基于歷史信息的固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)健康狀態(tài)評(píng)估方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于歷史信息的固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)健康狀態(tài)評(píng)估方法，具體為：劃分固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)健康狀態(tài)等級(jí)；歷史信息指標(biāo)及權(quán)重；專家歷史信息指標(biāo)進(jìn)行打分；確定白化權(quán)函數(shù)；計(jì)算聚類對(duì)象屬于k灰度的決策系數(shù)，確定健康狀態(tài)。
【專利說(shuō)明】
基于歷史信息的固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)健康狀態(tài)評(píng)估方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于歷史信息的固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)健康狀態(tài)評(píng)估方法，屬于健康狀 態(tài)評(píng)估技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 歷史信息主要包括固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的自身信息（出廠時(shí)間、理論壽命等）、發(fā)生故 障的歷史記錄、維修記錄、同類設(shè)備發(fā)生故障情況、貯存時(shí)間以及所經(jīng)歷的任務(wù)剖面等。由 于固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)具有"長(zhǎng)期貯存、一次使用"的特點(diǎn)，在其整個(gè)壽命周期內(nèi)要反復(fù)經(jīng)歷運(yùn) 輸、貯存、測(cè)試等不同的任務(wù)剖面，對(duì)健康狀況產(chǎn)生一定影響，同時(shí)隨著貯存時(shí)間的增加，固 體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)設(shè)備(部件)開(kāi)始劣化，如彈性材料、電子元器件的老化等導(dǎo)致故障率的 增高。同類發(fā)動(dòng)機(jī)可能發(fā)生相同的故障，也可能發(fā)生不同的故障，即使故障維修消除后，也 可能故障再次發(fā)生，因此各個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的同類故障、歷史故障的統(tǒng)計(jì)也有助于同類發(fā)動(dòng)機(jī)的 健康狀態(tài)評(píng)估。因此，發(fā)明一種可以有效、定量、客觀科學(xué)的基于歷史信息的固體火箭發(fā)動(dòng) 機(jī)健康狀態(tài)評(píng)估方法十分必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種基于歷史信息的的固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)健 康狀態(tài)評(píng)估方法，通過(guò)對(duì)歷史信息指標(biāo)進(jìn)行專家打分，利用歷史信息指標(biāo)權(quán)重和白化權(quán)函 數(shù)值計(jì)算固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)處于不同健康狀態(tài)等級(jí)的隸屬度，實(shí)現(xiàn)了固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)健康狀 態(tài)的評(píng)估，有利于實(shí)現(xiàn)了武器裝備向預(yù)計(jì)性維修的轉(zhuǎn)變，具體評(píng)估步驟如下：
[0004] 1.健康狀態(tài)等級(jí)劃分:為了更好的描述固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的健康狀態(tài)，從健康管理 的角度出發(fā)，將固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)健康狀態(tài)分為5個(gè)等級(jí)，分別為：良好、正常、注意、惡化和病 ??τ 〇
[0005] 2.歷史信息指標(biāo)及權(quán)重:歷史信息指標(biāo)包括任務(wù)剖面、於存時(shí)間、同類故障、歷史 故障4個(gè)指標(biāo)，各個(gè)指標(biāo)權(quán)重采用專家打分，打分表如表1所示。根據(jù)專家打分情況基于可拓 層次分析法對(duì)各級(jí)評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重分析，得到各級(jí)評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重lb (j = 1，2，…m)。
[0006] 表1專家打分表
