可靠性分析外文資料

1、可靠性分析中解決邏輯回路的精確方法原文：可靠性工程和系統(tǒng)安全94(2009)1282-1288頁)1.簡介您可以使用多種技術(shù)設(shè)計(jì)安全可靠的系統(tǒng)，包括冗馀組件、通過冗馀組件備份功能、多樣性原則等。在核電站的主要線路上，系統(tǒng)經(jīng)常通過多個(gè)子系統(tǒng)的支持提供電力或冷卻劑和潤滑油。這些支持系統(tǒng)有時(shí)會(huì)徐璐支持或遞歸支持主系統(tǒng)。核電站典型設(shè)計(jì)中子系統(tǒng)的功率是主系統(tǒng)提供的1。但是，這種系統(tǒng)配置導(dǎo)致了可靠性分析中的邏輯電路問題。沒有適當(dāng)?shù)姆椒▉碓u估包含環(huán)形結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的可靠性。因此，為了有效地利用資源，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法是適當(dāng)?shù)倪€是最佳的，并不是必需的。到目前為止，在對支持系統(tǒng)的依賴相對較弱的點(diǎn)，打破邏輯回路，開發(fā)無電路

2、邏輯結(jié)構(gòu)2的嘗試很多。作者還提出了在GO-FLOW中打破邏輯循環(huán)的分析方法3。打破邏輯循環(huán)的另一種方法是根據(jù)建議的標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)執(zhí)行4。最近提出了遞歸方法5，但還沒有提出邏輯循環(huán)的一般解決方案。本文提出了利用布爾代數(shù)在可靠性分析中解決邏輯循環(huán)的精確方法。邏輯電路處理的基本原理首先考慮二進(jìn)制系統(tǒng)，并徐璐支持兩個(gè)組件，如圖1所示。圖1相互支持組件和表示組件。和是元件(例如電力或冷卻劑)的輸出。和分別是組件和的輸入。通過輸入和組件支持，組件運(yùn)行并生成輸出。指示受該符號影響的組件的狀態(tài)事件(集合)。指示事件的成功輸出。使用布林符號，您可以取得：布爾代數(shù)：和.以上方程式可轉(zhuǎn)換為：(1)公式(1)表示邏輯電路產(chǎn)

3、生相同的總和。但是食(1)給了我們重要的信息。這個(gè)關(guān)系相當(dāng)于下面的布爾方程。(2)小于1.0時(shí)，解決方案表示圖1中所示的雙組分系統(tǒng)未使用全部功能。通過團(tuán)隊(duì)和中的所有操作。系統(tǒng)或組件的可靠性是有效性能量的最大值。然后，方程(2)的解釋是布爾方程表示工程系統(tǒng)中組件狀態(tài)或輸出成功的事件之間的關(guān)系。圖2具有附加組件的雙組分系統(tǒng)其次，考慮圖2所示的雙組分系統(tǒng)中的其他組件，可以用以下方程式表示：(4)這與以下方程式相同：(5)方程式(5)包含任意布林元素的解決方案如下：(6)連接組件之前。連接后，與事件相關(guān)的組件啟動(dòng)，因此不會(huì)更改。您可以取得：因此：(7)結(jié)果表示方程式(5)的解決方案變更為：(8)圖3并

4、行位置雙組件系統(tǒng)現(xiàn)在考慮系統(tǒng)配置中組件A和B平行放置的位置，如圖3所示。布爾關(guān)系(9)這與以下方程式相同：(10)方程式(10)的解法是，(11)任意布爾元素之和與徐璐無關(guān)。在組A和組B的所有作業(yè)中布爾表達(dá)式表示組件成功事件之間的關(guān)系或工程輸出，上述規(guī)則通常是允許的。方程式(8)的特殊情況，可以輕松取得以下規(guī)則：(12)(13)考慮到方程式(12)的補(bǔ)充(14)在樣式(14)中，布爾元素表示組件的失敗狀態(tài)或無輸出事件(集合)。在這種情況下，方程式(5)的格式被解釋為方程式(6)。電路系統(tǒng)的邏輯通常用同步布爾表達(dá)式表示，以下表達(dá)式是具有復(fù)雜支持關(guān)系的兩個(gè)未知變量的正則表達(dá)式：(15)(16)如果

