一种基于蒙特卡洛打靶仿真的复杂系统可靠性预计方法与流程

本发明属于复杂系统可靠性预计，特别涉及一种基于蒙特卡洛打靶仿真的复杂系统可靠性预计方法。

背景技术：

1、与以往“长期贮存、一次使用”复杂系统相比，新型“长期值班、一次使用”复杂系统加电工作时间更长、环境更为复杂严酷、使用响应时间更短、可靠性要求更高。为保证系统随时可用，从系统、分系统、单元设计上均会采取热备、温备、冷备等冗余措施，从而形成前所未有的多级冗余复杂系统。如何构建多级冗余复杂系统可靠性模型，准确预计其可靠性水平，有效支撑系统设计方案设计和优化，成为新型复杂系统研制过程中遇到的一个难题。

2、目前，系统可靠性预计通常建立在构建系统可靠性模型(含可靠性框图及数学模型)的基础上，但新型多级冗余复杂系统规模大、组成多且拓扑关系复杂，加之多级冗余使系统功能判据确定困难，导致无法给出确切的可靠性数学模型，采用传统方法难以开展可靠性预计。为适应此类复杂系统可靠性预计工作需求，需要发展一种可以有效预计复杂系统可靠性水平的新方法。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中的不足，本发明人进行了锐意研究，提供了一种基于蒙特卡洛打靶仿真的复杂系统可靠性预计方法，采用蒙特卡洛打靶法，建立复杂系统组成单元间的连接关系，在已知单元状态的前提下给出系统功能实现的判据，并进一步依据单元可靠性预计结果实现复杂系统的可靠性预计，解决复杂系统无法给出确切的可靠性数学模型进而难以开展可靠性预计问题。

2、本发明提供的技术方案如下：

3、第一方面，一种基于蒙特卡洛打靶仿真的复杂系统可靠性预计方法，包括：

4、确定复杂系统的组成单元，根据复杂系统组成单元间的连接关系以及复杂系统功能实现与组成单元的关系，建立复杂系统可靠性预计仿真模型；

5、对复杂系统的每个组成单元进行蒙特卡洛打靶仿真，获取各组成单元的功能实现性，再结合可靠性预计仿真模型获取复杂系统的功能实现性，以复杂系统功能实现性为正常时所占比例确定为复杂系统可靠性预计结果；

6、重复对复杂系统的每个组成单元进行蒙特卡洛打靶仿真，获得两组复杂系统可靠性预计结果；根据两组复杂系统可靠性预计结果，判断复杂系统可靠性预计结果精度是否满足给定的精度要求；

7、若复杂系统可靠性预计结果精度不满足给定的精度要求，增加打靶次数，重新进行两组蒙特卡洛打靶仿真，直至复杂系统可靠性预计结果精度满足给定的精度要求；若满足给定的精度要求，则输出可靠性预计结果。

8、第二方面，一种基于蒙特卡洛打靶仿真的复杂系统可靠性预计装置，包括：

9、第一模块，用于确定复杂系统的组成单元，根据复杂系统组成单元间的连接关系以及复杂系统功能实现与组成单元的关系，建立复杂系统可靠性预计仿真模型；

10、第二模块，用于对复杂系统的每个组成单元进行蒙特卡洛打靶仿真，获取各组成单元的功能实现性，再结合可靠性预计仿真模型获取复杂系统的功能实现性，以复杂系统功能实现性为正常时所占比例确定为复杂系统可靠性预计结果；重复对复杂系统的每个组成单元进行蒙特卡洛打靶仿真，获得两组复杂系统可靠性预计结果；

11、第三模块，用于根据两组复杂系统可靠性预计结果，判断复杂系统可靠性预计结果精度是否满足给定的精度要求；若复杂系统可靠性预计结果精度不满足给定的精度要求，增加打靶次数，调用第二模块重新进行两组蒙特卡洛打靶仿真，直至复杂系统可靠性预计结果精度满足给定的精度要求；若满足给定的精度要求，则输出可靠性预计结果。

12、第三方面，一种基于蒙特卡洛打靶仿真的复杂系统可靠性预计设备，包括：

13、一个或多个处理器；

14、存储装置，用于存储一个或多个程序，

15、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实施第一方面所述的基于蒙特卡洛打靶仿真的复杂系统可靠性预计方法。

16、第四方面，一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实施第一方面所述的基于蒙特卡洛打靶仿真的复杂系统可靠性预计方法。

17、第五方面，一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括：计算机程序(也可以称为代码，或指令)，当所述计算机程序被运行时，执行第一方面所述的基于蒙特卡洛打靶仿真的复杂系统可靠性预计方法。