[0008] 3.歷史信息指標(biāo)專家打分。專家根據(jù)歷史記錄對(duì)各評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行評(píng)分，分值為0- 100。0-20分為"病態(tài)"，21-40分為"惡化"，41-60分為"注意"，61-80分為"正常"，81-100分為 "良好"。
[0009] 4.確定白化權(quán)函數(shù)。其中健康狀態(tài)等級(jí)中"良好"采用下限測(cè)度白化權(quán)函數(shù)式（1)， "正常"采用典型白化權(quán)函數(shù)式⑵，"注意"采用適中測(cè)度白化權(quán)函數(shù)式(3)，"惡化"采用典 型白化權(quán)函數(shù)式(4)，"病態(tài)"采用上限測(cè)度白化權(quán)函數(shù)式(5)。
[0015] 式中：./，(Λ-χυ,2,3,4.5)分別表示"良好"、"正常"、"注意"、"惡化"和"病態(tài)"的白 化權(quán)函數(shù)，X為專家打分分值。。
[0016] 5.將專家對(duì)于不同歷史信息的打分分值利用公式（1) 一 (5)計(jì)算得到處于不同健 康狀態(tài)的白化權(quán)函數(shù)值/,; = 和基于可拓層次分析法對(duì)各級(jí)評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行權(quán) 重分析的結(jié)果r^(j = l，2,…m)代入公式(6)中計(jì)算聚類對(duì)象i屬于k灰度的決策系數(shù)，確定 健康狀態(tài)。
[0018]式中：白化權(quán)函數(shù)./以_) (./ = U 2,…= 1,2,…為j指標(biāo)k子類白化權(quán)函數(shù)，nj (j =1，2，…m)為j指標(biāo)的綜合權(quán)重，
[0019] 本發(fā)明提出的方法能夠考慮評(píng)估過(guò)程中的歷史信息的不確定性，并給出未知信息 的信任度，實(shí)現(xiàn)以定性定量的方式地實(shí)時(shí)評(píng)估固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)健康狀態(tài)。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1基于歷史信息的固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)健康狀態(tài)評(píng)估方法流程。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 本下面舉實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0022] 如圖1所示，基于歷史信息的固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)健康狀態(tài)評(píng)估方法流程如下：
[0023] 1.健康狀態(tài)等級(jí)劃分
[0024] 為了更好的描述固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的健康狀態(tài)，將固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)健康狀態(tài)分為5 個(gè)等級(jí)，分別為：良好、正常、注意、惡化和病態(tài)。
[0025] 2.歷史信息指標(biāo)及權(quán)重
[0026]固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的歷史信息為:貯存時(shí)間為180天，經(jīng)歷鐵路運(yùn)輸2500km，公路運(yùn) 輸200km，同類故障0次，歷史故障0次。根據(jù)專家對(duì)任務(wù)剖面、貯存時(shí)間、同類故障、歷史故障 4個(gè)歷史信息指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行打分，得到歷史信息指標(biāo)的綜合可拓判斷矩陣，如表1所示。 [0027]表1綜合可拓判斷矩陣
[0029] 根據(jù)表1基于可拓層次分析法可以得到：歷史信息各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重分別為任務(wù)剖 面ηι = 〇 .4106,貯存時(shí)間η2 = 〇· 2609,同類故障 η3 = 〇·1938,歷史故障 η4=〇·1347。
[0030] 3.歷史信息指標(biāo)專家打分
[0031] 選取7名專家，分別根據(jù)歷史信息記錄對(duì)各個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)分。7名專家的評(píng)分權(quán)重 相同，對(duì)7名專家的評(píng)分取其平均值得到各個(gè)項(xiàng)目的分?jǐn)?shù)分別為:任務(wù)剖面76.38分、貯存時(shí) 間65.33分、同類故障100分、歷史故障100分。
[0032] 4.確定白化權(quán)函數(shù)。
[0033]健康狀態(tài)等級(jí)中"良好"采用下限測(cè)度白化權(quán)函數(shù)式（1)，"正常"采用典型白化權(quán) 函數(shù)式(2)，"注意"采用適中測(cè)度白化權(quán)函數(shù)式(3)，"惡化"采用典型白化權(quán)函數(shù)式(4)，"病 態(tài)"采用上限測(cè)度白化權(quán)函數(shù)式(5)。

