【正文】 概率，同時(shí)運(yùn)用條件概率來(lái)描述系統(tǒng)或原件間的故障邏輯關(guān)系更充分利用的了專也知識(shí)和歷史數(shù)據(jù)，從而更好的解決系統(tǒng)或元件間邏輯關(guān)系的不確定性。在葉節(jié)點(diǎn) T 的故障狀態(tài)為 C 的條件下，根節(jié)點(diǎn) ix 的故障狀態(tài)為 ia 時(shí)的后驗(yàn)概率可以根據(jù)以下公式求出 。電控汽車發(fā)動(dòng)機(jī)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)描述如表 31 所示。首先以電控汽油機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)不能正常啟動(dòng)為頂事件建立故障樹(shù)圖模型，然后將故障樹(shù)圖映射成貝葉斯網(wǎng)絡(luò)圖再進(jìn)行可靠性評(píng)估。 通過(guò)分析以上三個(gè)系統(tǒng)可以看出，基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)建立多狀態(tài)系統(tǒng)的可靠性模型的主要步驟有： (1) 確定貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的結(jié)點(diǎn)，并用根結(jié)點(diǎn)表示系統(tǒng)的基本事件，葉結(jié)點(diǎn)表示系統(tǒng)。 C(2) C(1) X 18 ， ， 。 ， ， 。 由具有短路失效和開(kāi)路失效兩種失效模式的元件組成的系統(tǒng)也同樣具有這兩種失效模式，因此這樣的系統(tǒng)會(huì)有短路失效、開(kāi)路失效以及正常工作三種狀態(tài)，以下分別研究由具有這些特性的元件組成的系統(tǒng)的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型。則如圖 21(c)所示為按照以上建立貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的規(guī)則，建立該系統(tǒng)的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)圖。 (b) 建立一個(gè)表征事件條件獨(dú)立的有向無(wú)環(huán)圖。 11 建立貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型 1) 基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的二狀態(tài)系統(tǒng)可靠性建模 運(yùn)用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行可靠性的評(píng)估時(shí)，不用求解出系統(tǒng)的最小路集和最小割集，因而也不必要進(jìn)行不交化計(jì)算，其形式比較直觀。 在貝葉斯網(wǎng)絡(luò)中 ,每個(gè)子節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)在其父節(jié)點(diǎn)的取值狀態(tài)下的條件概率分布或函數(shù)。近年來(lái) ,貝葉斯網(wǎng)絡(luò)已成功應(yīng)用到汽車可靠性的研究領(lǐng)域中。隨著汽車結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜 ,汽車企業(yè)要同時(shí)滿足平穩(wěn)、舒適和便捷等用戶要求和環(huán)保、節(jié)能和安全等社會(huì)要求 ,就必須更加重視汽車的可靠性技術(shù)研究 ,不斷提升汽車產(chǎn)品的可靠性水平。以通用為首的三大汽車公司一直著力于提高汽車產(chǎn)品的可靠性，通過(guò)不斷加強(qiáng)可靠性研究的場(chǎng)地和設(shè)施建設(shè)，進(jìn)行大量的汽車可靠性試驗(yàn)挖掘汽車可靠性數(shù)據(jù)，并逐漸完善汽車的可靠性研究方法與規(guī)則。 7 ( 113) 中位壽命 指 的 是 產(chǎn) 品 可 靠 度 為 時(shí)的 工 作 時(shí) 間 , 這時(shí)F(T ,通常只有當(dāng)壽命分布密度函數(shù)完全對(duì)稱時(shí)才有,否者二者不相等。在 t 時(shí)刻后，該批產(chǎn)品在 內(nèi)發(fā)生故障的條件概率為 。 ， ， (14) 設(shè)一批投入壽命試驗(yàn)的汽車產(chǎn)品總數(shù)為 n，在 t 時(shí)刻是還能正常工作的產(chǎn)品為，其中 r 為失效的產(chǎn)品數(shù)。因此，對(duì)汽車可靠性的研究有著非常重要的意義。這樣產(chǎn)品可靠性指標(biāo)的高低直接受到產(chǎn)品功能的多少及其技 3 術(shù)指標(biāo)的高低的影響， 因此，研究產(chǎn)品可靠性也離不開(kāi)產(chǎn)品的規(guī)定功能。指用來(lái)獨(dú)立研究和分別試驗(yàn)的所有元器件、設(shè)備和系統(tǒng)，既可能是零件、部件，也可能是由這些零件、部件裝配組成的機(jī)器，也或者是由機(jī)器組成的機(jī)組或成套設(shè)備，甚至其中也可能會(huì)包含人的作用。因?yàn)橹挥锌煽啃院玫漠a(chǎn)品 ,才能經(jīng)久耐用 , 也就更容易得到用戶的青睞。其次 ,因?yàn)楣收蠘?shù)是平面圖 ,所以它也就無(wú)法表現(xiàn)時(shí)間概念。