18、根据本发明提供的一种基于蒙特卡洛打靶仿真的复杂系统可靠性预计方法，具有以下有益效果：

19、本发明提供的一种基于蒙特卡洛打靶仿真的复杂系统可靠性预计方法，采用蒙特卡洛打靶法，建立复杂系统组成单元间的连接关系，在已知单元状态的前提下给出系统功能实现的判据，并进一步依据单元可靠性预计结果实现复杂系统的可靠性预计，解决复杂系统无法给出确切的可靠性数学模型进而难以开展可靠性预计问题。

技术特征：

1.一种基于蒙特卡洛打靶仿真的复杂系统可靠性预计方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于蒙特卡洛打靶仿真的复杂系统可靠性预计方法，其特征在于，所述对复杂系统的每个组成单元进行蒙特卡洛打靶仿真，获取各组成单元的功能实现性，包括：

3.根据权利要求1所述的基于蒙特卡洛打靶仿真的复杂系统可靠性预计方法，其特征在于，所述重复对复杂系统的每个组成单元进行蒙特卡洛打靶仿真，包括：打靶次数与首次打靶次数相同。

4.根据权利要求1所述的基于蒙特卡洛打靶仿真的复杂系统可靠性预计方法，其特征在于，所述根据两组复杂系统可靠性预计结果，判断复杂系统可靠性预计结果精度是否满足给定的精度要求，包括：以两组复杂系统可靠性预计结果之差作为复杂系统可靠性预计结果精度。

5.根据权利要求1所述的基于蒙特卡洛打靶仿真的复杂系统可靠性预计方法，其特征在于，所述若满足给定的精度要求，则输出可靠性预计结果，包括：以两组复杂系统可靠性预计结果的均值，作为复杂系统可靠性预计的仿真输出结果。

6.一种基于蒙特卡洛打靶仿真的复杂系统可靠性预计装置，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的基于蒙特卡洛打靶仿真的复杂系统可靠性预计装置，其特征在于，所述对复杂系统的每个组成单元进行蒙特卡洛打靶仿真，获取各组成单元的功能实现性，包括：

8.根据权利要求6所述的基于蒙特卡洛打靶仿真的复杂系统可靠性预计装置，其特征在于，所述重复对复杂系统的每个组成单元进行蒙特卡洛打靶仿真，包括：打靶次数与首次打靶次数相同。

9.根据权利要求6所述的基于蒙特卡洛打靶仿真的复杂系统可靠性预计装置，其特征在于，所述根据两组复杂系统可靠性预计结果，判断复杂系统可靠性预计结果精度是否满足给定的精度要求，包括：以两组复杂系统可靠性预计结果之差作为复杂系统可靠性预计结果精度。

10.根据权利要求6所述的基于蒙特卡洛打靶仿真的复杂系统可靠性预计装置，其特征在于，所述若满足给定的精度要求，则输出可靠性预计结果，包括：以两组复杂系统可靠性预计结果的均值，作为复杂系统可靠性预计的仿真输出结果。

11.一种基于蒙特卡洛打靶仿真的复杂系统可靠性预计设备，其特征在于，包括：

12.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括：计算机程序，当所述计算机程序被运行时，执行权利要求1至5之一所述的基于蒙特卡洛打靶仿真的复杂系统可靠性预计方法。

技术总结本发明提供了一种基于蒙特卡洛打靶仿真的复杂系统可靠性预计方法，包括：根据复杂系统组成单元间的连接关系以及复杂系统功能实现与组成单元的关系，建立复杂系统可靠性预计仿真模型；对复杂系统的每个组成单元进行蒙特卡洛打靶仿真，再结合可靠性预计仿真模型获取复杂系统的功能实现性，以功能实现性为正常时所占比例确定为复杂系统可靠性预计结果；根据两组复杂系统可靠性预计结果，判断复杂系统可靠性预计结果精度是否满足给定的精度要求；若复杂系统可靠性预计结果精度不满足给定的精度要求，增加打靶次数，重新进行两组蒙特卡洛打靶仿真，直至复杂系统可靠性预计结果精度满足给定的精度要求；若满足给定的精度要求，则输出可靠性预计结果。技术研发人员：李明华,沈博,李文钊,尹子盟,张明,李国春,赵琳,褚亮,马一通,刘轻骑,尕永婧,宋乾强,赵如豪,崔铁铮,刘树仁,李彩霞,李艳霞受保护的技术使用者：北京宇航系统工程研究所技术研发日：技术公布日：2024/9/17