燃气轮机可靠度的模糊预计与优化分配
赵德孜
(海军航空工程学院青岛分院,山东 青岛 266041)
摘 要:在用模糊数量化模糊信息的基础上,改进了常规的模糊综合评判方法,并用此方法对燃气轮机子系统的可靠度进行模糊预计,得到它们的可靠度置信区间。然后在此基础上,以研制费用作为资源约束,提出一个具有实际工程应用价值的燃气轮机可靠度优化分配模型。
关 键 词:燃气轮机;可靠性;可靠性预计;优化分配;模糊决策
中图分类号:TB114. 3 文献标识码:A 文章编号:1009 – 2889(2005) 01 – 0047 – 05
1 引言
可靠性预计常常作为可靠性分配的基础,两者关系密切,都是可靠性设计的重要环节。由于在新机的设计初期,往往缺乏适用的可靠性数据,致使影响燃气轮机可靠性的因素具有一定的模糊性,这时的可靠性预计与分配实质上是权衡众多因素的决策问题,而基于传统数学的常规方法[1 ,2 ]很难得出较合理的决策结果。为此,上世纪九十年代起有些学者提出了一些基于模糊理论的预计方法,从而为解决该问题提供了一种有效的新途径,并取得了一定的成效。但这些方法仍有一些局限性,如以失效率为常数作为前提[3～6 ] ,在应用于机械和机电产品时效果欠佳;适用于设计初期的方法[5～7 ]采用的是常规模糊综合评判模型,其不足之处有待进一步改进。
此外,现有的模糊优化分配往往将可靠性分配与可靠性预计分开研究,如文献[8～11 ] ,若将两者结合起来综合考虑则会更为合理。
本文针对燃气轮机可靠性的特点,在改进常规模糊综合评判模型的基础上,提出了一种燃气轮机可靠度预计与优化分配的综合方法。
2 可靠度的模糊预计
燃气轮机主要由发动机机体(简称机体) 与附件系统(控制系统、润滑系统、电气系统及监控系统等)
串联组成。这里,机体和附件系统统称为子系统。
不同的研制阶段其可靠性预计的对象不同。在设计初期,应以子系统级为可靠性预计的对象。一般说来,随着研制进程的不断深入,可获得的可靠性数据不断增加,可靠性预计的对象也应该逐步向零件级细化,只要分别预计出各个系统的可靠性,就可以根据可靠性模型预计出燃气轮机的可靠性。因此,下面以子系统的可靠度为对象,阐述可靠性模糊预计的方法。需要指出的是,该方法的基本思想同样适用于各个层次的可靠度模糊预计。
可靠度模糊预计的基本思想是在用模糊数量化模糊信息的基础上,改进常规的运用模糊综合评判方法,然后将此方法作为子系统可靠度模糊预计的工具。限于篇幅,这里以一级模糊综合评判为例加以阐述。
2. 1 确定子系统可靠度的因素集和备择集
首先,建立模糊综合评判所需的因素集和备择集:以影响子系统可靠度的因素为元素,建立因素集U = {u1 ,u2 , ?,un} ;以子系统可能具备的可靠度为元素,建立备择集V = {v1 ,v2 , ?,vm} 。
2. 2 确定可靠度影响因素的权重集
