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基于改进FMECA和FTA的船用蒸汽轮机可靠性分析
| 论文题名： | 基于改进FMECA和FTA的船用蒸汽轮机可靠性分析 |
| 关键词： | 船用蒸汽轮机;零故障目标;可靠性分析;灰色关联度;贝叶斯网络;风险排序 |
| 摘要： | 船用蒸汽轮机是大型油轮卸油系统的主要组成部分，其特殊的工况要求和复杂的安装条件对系统的可靠性提出了很高的要求，因此，需在产品设计阶段开展船用蒸汽轮机系统可靠性研究，以提高系统可靠性，实现零故障的目标。然而，应用FMECA和FTA等传统系统可靠性分析方法实施船用蒸汽轮机可靠性分析时，由于方法或模型本身存在的不足，制约了这些可靠性分析方法在工程实际中的实施。因此，本文旨在对FMECA和FTA方法的不足之处进行研究和改进。本文的主要研究内容和成果如下： （1）研究了蒸汽轮机设计过程的可靠性分析工作框架，阐述了FMECA和FTA在可靠性分析中的作用，给出了FMECA和FTA的综合分析法； （2）针对传统FMECA方法仅依据RPN值来确定故障模式风险排序的局限性，研究了基于模糊理论和灰色关联理论的FMECA方法。应用模糊理论对各个故障模式的发生度O、严重度S、检测度D三参数进行赋值，综合考虑了多个专家的评估意见及其权重，使三参数赋值更加准确。应用灰色关联理论比较各故障模式的危害程度，解决了传统RPN法不能考虑三因素相对重要度、不能对相同RPN值的故障模式进行风险排序的问题，提高了故障模式风险排序的准确性； （3）针对传统FTA方法在处理故障状态多态性、描述故障事件逻辑关系、故障事件故障率难以获取等方面的局限性，研究了基于故障树和模糊贝叶斯网络的系统可靠性分析方法。将故障树模型转化为贝叶斯网络模型，应用贝叶斯网络的条件概率表处理故障事件逻辑关系的不确定性，并应用模糊理论处理故障多态性和故障率的模糊性，解决了传统故障树模型不能表达故障多态、不能描述故障逻辑关系的模糊性以及依赖故障事件故障率精确值的问题，扩展了FTA方法的适用范围。最后由贝叶斯方法推理得到计算故障树顶事件故障率、底事件模糊重要度等参数的方法。 （4）以船用蒸汽轮机为研究对象，应用改进的FMECA方法和FTA方法开展系统可靠性分析，给出了蒸汽轮机的改进建议措施及关键故障模式清单，计算了顶事件的发生概率、底事件重要度、系统失效率及模糊可靠度等参数，验证了上述方法的正确性及可行性。 |
| 作者： | 丁少洋 |
| 专业： | 工业工程 |
| 导师： | 邓超 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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