一种面向可靠性的改进不确定性重要度分析方法

doi:10.12005/orms.2022.0084

运筹与管理 ›› 2022, Vol. 31 ›› Issue (3): 100-104.DOI: 10.12005/orms.2022.0084

一种面向可靠性的改进不确定性重要度分析方法

兑红炎¹, 李玥¹, 白光晗²

1.郑州大学管理工程学院,河南郑州 450001;
2.国防科技大学智能科学学院,装备综合保障技术重点实验室,湖南长沙 410073

收稿日期:2018-07-10 出版日期:2022-03-25 发布日期:2022-04-12
作者简介:兑红炎(1982-),男,河南人,教授,博士,研究方向:系统可靠性和重要度;李玥(1995-),女,哈尔滨人,硕士研究生,研究方向:系统可靠性;白光晗(1986-),男,贵州人,副研究员,博士,研究方向:网络可靠性,复杂系统可靠性、抗毁性、稳健性分析。
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(72071182,U1904211);教育部人文社科规划基金资助项目(20YJA630012);河南省科技攻关(222102520019);河南省高校科技创新人才支持计划(22HASTIT022);河南省高等学校青年骨干教师培养计划(2021GGJS007)

A Reliability-oriented Improved Uncertainty Importance Measure

DUI Hong-yan¹, LI Yue¹, BAI Guang-han²

1. School of Management Engineering, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001, China;
2. Intelligence Science College, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China

Received:2018-07-10 Online:2022-03-25 Published:2022-04-12

摘要/Abstract

摘要： 作为识别和评估系统薄弱环节的有效工具之一的重要度理论,一直都被广泛应用于系统可靠性和安全性工程。而作为其主要环节的不确定性重要度分析更是扮演着不可或缺的角色。因此,为有效表征多态系统的可靠性,本文给出了一种变换数据处理方式的改进不确定性重要度分析方法。该模型是以两个累积分布函数之间的空间几何距离为基础,通过改变随机输入变量的不确定性范围和对应分布情况,模拟和描述输入对系统输出变量的相对影响趋势,并以两个累积分布函数之间的定积分面积表示。最后利用系统故障树对其进行不确定性重要度分析。结果表明,空间几何距离是一种用来表示输入变化对输出分布变化的相对影响的不确定性重要度度量的有效工具。

关键词: 可靠性, 重要度, 分布函数, 故障树

Abstract: Importance measure has been widely explored and applied in reliability and safety engineering, which is effective method to identify and evaluate the vulnerable spot of one system. The uncertainty importance measure as a primary tool has played an important role. Therefore, there is a new method to show the reliability of multi-state system efficiently based on the uncertainty importance measure. The model in the present work simulates and describes the relative impact of input changes on output uncertainty, which depends on the changes of input distributions ranges, and the uncertainty importance measure is expressed by the definite integral area between two cumulative distribution functions. At last, a fault tree analysis is used to study the proposed uncertainty importance measure. From the result, the metric distance is an effective means to describe the uncertainty importance measure of relative impact of input distributions on the change of output distributions.

Key words: reliability, importance measure, distribution function, fault tree

中图分类号:

O213.2

兑红炎, 李玥, 白光晗. 一种面向可靠性的改进不确定性重要度分析方法[J]. 运筹与管理, 2022, 31(3): 100-104.

DUI Hong-yan, LI Yue, BAI Guang-han. A Reliability-oriented Improved Uncertainty Importance Measure[J]. Operations Research and Management Science, 2022, 31(3): 100-104.

