本發(fā)明涉及故障診斷，具體為一種考慮測試失效的故障建模與評估方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、近年來，基于模型的系統(tǒng)工程方法在國內(nèi)外航空航天領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，數(shù)字化模型在產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)、驗證、使用等全壽命周期內(nèi)發(fā)揮著越來越重要的作用。而故障仿真模型作為產(chǎn)品數(shù)字化模型的重要組成部分，是產(chǎn)品故障診斷設(shè)計的重要手段。

2、在傳統(tǒng)故障仿真建模中，考慮到測試的故障率水平比產(chǎn)品故障率水平低一個數(shù)量級，通常假設(shè)測試完全可靠，忽略測試失效這種特殊情況。然而，隨著產(chǎn)品測試數(shù)量的逐漸增加，測試失效現(xiàn)象成為了設(shè)計過程中不可忽視的重要因素，設(shè)計階段忽視測試失效現(xiàn)象通常會導(dǎo)致產(chǎn)品實際故障診斷相關(guān)指標低于設(shè)計值，產(chǎn)品故障診斷能力被高估，最終導(dǎo)致產(chǎn)品在鑒定驗證階段的實物試驗不通過，極大地增加了產(chǎn)品重復(fù)迭代設(shè)計成本。

3、針對上述問題，本發(fā)明提出一種考慮測試失效的故障建模與評估方法，在產(chǎn)品的設(shè)計階段融合考慮產(chǎn)品自身故障及測試失效情況，準確地實現(xiàn)產(chǎn)品故障的建模與評估分析。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、基于背景技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種考慮測試失效的故障建模與評估方法及裝置，包括以下步驟：

2、s1：獲取產(chǎn)品信息；

3、s2：計算測試的可信度權(quán)重；

4、s3：建立考慮測試失效的故障傳播關(guān)系模型；

5、s4：建立診斷數(shù)據(jù)匹配庫；

6、s5：考慮測試失效的產(chǎn)品故障檢測能力評估。

7、優(yōu)選的，在s1中，所述的獲取產(chǎn)品信息，具體包括以下操作步驟：

8、第一步，獲取產(chǎn)品組成單元信息，包括組成單元名稱，故障率，故障信號傳遞關(guān)系等；

9、第二步，獲取產(chǎn)品的測試信息，包括測試名稱、測試類型、測試對象，測試失效率(測試的故障率)等；

10、第三步，獲取產(chǎn)品測試失效的故障傳播信息，測試失效的故障傳播信息包括了測試失效故障信號與產(chǎn)品組成單元的信號傳遞關(guān)系、測試故障信號在測試之間的信號傳遞關(guān)系。

11、優(yōu)選的，在s2中，所述的計算測試的可信度權(quán)重，具體包括以下操作步驟：

12、第一步，用λm+j表示第j個測試的故障率，m表示產(chǎn)品組成單元的數(shù)量，第j個測試的可信度權(quán)重用bm+j表示，計算公式如下：

13、

14、第二步，按照上述方法計算所有測試的可信度權(quán)重指標。

15、優(yōu)選的，在s3中，所述的建立考慮測試失效的故障傳播關(guān)系模型，具體包括以下操作步驟：

16、第一步，定義故障模型的數(shù)學(xué)表達；

17、第二步，定義故障模型的元素圖形表達；

18、第三步，建立考慮測試失效的故障傳播關(guān)系圖形化模型。

19、優(yōu)選的，所述第一步中，定義故障模型的數(shù)學(xué)表達如下：

20、g＝<v，l>

21、v＝<c，t>

22、l＝<(c，c)...(c，t)...(t，c)...(t，t)>

23、其中：g表示有向圖模型，即考慮測試失效的故障傳播關(guān)系模型；

24、v為有向圖的節(jié)點，即模型元素，它包括產(chǎn)品組成單元c與測試t兩類；

25、l為有向圖的邊，表示故障信號的傳播關(guān)系，包括產(chǎn)品組成單元之間的故障信號傳播關(guān)系(c，c)、產(chǎn)品組成單元到測試的故障信號傳播關(guān)系(c，t)、測試到產(chǎn)品組成單元的故障信號傳播關(guān)系(t，c)、測試與測試之間的故障信號傳播關(guān)系(t，t)。

26、優(yōu)選的，所述第二步中，故障模型的詳細模型元素表示與產(chǎn)品組成單元相關(guān)的故障信號傳播關(guān)系，包括(c，c)、(c，t)、(t，c)；是測試與測試之間的故障信號傳播關(guān)系(t，t)，表示虛線箭頭左端測試的故障信號能傳遞至虛線右端的測試，且該故障信號不再繼續(xù)向下傳播。

27、優(yōu)選的，所述第三步中，信號傳遞關(guān)系建立考慮測試失效的故障傳播關(guān)系圖形化模型。

28、

29、優(yōu)選的，在s4中，所述的建立診斷數(shù)據(jù)匹配庫，具體包括以下操作步驟：

30、第一步，診斷數(shù)據(jù)匹配庫中的列表示測試，行表示產(chǎn)品組成單元和測試，數(shù)據(jù)庫表格中矩陣元素的可能取值包括：0、bm+j，表示測試的可信度權(quán)重，具體取值原則如下：

