本發(fā)明涉及一種可靠性評估方法，尤其是用于運(yùn)載火箭結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)產(chǎn)品使用的一種可靠性量化評估方法。
背景技術(shù)：
目前，公知的航天產(chǎn)品現(xiàn)有可靠性評估方法主要包括概率統(tǒng)計法（成敗型、指數(shù)分布、威布爾分布、正態(tài)分布）、應(yīng)力—強(qiáng)度法等。通過上述分析，確定現(xiàn)階段八院運(yùn)載火箭結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)產(chǎn)品可靠性評估方法選用情況，見表1。
表1 目前運(yùn)載火箭結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)產(chǎn)品可靠性評估方法
通過分析，目前運(yùn)載火箭結(jié)構(gòu)系統(tǒng)產(chǎn)品可靠性評估主要存在以下問題：
1）目前結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)產(chǎn)品主要通過裕度設(shè)計、分析和驗證，確保產(chǎn)品滿足可靠性要求，可靠度評估不夠量化；
2）結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的可靠性主要通過設(shè)計時考慮安全系數(shù)保證。安全系數(shù)法將強(qiáng)度與應(yīng)力視為確定量，未考慮強(qiáng)度與應(yīng)力的隨機(jī)性，工程上通過較大的安全余量確保產(chǎn)品的可靠性，可能犧牲產(chǎn)品的重量；
3）整流罩分離過程復(fù)雜，除了火工品以外，分離過程中還涉及到整流罩各組件的受力情況、環(huán)境影響等多種因素，現(xiàn)有評估方法無法評估分離動態(tài)過程；
4）飛行階段以強(qiáng)度和密封為主要功能的閥門產(chǎn)品可靠性評估時未充分考慮飛行環(huán)境的影響；
5）閥門產(chǎn)品以等效試驗數(shù)轉(zhuǎn)換成二項分布進(jìn)行可靠性評估，由于產(chǎn)品子樣數(shù)較少，若有一個失效子樣將極大地降低產(chǎn)品可靠性評估結(jié)果，很可能與實際不符，受子樣數(shù)限制較大；
6）閥門評估時取唯一的特征量，一般為某一性能指標(biāo)，根據(jù)經(jīng)驗選用二項分布、威布爾分布和正態(tài)分布模型，且未綜合考慮強(qiáng)度、密封等性能要求。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為解決結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)產(chǎn)品失效模式復(fù)雜、模型選取原則不一、樣本量少等問題，本發(fā)明的一種運(yùn)載火箭結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)產(chǎn)品可靠性評估方法的思路為：
a.確定可靠性評估的核心關(guān)鍵參數(shù)，確保可靠性評估的正確性；
b.根據(jù)核心關(guān)鍵參數(shù)的分布特性，確定結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)產(chǎn)品分布模型的選取方法；
c.結(jié)合產(chǎn)品各類試驗及試驗信息，利用不同概率分布的特點，解決小樣本問題。其步驟包括：
步驟一：確定評估對象“三要素”信息
火箭結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)產(chǎn)品“三要素”信息包括要素A（失效模式類型）、要素B（性能指標(biāo)類型）、要素C（功能類型）。
步驟二：確定產(chǎn)品評估模型
根據(jù)得到的“三要素”，按A、B、C順序確定評估模型。當(dāng)可靠性評估模型輸入信息與產(chǎn)品試驗方案吻合時，則該模型可用于本產(chǎn)品的可靠性評估：
1）以要素A—“失效模式類型”確定相應(yīng)的評估模型。例如，失效模式分布類型屬于成敗型則對應(yīng)于二項分布評估模型；
2）若根據(jù)“失效模式類型”確定的可靠度評估模型所需信息不適用于本產(chǎn)品試驗方案，則依據(jù)要素B—“性能指標(biāo)類型”確定評估模型。例如，產(chǎn)品性能指標(biāo)為壽命型則對應(yīng)指數(shù)分布或威布爾分布評估模型；
3）若根據(jù)“性能指標(biāo)”確定的可靠度評估模型仍然不能適用于本產(chǎn)品試驗方案，則依據(jù)該產(chǎn)品的要素C—“功能類型”確定評估模型。例如，產(chǎn)品功能類型為承載型則對應(yīng)“正態(tài)分布”評估模型。
可靠性評估模型與可靠度評估“三要素”相匹配。
步驟三：收集評估模型所需數(shù)據(jù)
運(yùn)載火箭結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)產(chǎn)品根據(jù)自身“三要素”信息及可靠性評估方法優(yōu)先選用規(guī)則確定唯一可靠性計算模型后需要規(guī)范可靠性計算的數(shù)據(jù)。
