一种RMST指标的综合分配方法

技术领域：

本发明涉及一种RMST指标的综合分配方法，其属于产品质量特性技术领域。

背景技术：

RMST(可靠性、维修性、保障性和测试性)指标是保证系统技术性能有效发挥的一组通用的非功能特性指标，对系统的产品质量和使用成本等都产生重要的影响。RMST指标包括了平均故障间隔(MTBF)、任务可靠度(MR)、平均修复时间(MTTR)、平均维修工时(MMH)、可用度(AV)指标、故障检测率(FDR)、故障隔离率(FIR)、虚警率(FAR)等众多指标，各指标是相互依托相互影响的。目前在各指标的分配过程中基本都是采用各自独立的分配方法进行，导致分配后得到的部件可靠性、维修性、保障性和测试性的指标存在矛盾，无法落实系统整体顶层指标要求。因此，需要梳理当前的RMST分配方法，研究RMST主要指标之间在分配时的相互关系，提出一种综合分配方法，将系统的RMST指标顺利分配至各部件，提升分配结果的有效性和适用性，满足系统整体指标要求。

发明内容：

为了克服当前系统RMST指标分配中存在的各部件指标矛盾，无法落实系统整体顶层指标要求的问题，本发明提供一种RMST指标的综合分配方法。

本发明所采用的技术方案有：一种RMST指标的综合分配方法，具体步骤如下：

(1).分析RMST的主要指标类型，包括：可靠性的平均故障间隔(MTBF)、任务可靠度(MR)指标，维修性的平均修复时间(MTTR)、平均维修工时(MMH)指标，保障性的可用度(AV)指标，测试性的故障检测率(FDR)、故障隔离率(FIR)、虚警率(FAR)指标，并分析各个指标之间存在的相互关系；

(2).将MTBF、MTTR、MMH、FDR、FIR、FAR设为分配指标，以MTBF为核心指标，建立以上指标的分配流程，依次完成各分配指标的分配；

(3).将MR、AV作为约束指标，根据分配结果，计算各约束指标的值，判断是否满足约束要求，如不满足约束要求则通过改进系统构型或部件选型后再重新分配，直至满足约束要求。

进一步地，步骤(2)具体如下：

从复杂性因子、重要度因子、环境因子、标准化因子、维修性因子、部件质量因子六个方面进行对比打分，各影响因子的评分范围为1-10分，并按照式(1)计算各部件的MTBF分配值

其中：MTBF

根据各部件分配得到的MTBF，求得各部件的失效率，失效率计算如式：

MTTR、MMH的分配：基于得到的各部件λ

k

式中：MTTR

针对MMH，在MTTR评分分配方法的基础上，增加维修人数的加权因子p

MMH

式中：m为维修活动数；MMH

FDR、FIR、FAR的分配，按照公式(8)-(10)进行分配：

式中：FDR

进一步地，步骤(3)具体如下：

首先建立系统的故障树，基于分配得到的各部件MTBF

式中：AV

如果对子系统有可用度的要求，采用同样的方法计算得到子系统预计的平均故障间隔和平均修复时间，然后再计算子系统的可用度：

式中：MR

判断指标MR、AV是否满足约束要求，如满足则完成分配；否则根据系统的故障树，计算各部件的概率重要度系数，对重要度系统进行排序；其次，结合系统各部件增加冗余或者选择更低失效率部件的可行性，优先选择重要度高的部件进行系统构型或部件选型的改进；最后，对系统构型或部件选型后的系统进行重新的指标分配，直至满足约束要求。

本发明具有如下有益效果：本发明建立了以MTBF为核心的RMST指标的分配流程，并采用改进系统构型或部件选型的方法，以满足约束要求，直至完成分配，克服了传统分配方法中出现的分配结果矛盾以及无法对分配提出优化建议的不足。

附图说明：

图1为本发明RMST指标的综合分配方法流程图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

本发明RMST指标的综合分配方法，具体步骤如下：

(1)RMST指标的划分：将MTBF、MTTR、MMH、FDR、FIR、FAR设为分配指标，将MR、AV作为约束指标。

(2)MTBF的分配：从复杂性因子、重要度因子、环境因子、标准化因子、维修性因子、部件质量因子等六个方面进行对比打分，各影响因子的评分范围为1-10分，并按照式(1)计算各部件的MTBF分配值。

其中：MTBF

根据各部件分配得到的MTBF，可以求得各部件的失效率，失效率计算如式：

(3)MTTR、MMH的分配：基于得到的各部件λ

表1因子评分标准

按照公式(3)，进行MTTR分配计算。

k

式中：MTTR

针对MMH，在MTTR评分分配方法的基础上，增加维修人数的加权因子p

MMH

式中：m为维修活动数；MMH

(4)FDR、FIR、FAR的分配。按照公式(8)-(10)进行分配。

式中：FDR

(5)约束指标MR、AV的计算。首先建立系统的故障树，基于分配得到的各部件MTBF

式中：AV

如果对子系统有可用度的要求，可以采用同样的方法计算得到子系统预计的平均故障间隔和平均修复时间，然后再计算子系统的可用度。

式中：MR

(6)判断指标MR、AV是否满足约束要求，如满足则完成分配；否则根据系统的故障树，计算各部件的概率重要度系数，对重要度系统进行排序；其次，结合系统各部件增加冗余或者选择更低失效率部件的可行性，优先选择重要度高的部件进行系统构型或部件选型的改进；最后，对系统构型或部件选型后的系统进行重新的指标分配，直至满足约束要求。

下面以某系统为例对本发明作进一步的详细说明。

(1)已知系统的MTBF＝8000小时、MTTR＝90分钟、MMH＝20分钟、FDR＝86％、FIR＝60％、FAR＝0.1％、MR＞95％、AV＞90％；

(2)MTBF的分配。从复杂性因子、重要度因子、环境因子、标准化因子、维修性因子、部件质量因子等六个方面进行对比打分，部分打分结果如表2所示。

表2案例系统的部分综合打分结果

根据打分结果，按照公式(1)，计算得到各部件的MTBF分配值，如表3所示。

表3案例系统的部分MTBF分配值

(3)MTTR、MMH的分配。从检测方式因子、可达性因子、更换难度因子、调试难度因子等四个方面进行对比打分，部分打分结果如表4所示。

表4案例系统的部分维修性打分结果

基于表4，结合部件的维修人数，按照公式(2)-(7)，可以得到各部件MTTR、MMH的分配值，如表5所示。

表5案例系统的部分MTTR、MMH分配值

(4)FDR、FIR、FAR的分配。按照公式(8)-(10)进行分配，可以得到各部件FDR、FIR和FAR的分配值，如表6所示。

表6案例系统的部分FDR、FIR和FAR分配值

(5)约束指标MR、AV的计算。首先建立系统的故障树，基于分配得到的各部件MTBF

假定系统的任务执行时间是10小时，因此对应的任务可靠度为：

可见指标MR、AV满足约束要求，所以完成分配。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。