抗體對應的系統(tǒng)總?cè)?壽期成本Cs最小為目標，確定抗體的適應度fUi)的函數(shù)；
[0045] 所述抗體篩選單元用于：剔除初始種群中不滿足所述約束條件的抗體;定義抗體 相似度，定義抗體濃度為某個抗體本身與相似抗體的個數(shù)之和，根據(jù)抗體相似度的定義，得 到抗體濃度;基于抗體適應度、抗體濃度，計算抗體選擇概率，然后按照抗體選擇概率，對當 前種群中的所有抗體進行篩選；
[0046] 所述交叉變異單元用于:在篩選出的抗體中，隨機選擇交叉父代抗體，交叉父代抗 體以線性交叉的方式產(chǎn)生交叉后的子代抗體;根據(jù)變異概率P m，隨機選擇變異父代抗體，Pm 為正數(shù)，且取值接近于0;基于變異父代抗體的適應度，確定變異子代抗體的變異幅度，得到 變異子代抗體；
[0047] 所述接種檢測單元用于:從交叉變異后的種群中選擇適應性和一致性最好的抗體 分量作為疫苗，提取疫苗;按照接種概率，對當前種群中所有抗體進行疫苗接種;對接種了 疫苗的抗體進行檢測，判斷接種了疫苗的抗體的適應度是否低于父代，如果是，該抗體將被 父代中相應的抗體所替代;否則將該抗體分入新一代種群；
[0048] 所述判斷單元用于:判斷新一代種群是否收斂，如果是，則指示輸出單元輸出分配 結(jié)果;否則判定為不收斂，指示抗體篩選單元進行下一輪抗體篩選；
[0049] 所述輸出單元用于:將新一代種群中最大適應度的抗體作為系統(tǒng)可靠性指標分配 的分配結(jié)果，輸出該分配結(jié)果。
[0050] 在上述技術(shù)方案的基礎上，所述變異子代抗體記為x\， 其中，xv為變異父代抗體，f (xv)為xv的適應度;a為變異系數(shù)，-1 < α ?。
[0051 ]在上述技術(shù)方案的基礎上，所述提取疫苗的過程為：
[0052] 計算種群中各抗體的適應度，從初始種群中選取適應度最大的3個不同抗體a、χ。、 xd，b、c、d均為正整數(shù)，且b、c、d互不相等，xb的適應度為f(xb)，x。的適應度為f(x。），xd的適應 度為f( Xd)，且以&)2以1)2以^0，取滿足下式的抗體分量組成的序列為所提取的疫苗：
[0053]
[0054] 其中，Xbk、Xck、Xdk分另ll為抗體Xb、xc、Xd的第k個分量，Μ為正整數(shù)，表不抗體分向量的 個數(shù)，且1 為疫苗提取的界限值，〇.〇1 < ε <〇.1，ε為正數(shù)。
[0055] 在上述技術(shù)方案的基礎上，所述線性交叉的方式為：
[0056]
其中XI和Χ2為兩個不同的交叉父代抗體，X' 1和X' 2為交 叉后的子代抗體，r為[0，1 ]區(qū)間內(nèi)的一個隨機數(shù)。
[0057] 在上述技術(shù)方案的基礎上，所述接種概率的計算過程如下：
[0058] Pi(xi) = 1-f (Xi)/fmax
[0059] 其中，Pi(Xi)為抗體Xi的接種概率，f(Xi)為抗體JCi的適應度;fmax為當前種群中抗體 的最大適應度。
[0060] 在上述技術(shù)方案的基礎上，所述判斷新一代種群是否收斂的過程如下：
[0061] 計算新一代種群的最大適應度f'ax，將與前代種群的最大適應度fmax進行比 較，如果滿足:f mx-fmax < ξ，ξ為收斂閾值，ξ>0且趨近于0，則判定為收斂;否則判定為不收 斂。
[0062] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點如下：
[0063] (1)本發(fā)明以全壽期成本最低為目標，將各設備可靠性指標分配值的一組分配值 定義為抗體，將多組分配值構(gòu)成的集合定義為種群。在遺傳算法的基礎上，加入免疫算法， 將免疫算法與遺傳算法相結(jié)合，從交叉變異后的種群中選擇適應性和一致性最好的抗體分 量作為疫苗，提取疫苗。在生成下一代種群的過程中，對抗體進行疫苗接種，并對接種疫苗 后的抗體進行免疫檢測，接種后適應度提高的抗體將進入下一代種群，適應度降低的抗體 將不進入下一代。本發(fā)明能夠保證種群中的優(yōu)良基因得以延續(xù)，不會隨著遺傳操作而不斷 喪失，適用于復雜系統(tǒng)的任務可靠性分配。
[0064] (2)本發(fā)明將免疫算法與遺傳算法相結(jié)合，綜合考察多個設備可靠性指標分配方 案的參數(shù)，找出其中系統(tǒng)全壽期成本最低的一個方案，能夠有效提高尋優(yōu)效率。
[0065] (3)本發(fā)明提出一種新的抗體相似度定義，它完整地反映了抗體相似的兩個重要 特征，即結(jié)構(gòu)相似和品質(zhì)相似;與基于信息熵和歐氏距離的抗體相似度定義相比，這種定義 對兩個抗體相似程度的描述更為直觀、精確，并且計算量更小。
【附圖說明】
