考虑共因失效的多态系统可靠性优化研究

"这篇论文由李春洋、陈循和易晓山撰写，发表于2010年，探讨了考虑共因失效的多态系统可靠性优化问题。研究重点在于建立一个优化模型，该模型旨在在确保系统可靠性的前提下，最小化系统费用。论文中，作者们使用通用生成函数法解决考虑共因失效的多态系统可靠度计算，并通过遗传算法处理优化模型的求解。通过比较考虑和不考虑共因失效的情况，强调在设计冗余配置时，单元的可靠度比冗余数量更为重要。" 在系统工程领域，共因失效是指多个系统组件由于相同或相关的原因同时失效，这可能导致系统的整体性能显著下降或完全失效。多态系统则是一种具有多种工作状态的复杂系统，其各个组件可以处于不同的工作模式或状态，这些状态可能影响系统的整体可靠性。 论文首先建立了一个基于市场可选组件的优化模型，这些组件具有不同的性能、可靠性和成本参数。优化的目标是在保持系统可靠度满足预设标准的同时，尽可能降低系统总成本。这种模型的提出有助于实际工程中在成本与可靠性之间找到平衡。 通用生成函数方法是一种在可靠性分析中广泛使用的工具，它能够有效地处理复杂的系统结构和多种失效模式，包括共因失效。在这种情况下，通用生成函数被用来计算考虑共因失效的多态系统的可靠度，从而提供系统性能的准确评估。 遗传算法是一种模拟自然选择和遗传机制的全局优化算法，适用于解决复杂的、多目标的优化问题。在本文中，遗传算法用于求解上述建立的优化模型，寻找最佳的组件组合和配置，以实现成本最小化。 通过比较分析，论文得出结论：在处理共因失效的多态系统可靠性冗余配置优化时，不应仅仅关注增加冗余组件的数量，而应更重视选择高可靠性的组件。这一发现对于系统设计者来说至关重要，因为选择高质量的组件可能比单纯增加冗余更有效，同时也能减少不必要的成本开支。 这篇论文提供了关于如何在考虑共因失效的条件下，优化多态系统可靠性和成本的理论框架和方法，对于系统设计和可靠性工程实践具有重要的指导意义。