31、第二步，若第i個產(chǎn)品組成單元的故障信號可通過箭頭傳遞到第j個測試，則診斷矩陣d中的第i行第j列的元素dij＝bm+j；

32、第三步，若第i個測試的故障信號可通過箭頭傳遞到第j個測試，則診斷矩陣d中的第m+i行第j列的元素dm+ij＝bm+j；

33、第四步，若第i個產(chǎn)品組成單元的故障信號無法通過箭頭傳遞到第j個測試，則診斷矩陣d中的第i行第j列的元素dij＝0；

34、第五步，若第i個測試的故障信號無法通過箭頭傳遞到第j個測試，則診斷矩陣d中的第m+i行第j列的元素dm+ij＝0；

35、第六步，按照上述方法，遍歷所有的產(chǎn)品組成單元與測試，可得到完整的診斷數(shù)據(jù)匹配庫。

36、優(yōu)選的，在s5中，所述的建立診斷數(shù)據(jù)匹配庫，具體包括以下操作步驟：

37、第一步，產(chǎn)品組成單元可診斷性評估，具體過程如下；

38、s1、計算第i個產(chǎn)品組成單元發(fā)生故障時的可診斷性pi，計算公式如下：

39、

40、s2、遍歷所有的產(chǎn)品組成單元，計算各產(chǎn)品組成單元發(fā)生故障時的可診斷性，

41、第二步，測試失效的可診斷性評估，具體過程如下；

42、s1、計算第i個測試發(fā)生故障時的可診斷性qi，計算公式如下：

43、

44、s2、遍歷所有的測試，計算各測試發(fā)生故障時的可診斷性指標；

45、第三步，考慮測試失效的產(chǎn)品故障檢測能力評估，具體過程如下；

46、s1、計算考慮測試失效的產(chǎn)品故障檢測能力指標γ，計算公式如下：

47、

48、s2、計算得到考慮測試失效的產(chǎn)品故障檢測能力指標γ。

49、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

50、1、本發(fā)明提出了一種考慮產(chǎn)品測試失效的圖形化建模方法，描述了產(chǎn)品組成單元的故障信號到測試的傳播關(guān)系、測試的故障信號到組成單元的傳播關(guān)系、測試的故障信號到其他測試的傳播關(guān)系等，建立的故障模型相比于傳統(tǒng)故障模型，更貼近產(chǎn)品實際，可準確反映測試失效情況下的故障傳播路徑；

51、2、本發(fā)明在考慮產(chǎn)品測試失效的圖形化建模方法基礎(chǔ)上，設(shè)計了一種考慮測試失效的故障檢測能力評估算法，考慮測試失效對故障診斷能力的影響，并給出了診斷能力計算指標計算方法，相比于傳統(tǒng)故障檢測率指標計算方法，考慮了測試失效這種不確定性，更貼近產(chǎn)品實際，可準確反映測試失效情況下的故障檢測能力。

技術(shù)特征：

1.一種考慮測試失效的故障建模與評估方法及裝置，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種考慮測試失效的故障建模與評估方法及裝置，其特征在于：在s1中，所述的獲取產(chǎn)品信息，具體包括以下操作步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種考慮測試失效的故障建模與評估方法及裝置，其特征在于：在s2中，所述的計算測試的可信度權(quán)重，具體包括以下操作步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種考慮測試失效的故障建模與評估方法及裝置，其特征在于：在s3中，所述的建立考慮測試失效的故障傳播關(guān)系模型，具體包括以下操作步驟：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種考慮測試失效的故障建模與評估方法及裝置，其特征在于：所述第一步中，定義故障模型的數(shù)學(xué)表達如下：

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種考慮測試失效的故障建模與評估方法及裝置，其特征在于：所述第二步中，故障模型的詳細模型元素表示與產(chǎn)品組成單元相關(guān)的故障信號傳播關(guān)系，包括(c，c)、(c，t)、(t，c)；是測試與測試之間的故障信號傳播關(guān)系(t，t)，表示虛線箭頭左端測試的故障信號能傳遞至虛線右端的測試，且該故障信號不再繼續(xù)向下傳播。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種考慮測試失效的故障建模與評估方法及裝置，其特征在于：所述第三步中，信號傳遞關(guān)系建立考慮測試失效的故障傳播關(guān)系圖形化模型。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種考慮測試失效的故障建模與評估方法及裝置，其特征在于：在s4中，所述的建立診斷數(shù)據(jù)匹配庫，具體包括以下操作步驟：

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種考慮測試失效的故障建模與評估方法及裝置，其特征在于：在s5中，所述的建立診斷數(shù)據(jù)匹配庫，具體包括以下操作步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種考慮測試失效的故障建模與評估方法及裝置，包括以下步驟：S1：獲取產(chǎn)品信息；S2：計算測試的可信度權(quán)重；S3：建立考慮測試失效的故障傳播關(guān)系模型；S4：建立診斷數(shù)據(jù)匹配庫；S5：考慮測試失效的產(chǎn)品故障檢測能力評估。本發(fā)明提出了一種考慮產(chǎn)品測試失效的圖形化建模方法，描述了產(chǎn)品組成單元的故障信號到測試的傳播關(guān)系、測試的故障信號到組成單元的傳播關(guān)系、測試的故障信號到其他測試的傳播關(guān)系等，建立的故障模型相比于傳統(tǒng)故障模型，更貼近產(chǎn)品實際，可準確反映測試失效情況下的故障傳播路徑。

技術(shù)研發(fā)人員：鄧威,羅康,周志冕
受保護的技術(shù)使用者：湖南啟元信息科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15