[0066] 圖1是本發(fā)明實施例中基于免疫遺傳優(yōu)化的可靠性分配方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0067] 下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述。
[0068] 參見圖1所示，本發(fā)明實施例提供一種基于免疫遺傳優(yōu)化的可靠性分配方法，包括 以下步驟：
[0069] S1、建立系統(tǒng)多工況可靠性模型
[0070]排除選型的設備和可靠度指標確定的設備，對剩余設備進行可靠性指標優(yōu)化分 配，根據(jù)剩余設備的運行工況，建立附帶約束條件的系統(tǒng)多工況可靠性模型：RsiFUi， R2，···，Rn)，其中，Rs為系統(tǒng)任務可靠度，Ri，R2，··· .Rn為設備任務可靠度，N為設備數(shù)量，N為正 整數(shù)，且~2 2^(1?1，1?2，-_，辦)為表示系統(tǒng)任務可靠度與設備任務可靠度之間關(guān)系的非線性 函數(shù)；
[0071] S2、構(gòu)建目標函數(shù)
[0072] 先構(gòu)建全壽期成本函數(shù)：
[0073]
[0074]其中，Cn為第η個設備的全壽期成本，η為正整數(shù)，且1 < η < N，qn為第η個設備的可靠 度指標提高難度，en為第η個設備的重要程度，sn為第η個設備的維修難度，Rn為第η個設備的 可靠度的當前值；
[0075] 其中，qn、en、Sn的取值范圍如下：
[0076] qn取正數(shù)，設備可靠度指標提高難度越大，9"取值越大，全壽期成本也就越高;9"取 值越小，說明提高設備可靠度指標的難度越小，全壽期成本也就越低。
[0077] en取正數(shù)，設備重要程度越高、故障危害越大，~取值越大，一般取1-10之間。
[0078] Sn取正數(shù)，設備維修難度越大，Sn取值越大，一般取1-10之間。
[0079] 在系統(tǒng)多工況可靠性模型的約束條件下，以系統(tǒng)總?cè)珘燮诔杀咀畹蜑榭煽啃苑峙?的目標，構(gòu)建目標函數(shù)，該約束條件為：
[0080]
[0081]其中，Rsmin為系統(tǒng)可靠度最低要求，Rnmin為第η個設備的可靠度的初始值。
[0082]構(gòu)建的目標函數(shù)為：
[0083]
[0084] 其中，Cs為系統(tǒng)總?cè)珘燮诔杀荆≈翟叫≡胶谩?br>[0085] S3、生成初始種群，確定適應度f (Xl)的函數(shù)
[0086] 將各設備可靠性指標的一組分配值定義為一個抗體，對應系統(tǒng)可靠性指標分配的 一個分配結(jié)果，將多組分配值構(gòu)成的集合定義為種群。
[0087] 生成初始種群:可以先對系統(tǒng)中各設備的可靠性指標進行編碼，得到由多個數(shù)值 構(gòu)成的數(shù)組，可靠性指標的一組分配結(jié)果對應一個數(shù)組，每個設備的可靠性指標對應數(shù)組 中的一個數(shù)值，該數(shù)值的取值范圍是(〇，1)。然后，根據(jù)每個設備可靠度取值的上下限，隨機 生成若干抗體，得到一個初始種群。在目標函數(shù)的解空間中隨機產(chǎn)生若干抗體，可以保證算 法的全局搜索能力。
[0088] 確定適應度f(Xl)的函數(shù)：可靠性分配的目的是在保證系統(tǒng)可靠度基礎上使系統(tǒng) 總?cè)珘燮诔杀綜s最小，因此，以抗體對應的系統(tǒng)總?cè)珘燮诔杀綜s最小為目標，適應度f( Xl)的 函數(shù)為：
[0089]
[0090] 其中：Xi為種群中第i個抗體，i為正整數(shù)，Csi為Xi對應的系統(tǒng)總?cè)珘燮诔杀尽?br>[0091] S4、抗體篩選
[0092] 剔除初始種群中不滿足可靠性指標要求的約束條件的抗體。
[0093]定義抗體相似度：
[0094]隨機選取兩個不同的抗體:Xl、Xj，i、j均為正整數(shù)，且i矣j，定義兩個抗體結(jié)構(gòu)相似 性的指標和品質(zhì)相似性的指標：
[0095]
[0096] 其中，S(xi，xj)為Xi與Xj結(jié)構(gòu)相似性的指標;Q(xi，xj)為Xi與Xj品質(zhì)相似性的指標。Μ 為正整數(shù)，表示抗體分向量的個數(shù)，f(Xl)SXl的適應度，以^)為幻的適應度，k為正整數(shù)，且 1 Μ，xik為xi的第k個分向量，Xjk為xj的第k個分向量；
[0097] 如果滿^
其中，η為抗體的結(jié)構(gòu)相似度閾值，t為抗體的品質(zhì)相似 度閾值，n、t均為正數(shù)，且n、t均趨近于〇，則稱xi與xj相似。
[0098] 抗體的結(jié)構(gòu)相似是指它的Μ個分量的數(shù)值接近;抗體的品質(zhì)是指它的適應度，適應 度越大的抗體其品質(zhì)越好。