可靠性計算模型的數(shù)據(jù)包括地面研制試驗數(shù)據(jù)、地面可靠性試驗數(shù)據(jù)、飛行試驗數(shù)據(jù)等。由于這些數(shù)據(jù)獲得的試驗條件不完全一致，因此需要根據(jù)環(huán)境因子進(jìn)行相應(yīng)的換算，環(huán)境因子由各型號確定。
步驟四：可靠性評估計算
最后，根據(jù)確定的可靠性評估模型收集信息，代入相應(yīng)的計算公式，完成可靠性評估。
本發(fā)明的有點在于。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的運(yùn)載火箭結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)產(chǎn)品可靠性評估方法的步驟圖。
具體實施方式
本發(fā)明的一種運(yùn)載火箭結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)產(chǎn)品可靠性評估方法， 運(yùn)載火箭結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)產(chǎn)品可靠性評估基本程序包括：產(chǎn)品要求分析、產(chǎn)品可靠性分析、建立可靠性評估模型、數(shù)據(jù)采集與處理、可靠性評估計算和編寫可靠性評估報告等。
本發(fā)明將上述程序中的建立運(yùn)載火箭結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)產(chǎn)品可靠度評估模型至可靠性評估計算過程結(jié)合火箭結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)產(chǎn)品特點進(jìn)行了細(xì)化。其步驟包括：
步驟一：確認(rèn)對象“三要素”信息
火箭結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)產(chǎn)品“三要素”信息包括要素A（失效模式類型）、要素B（性能指標(biāo)類型）、要素C（功能類型）。
火箭結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)產(chǎn)品在確認(rèn)“三要素”信息過程中依據(jù)表1，將產(chǎn)品的“性能指標(biāo)類型”、“失效模式類型”以及“功能類型”一一列出。針對有些要素不只一條內(nèi)容，則將所有內(nèi)容均列出。運(yùn)載火箭常用結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)產(chǎn)品“三要素”可直接查找表2獲得。
表2 運(yùn)載火箭結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)產(chǎn)品“三要素”
步驟二：確定產(chǎn)品評估模型
根據(jù)得到的“三要素”，按A、B、C順序確定評估模型。當(dāng)可靠性評估模型輸入信息與產(chǎn)品試驗方案吻合時，則該模型可用于本產(chǎn)品的可靠性評估：參見表3：
1）以要素A—“失效模式類型”確定相應(yīng)的評估模型。例如，失效模式分布類型屬于成敗型則對應(yīng)于二項分布評估模型；
2）若根據(jù)“失效模式類型”確定的可靠度評估模型所需信息不適用于本產(chǎn)品試驗方案，則依據(jù)要素B—“性能指標(biāo)類型”確定評估模型。例如，產(chǎn)品性能指標(biāo)為壽命型則對應(yīng)指數(shù)分布或威布爾分布評估模型；
3）若根據(jù)“性能指標(biāo)”確定的可靠度評估模型仍然不能適用于本產(chǎn)品試驗方案，則依據(jù)該產(chǎn)品的要素C—“功能類型”確定評估模型。例如，產(chǎn)品功能類型為承載型則對應(yīng)“正態(tài)分布”評估模型。
可靠性評估模型與可靠度評估“三要素”相匹配。按三要素類型，確定可靠性評估計算模型。
表3
表4 可靠性評估模型與三要素對應(yīng)關(guān)系矩陣表
步驟三：收集評估模型所需數(shù)據(jù)
運(yùn)載火箭結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)產(chǎn)品根據(jù)自身“三要素”信息及可靠性評估方法優(yōu)先選用規(guī)則確定唯一可靠性計算模型后需要規(guī)范可靠性計算的數(shù)據(jù)。
可靠性計算模型的數(shù)據(jù)包括地面研制試驗數(shù)據(jù)、地面可靠性試驗數(shù)據(jù)、飛行試驗數(shù)據(jù)等。由于這些數(shù)據(jù)獲得的試驗條件不完全一致，因此需要根據(jù)環(huán)境因子進(jìn)行相應(yīng)的換算，環(huán)境因子由各型號確定。具體換算原則如表4所示。
表5 結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)產(chǎn)品可靠性數(shù)據(jù)來源
步驟四：可靠性評估計算
最后，根據(jù)確定的可靠性評估模型收集信息，代入相應(yīng)的計算公式，完成可靠性評估?？煽啃栽u估模型確定后也可根據(jù)模型所需試驗數(shù)據(jù)策劃產(chǎn)品可靠性試驗方案。
以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。