)用，商用器件衛(wèi)星 的每批次樣機(jī)/產(chǎn)品數(shù)量較多，支持多產(chǎn)品同時進(jìn)行相同可靠性試驗(yàn)，或多產(chǎn)品分別進(jìn)行 不同可靠性試驗(yàn)，試驗(yàn)時間縮減的同時，前者增加試驗(yàn)置信度，后者交叉使用試驗(yàn)環(huán)境，密 集試驗(yàn)更加需要分析過程迅速、精確；（4)使用元器件以商用器件為主，器件可靠性參數(shù)沒 有以往參考值，需要更為復(fù)雜的理論計算；（5)研制成本低，商用器件衛(wèi)星的研制除了使用 商用器件外，也需要更重視設(shè)計的可靠性，從而降低試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問題，再進(jìn)行設(shè)計歸零帶來的 成本浪費(fèi)。因此更重視理論分析和計算是目前迫切需要的，相比大衛(wèi)星的可靠性"分配-設(shè) 計-計算-試驗(yàn)"，商用器件衛(wèi)星研制中，需要邊"設(shè)計"邊"計算"，不滿足需求則立刻修改， 一則研制時間短，二則更加降低研制成本。
[0005] 以上特點(diǎn)導(dǎo)致傳統(tǒng)衛(wèi)星的可靠性工程不能滿足商用器件衛(wèi)星應(yīng)用的需求，一種可 視、易懂、實(shí)時性高、自動化可靠性信息融合工具非常必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供了一種皮衛(wèi)星多源可靠性信息融合方法，通過加強(qiáng)理論數(shù)據(jù)分析和試 驗(yàn)結(jié)果分析，達(dá)到皮衛(wèi)星研制過程可靠性信息閉環(huán)、多源可靠性信息利用充分的目的，具有 通用性強(qiáng)，可視、易懂，實(shí)時性高，自動化程度高的優(yōu)點(diǎn)。
[0007] -種皮衛(wèi)星多源可靠性信息融合方法，包括以下步驟：
[0008] (1)將皮衛(wèi)星從總到分進(jìn)行多級分解，末級為元器件，按照分解順序構(gòu)建相鄰級之 間的可靠性計算關(guān)系模型；
[0009] (2)進(jìn)行可靠性試驗(yàn)的任一級任一單元i的可靠性預(yù)計值的計算步驟如下：
[0010] 2-1、通過步驟（1)的關(guān)系模型計算得到所述單元i在試驗(yàn)前的可靠性理論值λ i ，如果所述單元i的次級進(jìn)行了可靠性試驗(yàn)，則帶入次級的可靠性預(yù)計值進(jìn)行計算，否 則通過末級的元器件的可靠性理論值逐級進(jìn)行計算得到；
[0011] 2-2、獲取所述單元i進(jìn)行可靠性試驗(yàn)的可靠性試驗(yàn)值
[0012] 2_3、將λ i驗(yàn)前理論與λ i試驗(yàn)信a進(jìn)行相容性檢驗(yàn)；
[0013] 2-4、所述單元i的可靠性預(yù)計值的計算公式如下：
[0018] 當(dāng)λ iM#m論符合步驟2-3的相容性檢驗(yàn)時，λ 論轉(zhuǎn)化得到等效試驗(yàn)時間t驗(yàn)U {言息和等效試驗(yàn)故障數(shù)r驗(yàn)前信息；
[0019] 當(dāng)λ i驗(yàn)前理論不符合步驟2-3的相容性檢驗(yàn)時，
[0020] 所述單元i的可靠性試驗(yàn)的等效試驗(yàn)時間：
[0022] 其中：
[0023] ;為任一試驗(yàn)j下的試驗(yàn)時間；
[0024] ;為任一試驗(yàn)j下的試驗(yàn)樣本量；
[0025] Kw9t,為任一試驗(yàn)j下的環(huán)境因子；
[0026] 所述單元i的可靠性試驗(yàn)的等效試驗(yàn)故障數(shù)：
[0028] 其中：化驗(yàn)j為任一試驗(yàn)j下的試驗(yàn)故障數(shù)；
[0029] (3)將皮衛(wèi)星整星以及次級的各子系統(tǒng)進(jìn)行可靠性試驗(yàn)，并根據(jù)步驟（2)的計算 方法，計算得到各子系統(tǒng)的可靠性預(yù)計值，進(jìn)而計算得到皮衛(wèi)星整星的可靠性預(yù)計值。
[0030] 本發(fā)明中，按照"整星-分系統(tǒng)-模塊單元（組件）……-元器件"（分級數(shù)量可 選）的"金字塔"（總到分）分布搭建衛(wèi)星可靠性計算模型。采用L-M-ALG (語言-模型-算 法）集成方法，由軟件自動產(chǎn)生模型圖，并在軟件內(nèi)部產(chǎn)生可靠性數(shù)學(xué)模型計算公式。
[0031] 該步驟為可靠性信息融合的第一步，其主要實(shí)現(xiàn)方法是通過輸入設(shè)定的規(guī)則完成 模型的搭建，系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的模型語言規(guī)則自動呈現(xiàn)模型搭建的過程和結(jié)果。
[0032] 優(yōu)選的，步驟（1)的可靠性計算關(guān)系模型包括：串聯(lián)模型、并聯(lián)模型、貯備冗余模 型和表決模型中的至少一種。
[0033] 串聯(lián)模型：串聯(lián)結(jié)構(gòu)是可靠性數(shù)學(xué)模型中最簡單、最常見的一種結(jié)構(gòu)。串聯(lián)結(jié)構(gòu)中 系統(tǒng)是否能正常工作取決于系統(tǒng)所有各部件是否正常地執(zhí)行其功能，當(dāng)某一部件發(fā)生故障 導(dǎo)致整個系統(tǒng)發(fā)生故障。
[0034] 串聯(lián)結(jié)構(gòu)中假設(shè)任何一個部件的故障在統(tǒng)計上與任何其他部件的故障或成功無 關(guān)，在多數(shù)實(shí)際用途中這是最常見的情況。
[0035] 在發(fā)明可以采用由MFC實(shí)現(xiàn)，工具中設(shè)計串聯(lián)符號為"&"，即在可靠性參數(shù)計算 中，例如：系統(tǒng)A =單元B&單元C&單元D
[0036] 對應(yīng)數(shù)學(xué)模型
[0038] 式中：
[0039] η為串聯(lián)單元數(shù)；
[0040] R1為第i單元的可靠性；
[0041 ] Rs為系統(tǒng)的可靠性。
[0042] 并聯(lián)模型：并聯(lián)結(jié)構(gòu)中，當(dāng)所有部件都發(fā)生故障時，系統(tǒng)才發(fā)生故障。
[0043] 在工具中設(shè)計串聯(lián)符號為" I "，即在可靠性參數(shù)計算中，例如：
[0044] 系統(tǒng)A =單元B I單元CI單元D ;
[0045] 對應(yīng)數(shù)學(xué)模型：
[0047] 式中：
[0048] η為并聯(lián)單元數(shù)；
[0049] R1為第i單元的可靠性；
[0050] Rs為系統(tǒng)的可靠性。
[0051] 貯備冗余模型：貯備冗余系統(tǒng)一般有