詞間用分號(hào)間隔，末尾不加標(biāo)點(diǎn)， 35 個(gè)， Times New Roman，小四，加粗。 關(guān)鍵詞 ： 貝葉斯網(wǎng)絡(luò)，汽車可靠性，故障樹(shù)法，先驗(yàn)概率，后驗(yàn)概率，概率重要度，可靠性評(píng)估 6 The Subject of Undergraduate Graduation Project of HEAU Abstract 外文摘要要求用英文書(shū)寫(xiě)，內(nèi)容應(yīng)與 “中文摘要 ”對(duì)應(yīng)。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。 、圖表要求： 1）文字通順，語(yǔ)言流暢，書(shū)寫(xiě)字跡工整，打印字體及大小符合要求，無(wú)錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請(qǐng)他人代寫(xiě) 2）工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。標(biāo)題 “Abstract”選用模板中的樣式所定義的 “標(biāo)題 1”，再居中；或者手動(dòng)設(shè)置成字體：黑體，居中，字號(hào)：小三，多倍行距 倍行距，段后 11磅，段前為 0。其中的故障樹(shù)分析法可以較清晰地表達(dá)各總成和部件可靠性之間的邏輯關(guān)系、關(guān)聯(lián)程度 ,其得出的結(jié)果也都具有很強(qiáng)的說(shuō)服力。 隨著近 年來(lái)發(fā)展起來(lái)的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)技術(shù)越來(lái)越成熟，它也被更廣泛的應(yīng)用到可靠性評(píng)估中。美國(guó)機(jī)械工程師學(xué)會(huì)可靠性委員會(huì)主席 Kececoigul曾說(shuō)過(guò)這樣一句話 :“在產(chǎn)品的可靠性研究上 , 每投入一美元將會(huì)得到一百美元的回報(bào)”，這足以證明可靠性研究的重大意義。不同條件下產(chǎn)品的可靠性可能截然不同，規(guī)定的條件越苛刻，產(chǎn)品的可靠性也就越低。這里的汽車泛指汽車整車、系統(tǒng)、總成以及汽車的零部件。 （ 11） 其中 ,， 如一批投入壽命試驗(yàn)的汽車產(chǎn)品總數(shù)為 n，在 t 時(shí)刻是還能正常工作的產(chǎn)品為，其中 r 為失效的產(chǎn)品數(shù)。設(shè)在 時(shí)刻開(kāi)始正常工作的產(chǎn)品數(shù)為 n,到 t 時(shí)刻發(fā)生故障的產(chǎn)品件數(shù)為 ,在這一時(shí)刻正常工作的產(chǎn)品件數(shù)為 ,在下一時(shí)刻 內(nèi)將會(huì)出現(xiàn)的故障產(chǎn)品數(shù)為，則 的估計(jì)值或觀測(cè)值可以表達(dá)為： (18) 4) 故障率 用 衡量汽車產(chǎn)品的可靠性，既能了解壽命分布隨著時(shí)間而變化的整體情況，還可以求出 ，掌握產(chǎn)品在整個(gè)壽命周期中出現(xiàn)故障的整體規(guī)律。通常被稱作平均壽命。維修度主要是針對(duì)整個(gè)產(chǎn)品系統(tǒng)而言的，對(duì)于個(gè)別“零件”不能用維修度。 日本在 50 年代時(shí)開(kāi)始借鑒美國(guó)的可 靠性技術(shù) ,他們根據(jù)本國(guó)的具體情況不斷對(duì)可靠性技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和完善，并逐步建立了有自己特色的質(zhì)量管理系統(tǒng)。適用于不確定性和概率性事物的表達(dá)和分析，可用其對(duì)不確定的、不精確的或不完整的知識(shí)或信息進(jìn)行推理。用圖形來(lái)描述不確定性知識(shí)和條件概率分布的注釋 ,能夠?qū)⒕植織l件的依賴性在模型中表達(dá)出來(lái)，體現(xiàn)了領(lǐng)域知識(shí)定性方面的特征。如果 一個(gè)隨機(jī)變量 A 有 , ? , 個(gè)不同的狀態(tài)，則根據(jù)全概率公式，有： (25) 從而可以求解出后驗(yàn)概率 汽車可靠性評(píng)估的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型 基于故障樹(shù)分析法的貝葉斯網(wǎng)絡(luò) 故障樹(shù)分析法是評(píng)估系統(tǒng)可靠性常用的方法之一 ,它的 特點(diǎn)是直觀、明了，思路清晰，邏輯性強(qiáng)，既可以對(duì)所評(píng)估的系統(tǒng)做定性分析，也可以對(duì)其做定量分析。建立貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型與故障樹(shù)圖的結(jié)構(gòu)是一一對(duì)應(yīng)的，不同的是貝葉斯網(wǎng)絡(luò)將導(dǎo)致系統(tǒng)故障的各種原因，由部分到總體，按照樹(shù)枝形狀從下到上進(jìn)行分析。給出貝葉斯 網(wǎng)絡(luò)的根節(jié)點(diǎn)的先驗(yàn)概率以對(duì)應(yīng)故障樹(shù)圖。 2）基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的多狀態(tài)系統(tǒng)可靠性建模 連續(xù)多狀態(tài)系統(tǒng)和離散多狀態(tài)系統(tǒng)均屬于多狀態(tài)系統(tǒng)，只能取有限的狀態(tài)對(duì)系統(tǒng)及其零部件進(jìn)行研究亦即所取狀態(tài)為離散的的系統(tǒng)，稱為離散多狀態(tài)系統(tǒng)。