5、未知變量和表示為已知元素，則邏輯回路無法近似嚴(yán)格地解釋。方程式如下：公式(15)轉(zhuǎn)換為以下方程式：(17)公式(8)中的規(guī)則是，(18)和格式(8)不僅限于已知元素。然后替換(16)這種關(guān)系。(19)再一次，通過式(8)規(guī)則的幫助(20)結(jié)果是賦值表達(dá)式(18)(21)未知的變量和決定的是已知的因素，因?yàn)橹荒苡媒M合來表示。有時(shí)樣式(8)中的已知元素，包含公共子集。在這種情況下，為了便于計(jì)算，我們可以使用(12)和(13)的規(guī)則。使用方程式(8)、(12)和(13)的適用規(guī)則，逐步識別和移除未知變數(shù)。使用此方法，可以確認(rèn)不需要元素的近似元件的輸出成功地包含在電路系統(tǒng)中。系統(tǒng)可以用布爾表達(dá)式表達(dá)式

6、表示3.3個(gè)組件系統(tǒng)和外部支持3.1算法分析圖4具有外部支持的三個(gè)組件系統(tǒng)現(xiàn)在考慮三個(gè)組件系統(tǒng)，如圖4所示。在這個(gè)系統(tǒng)中，由、和三個(gè)主要部件組成，通過“or”組合連接在一起。元素不依賴于其他組件的支持和輸出本身。表示外部支持系統(tǒng)，例如外部電源或外部供水。和之間有一個(gè)元素，以特定量發(fā)送允許的輸出，元素表示設(shè)備或子系統(tǒng)，例如電力變壓器、能量轉(zhuǎn)換器、放大器等。每個(gè)元素都可以為組件提供足夠數(shù)量的操作，因此組件可以接收三個(gè)或其中一個(gè)。在系統(tǒng)中，組件和組件與組件相同。然后，邏輯符號顯示為：(22)與表達(dá)式(22)格式相同，和以未知量分別表示、然后用同步布爾方程表示這個(gè)三分量系統(tǒng)。(23)(24)(25)我

7、們的任務(wù)是確定已知的因素，表示未知變量。匯入型式(25)的型式(23)和型式(24)、(26)(27)根據(jù)樣式(8)中的規(guī)則公式(27)，您可以：(28)將樣式(28)導(dǎo)入到樣式(26)中(29)通過類型(8)確定如下：(30)將樣式(30)導(dǎo)入到樣式(28)中的表達(dá)式，通過樣式(25)獲取的表達(dá)式。所有未知變量、和都是已知元素、來表示。應(yīng)用與所有并發(fā)布爾方程相同的方程，并可以確定組件的成功輸出(未知變量)的可靠性(成功概率)。與3.2之前的算法比較為了解決電路系統(tǒng)的問題，我們做了很多嘗試，將其中的一些嘗試與當(dāng)前方法進(jìn)行比較。Coles and Powers為低壓水系的損失制造了故障蘿卜，該樹

8、中頂部的事件再次出現(xiàn)在底部事件的分支。在那個(gè)邏輯語句中，他第三次無視包含頂部事件的分支，提出了“1號泵的機(jī)器故障2號泵的機(jī)器故障”事件。在故障樹中，此事件執(zhí)行“中壓水系統(tǒng)故障”和邏輯運(yùn)算。事件“1號泵的機(jī)器故障2號泵的機(jī)器故障中壓水系統(tǒng)故障”又消失了。因?yàn)榇耸录褪录?號泵的機(jī)械故障”是或運(yùn)算。假設(shè)一號泵和二號泵提供相同的電力，解決了這個(gè)故障無的邏輯電路。答案移動(dòng)了故障樹頂部的“低壓水系損失中壓水系故障”事件，Coles and Powers意外地得到了正確的結(jié)果。求解Vaurio5提出的同步布爾方程的遞歸法。在他的方法中，提出了零輸入作為未知變量的開始。在文獻(xiàn)5中，表達(dá)式(1)具有表達(dá)式(

9、23)、表達(dá)式(24)和表達(dá)式(25)等形式的方程，這種差異的原因如下：Vaurio將失敗事件用作布爾元素。輸入0與公式(14)中顯示的輸入相同。確認(rèn)成功事件(可靠性)后，迭代方法必須以1 (1)輸入開始。Vaurio中的遞歸方法為并發(fā)布爾方程提供了正確的解決方案。Lim和Jang6也想解決電路邏輯。他們的方法是將未知變量遞歸賦給原始方程，當(dāng)未知變量再次出現(xiàn)時(shí)，用代替。最后，未知變量用已知元素和表示。這取決于它是活動(dòng)還是無意義。文獻(xiàn)6中式(13)和式(23)、式(24)和式(25)具有相同格式的方程式，對于這個(gè)方程式，他們提出了由11個(gè)條款和構(gòu)成組成的解法。此外，使用失敗事件作為布爾表達(dá)式的元