参考文献

[1] 兑红炎,陈立伟,周毫,王宁.基于系统可靠性的组件综合重要度变化机理分析[J].运筹与管理,2018,27(2):79-84.
[2] 邱光琦,黄思,古莹奎.多状态系统的动态可靠性度量及重要度分析[J].华南理工大学学报(自然科学版),2017,45(5):52-58.
[3] 王文选,高行山,周长聪.基于点估计的矩独立重要性测度分析方法[J].机械工程学报,2017,53(8):16-24.
[4] 夏侯唐凡,刘宇,张皓冬,张成林.考虑认知不确定性的多状态系统Birnbaum重要度分析方法[J].机械工程学报,2018,54(8):223-232.
[5] Apostolakis G E. How useful is quantitative risk assessment?[J]. Risk Analysis, 2004, 24(3): 515-520.
[6] Saltelli A. Sensitivity analysis for importance assessment[J]. Risk Analysis, 2002, 22(3): 579-590.
[7] Nakashima K, Yamato K. Variance-importance of system components[J]. IEEE Transactions on Reliability, 1982, 31(1): 99-100.
[8] Bier V M. A measure of uncertainty importance for components in fault trees[J]. Transactions of the American Nuclear Society, 1983, 45(6): 384-385.
[9] Iman R L. A Matrix-based approach to uncertainty and sensitivity analysis for fault trees[J]. Risk Analysis, 1987, 7(1): 21-33.
[10] Helton J C, Iman R L, Johnson J D, Leigh C D. Uncertainty and sensitivity analysis of a model for multicomponent aerosol dynamics[J]. Nuclear Technology, 1986, 73(3): 320-342.
[11] Andsten R S, Vaurio J K. Sensitivity, uncertainty, and importance analysis of a risk assessment[J]. Nuclear Technology, 1992, 98(2): 160-170.
[12] Iman R L, Hora S C. A robust measure of uncertainty importance for use in fault tree system analysis[J]. Risk Analysis, 1990, 10(3): 401-406.
[13] Khatibrahbar M, Cazzoli E, Lee M, et al.. A probabilistic approach to quantifying uncertainties in the progression of severe accidents[J]. Nuclear Science and Engineering, 1989, 102(3): 219-259.
[14] Chang K P, Ahn K I. A new approach for measuring uncertainty importance and distributional sensitivity in probabilistic safety assessment[J]. Reliability Engineering & System Safety, 1994, 46(3): 253-261.
[15] 司书宾,蔡志强,王宁,张守京.重要度计算方法及其应用[C].中国运筹学会可靠性分会可靠性学术会议,2013.

一种面向可靠性的改进不确定性重要度分析方法

A Reliability-oriented Improved Uncertainty Importance Measure

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

[1]	秦红志, 孙明娟, 王伟伟, 董庆来. 二元性能相关多阶段退化系统可靠性建模与分析[J]. 运筹与管理, 2022, 31(3): 105-111.
[2]	崔洪军, 孙婉茹, 朱敏清, 李霞. 基于畅通可靠性的开放小区交通流分配及优化决策[J]. 运筹与管理, 2022, 31(2): 8-14.
[3]	兑红炎, 陈栓栓, 马婧, 陈立伟, 刘玉敏. 基于可靠性弹性指标的系统弹性度量方法[J]. 运筹与管理, 2022, 31(2): 77-84.
[4]	杨奥, 崔利荣. 考虑n中连续取k失效准则的树状系统可靠性求解方法[J]. 运筹与管理, 2022, 31(2): 85-91.
[5]	周宏明, 高顺, 张祥雷, 王素芬, 黄沈权. 带缓冲串行生产系统预防性维护建模及运行参数优化研究[J]. 运筹与管理, 2022, 31(1): 22-29.
[6]	徐凡启, 贾旭杰, 松雪莹. 多状态可靠性系统动态signature及其剩余寿命分析[J]. 运筹与管理, 2021, 30(9): 38-42.
[7]	舒萍, 顾奕翀, 王嘉, 白光晗, 罗豪元. 基于马尔科夫过程的储备系统稳态性能分析[J]. 运筹与管理, 2021, 30(9): 43-47.
[8]	高彦三, 陈立伟, 马婧. Gamma分布下混联系统综合重要度扩展及应用[J]. 运筹与管理, 2021, 30(8): 139-146.
[9]	兑红炎, 郑小倩, 陈立伟, 杨楠. 基于半马尔科夫过程的逻辑门可靠性分析[J]. 运筹与管理, 2021, 30(5): 66-72.
[10]	兑红炎, 陈栓栓, 段东立, 徐鑫. 面向可靠性的网络级联失效分析[J]. 运筹与管理, 2021, 30(11): 106-112.
[11]	刘书庆, 王怡萍. 产品质量危机事件原因挖掘模型研究[J]. 运筹与管理, 2021, 30(11): 176-182.
[12]	旷欣宇, 唐应辉. 带随机启动时间与双阈值(m,N)-策略的M/G/1可修排队系统的最优控制策略[J]. 运筹与管理, 2021, 30(10): 64-70.
[13]	兑红炎, 白光晗. 多态防护系统可靠性及重要度分析[J]. 运筹与管理, 2020, 29(8): 98-104.
[14]	宫华, 李作华, 刘洪涛, 郝永平. 基于改进PSO-BP神经网络的贮存可靠性预测[J]. 运筹与管理, 2020, 29(8): 105-111.
[15]	兑红炎, 陈立伟, 白光晗. 多态系统部件维修成本评估分析[J]. 运筹与管理, 2019, 28(9): 122-127.