其中任意一個(gè)元件開(kāi)路就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)開(kāi)路，而其中一個(gè)元件短路不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)短路，圖 22(b)、 22(c)分別為這在兩種失效模式下的系 統(tǒng)可靠性框圖。其中一個(gè)元件開(kāi)路不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)開(kāi)路，而其中任意一個(gè)元件短路就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)短路，圖 24(b)、 24(c) 為兩種失效模式下的 系統(tǒng)可靠性框圖 . （ a） 并聯(lián)系統(tǒng)可靠性框圖 （ b） 開(kāi)路失效模式 （ c） 短路失效模式 圖 24 兩個(gè)三狀態(tài)元件構(gòu)成的并聯(lián)系統(tǒng) 根據(jù)文獻(xiàn) [24]有： （ 211） （ 212） 其中 表示系統(tǒng)的開(kāi)路失效概率， 表示系統(tǒng)的短路失效概率， 表示第 i 個(gè)元件的開(kāi)路失效概率， 表示第 i個(gè)元件的短路失效概率， 表示元件的正常工作概率，則系統(tǒng)正常工作的概率為： （ 213） 但是如果系統(tǒng)的元件數(shù)不斷增加，最小割集與最小路集就很難求解，于是以上的公式以及公式的計(jì)算都會(huì)變得非常復(fù)雜。 k/n 系統(tǒng)是指系統(tǒng)中至少需要有k 個(gè)元件能夠正常工作時(shí)系統(tǒng)才能正常工作。 (4) 利用概率分布表分析系統(tǒng)元件各狀態(tài)之間的關(guān)系并描述各關(guān)聯(lián)結(jié)點(diǎn)的狀態(tài)，最終建立系統(tǒng)可靠性的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型。 22 圖 32 電控發(fā)動(dòng)機(jī)的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型結(jié)構(gòu) 貝葉斯網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的多態(tài)描述 用 0、 2表示系統(tǒng)或元件從理想工作狀態(tài)到完全失效狀態(tài)之間對(duì)應(yīng)的三種不同狀態(tài)。設(shè)系統(tǒng)或元件的不同故障狀態(tài)分別用 0,1,2 表示，并考慮部件間故障的邏輯關(guān)系的不確定性，綜合專業(yè)的知識(shí)與歷史數(shù)據(jù)從而得到中間節(jié)點(diǎn) m(1)～ m(3)和 T的概率分布表，如圖 33 至 36所示。 對(duì)系統(tǒng)作基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的重要度分析 系統(tǒng)失效與部件失效之間的關(guān)系通過(guò)重要度來(lái)表達(dá)，概率重要度表示的意義是當(dāng)且僅當(dāng)元件 ix 失效時(shí)系統(tǒng)失效的概率，它反映的主要是各根節(jié)點(diǎn) ix 所有故障狀態(tài)對(duì)葉節(jié)點(diǎn) T 處于故障狀態(tài) C 是的影響程度。 32 參考文獻(xiàn) [1] 趙建立，高會(huì)生，趙生崗 . 貝葉斯網(wǎng)絡(luò)在可靠性評(píng)估中的應(yīng)用 [J].保定；電力科學(xué)與工程， [2] 郭虎 . 汽車試驗(yàn)場(chǎng)可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)強(qiáng)化系數(shù)的研究 [D].杭州；浙江大學(xué)， [3] 陳文華 .航天電連接器可靠性試驗(yàn)和分析的研究 .[D].杭州；浙江大學(xué)， 1997 [4] 樊曉燕 .基于隨機(jī)有限元法的機(jī)械強(qiáng)度可靠性設(shè)計(jì)的研究 .[D],杭州；浙江大學(xué) ,1992 [5] 王秉剛 .汽車可靠性工程方法 [J].北京；機(jī)械工業(yè)出版社， 1991 [6] 劉惟信 .機(jī)械可靠性設(shè)計(jì) [J].北京；清華大學(xué)出版社 ,1996 [7] 徐維新，秦英孝 .可靠性工程 [J].北京；電子工業(yè)出版社 ,1988 [8] 劉 源，廖 雷，王麗萍 . 汽車可靠性數(shù)據(jù)追蹤方法研究 [J].鄭州；機(jī)械研究與應(yīng)用， [9] 楊為民 .可靠性、維修性、保障性總論 [M].北京；國(guó)防工業(yè)出版社， 1995 [10] 李憲民 .汽車可靠性試驗(yàn)及綜合評(píng)定方法研究 [J].西安；西安工程大學(xué)學(xué)報(bào)， [11] 田立新，劉家滿 .柴油機(jī)可靠性試驗(yàn)研究概述 [J].汽車工業(yè)研究， 20xx [12] 趙 坤 .中型載重汽車可靠性與維修性指標(biāo)評(píng)定 [J].交通科技與經(jīng)濟(jì)， 20xx [13]李增輝 . 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