10、素。因此，正確的解決方法(包括5個(gè))必須由工程來判斷。4.設(shè)定邏輯回圈關(guān)系上一節(jié)假定組合獨(dú)立啟動(dòng)，啟動(dòng)后徐璐支援其功能，并且已設(shè)定邏輯回路。在實(shí)際工程系統(tǒng)中，逐步建立支持關(guān)系。因此，更準(zhǔn)確地考慮系統(tǒng)運(yùn)行的開始。具有圖5電路系統(tǒng)的廣義系統(tǒng)如果只有一個(gè)回路結(jié)構(gòu)，則整個(gè)系統(tǒng)可以通過集中式部件或子系統(tǒng)進(jìn)行簡化，并放置在同一位置以形成拓?fù)溆^點(diǎn)。圖5顯示了單回路結(jié)構(gòu)的廣義系統(tǒng)配置。環(huán)路結(jié)構(gòu)表示頂部，包括外部電源?；芈返牡撞?。和部分循環(huán)的元素是直接連接的。現(xiàn)在是聲音狀態(tài)的時(shí)間函數(shù)，它表示成功事件(集合)的開始，并遵循狀態(tài)的不可逆轉(zhuǎn)變化。子系統(tǒng)啟動(dòng)需求的成功概率，子系統(tǒng)的故障率，運(yùn)行時(shí)的間隔操作。假定以下關(guān)系

11、成立：(31)最初，只有子系統(tǒng)操作和子系統(tǒng)引導(dǎo)支持時(shí)間和(電源)輸出。然后以的輸出啟動(dòng)，最后在d點(diǎn)啟動(dòng)。以下條件適用：，(32)工作剛開始，而且，(33)指示時(shí)間子系統(tǒng)成功輸出的事件。這些方程是與時(shí)間相關(guān)的布爾代數(shù)關(guān)系。操作開始后，將建立邏輯回路關(guān)系。始終與連接的輸出和或語句相同，如圖5所示。這些方程是與時(shí)間相關(guān)的布爾代數(shù)關(guān)系。操作開始后，將建立邏輯回路關(guān)系。在這種情況下，如圖5所示，與連接的輸出和或語句相同。但是，連接后，不會(huì)為系統(tǒng)和生成操作條件。因?yàn)楦郊訂?dòng)或停止是子集。事件顯示如下：(34)在中，如下所示：(35)(36)從樣式(36)中獲得的是：(37)樣式(6)的所有元素都會(huì)再次出現(xiàn)

12、。當(dāng)時(shí)的飲食(37)相當(dāng)于飲食(34)。所以。在這種情況下，隨機(jī)系數(shù)m不是常數(shù)。的輸出支持部分運(yùn)行時(shí)間小于1。因此，區(qū)段未使用最大產(chǎn)能。確認(rèn)如下(38)總計(jì)系統(tǒng)事件(集)的成功輸出如下：(39)此結(jié)果意味著除D本身外，它依賴于頂部()和邏輯循環(huán)部分(和)。如果部分是理想的()，(40)這個(gè)方程表明，頂部僅用于和的開頭，另一方面可靠性很低。(41)整個(gè)系統(tǒng)主要依賴于和，即電路結(jié)構(gòu)的影響消失。其次，請考慮回路配置是有意的還是意外解決的情況。如下所示：(42)的角色已刪除。解析循環(huán)后，子系統(tǒng)在循環(huán)結(jié)構(gòu)的返回路徑上不起作用。應(yīng)僅考慮主線上的子系統(tǒng)(圖5)。圖6具有電路系統(tǒng)的廣義系統(tǒng)GO-FLOW圖如果

13、沒有邏輯電路結(jié)構(gòu)，則通過GO-FLOW方法7更好地建模這些操作條件，如圖6所示。在GO-FLOW圖中，操作符1是信號發(fā)生器，其在任何時(shí)間的信號強(qiáng)度均為1.0。這是起點(diǎn)的系統(tǒng)模型。通過類型37操作符對子系統(tǒng)和建模，“故障閥門已打開”。啟動(dòng)后，信號2提供持續(xù)時(shí)間。開始之前，信號4，5，6分別提供工作時(shí)間。這些信號連接正確建模了每個(gè)子系統(tǒng)的故障。通過這些信號的連接，對子系統(tǒng)的故障進(jìn)行了適當(dāng)?shù)慕！?4號運(yùn)算符是NC閥，子系統(tǒng)的起始模型。瞬間通過信號7的命令打開這個(gè)閥門。時(shí)間的開始被建模為16號操作符和信號9的打開命令。環(huán)形結(jié)構(gòu)的影響由操作符18 21的橫向線性表示。此結(jié)構(gòu)衍生自樣式(39)。18號操作符是分步操作操作操作符，具有時(shí)間