[0039] 式中.//(x)(h 1,2,3,4,5)分別表示"良好"、"正常"、"注意"、"惡化"和"病態(tài)"的白 化權(quán)函數(shù)。
[0040] 5.計(jì)算聚類對(duì)象屬于k灰度的決策系數(shù)，確定健康狀態(tài)。
[0041] 將專家打分分值X和歷史信息指標(biāo)權(quán)重ru(j = l，2,…m)分別代入公式（1)_(6)，計(jì) 算聚類對(duì)象屬于k灰度的決策系數(shù)。

[0047] 因此隸屬度向量為(0.0432,0.8404,0.1164,0,0)，即固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)基于歷史信 息健康狀態(tài)評(píng)估結(jié)果為"正常"狀態(tài)的概率為84.04%。
[0048] 因此，采取本實(shí)施例提供的基于歷史信息的的固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)健康狀態(tài)評(píng)估方 法，通過(guò)對(duì)歷史信息指標(biāo)進(jìn)行專家打分，利用歷史信息指標(biāo)權(quán)重和白化權(quán)函數(shù)值計(jì)算固體 火箭發(fā)動(dòng)機(jī)處于不同健康狀態(tài)等級(jí)的決策系數(shù)，實(shí)現(xiàn)了固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)健康狀態(tài)的評(píng)估。
[0049] 綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。 凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、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)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于歷史信息的固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)健康狀態(tài)評(píng)估方法，其特征在于包含以下步 驟： 步驟一:健康狀態(tài)等級(jí)劃分； 步驟二:確定歷史信息指標(biāo)及權(quán)重； 步驟三:歷史信息指標(biāo)專家打分； 步驟四：確定白化權(quán)函數(shù)； 步驟五:計(jì)算聚類對(duì)象屬于k灰度的決策系數(shù)，確定健康狀態(tài)。2. 如權(quán)利要求1所述的基于歷史信息的固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)健康狀態(tài)評(píng)估方法，其特征在 于，步驟一所述的固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)健康狀態(tài)分為5個(gè)等級(jí)，分別為：良好、正常、注意、惡化和 病態(tài)。3. 如權(quán)利要求1所述的基于歷史信息的固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)健康狀態(tài)評(píng)估方法，其特征在 于步驟二中所述的歷史信息指標(biāo)包括任務(wù)剖面、貯存時(shí)間、同類故障、歷史故障4個(gè)指標(biāo)，各 個(gè)指標(biāo)權(quán)重采用專家打分，根據(jù)專家打分情況基于可拓層次分析法對(duì)各級(jí)評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行權(quán) 重分析，得到各級(jí)評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重(j = 1，2，…m)。4. 如權(quán)利要求1所述的基于歷史信息的固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)健康狀態(tài)評(píng)估方法，其特征在 于步驟三所述的歷史信息指標(biāo)采用專家打分，專家根據(jù)歷史記錄對(duì)各評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行評(píng)分， 分值為0-100;0-20分為"病態(tài)"，21-40分為"惡化"，41-60分為"注意"，61-80分為"正常"， 81-100分為"良好"。5. 如權(quán)利要求1所述的基于歷史信息的固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)健康狀態(tài)評(píng)估方法，其特征在 于步驟四所述的白化權(quán)函數(shù)為:健康狀態(tài)等級(jí)中"良好"采用下限測(cè)度白化權(quán)函數(shù)#，"正 常"采用典型白化權(quán)函數(shù)人 2，"注意"采用適中測(cè)度白化權(quán)函數(shù)//，"惡化"采用典型白化權(quán)函 數(shù)/；，"病態(tài)"采用上限測(cè)度白化權(quán)函數(shù)/, 5:式中，=.1,2,3,4,5)分別表示"良好"、"正常"、"注意"、"惡化"和"病態(tài)"的白化 權(quán)函數(shù)，X為專家打分分值。6.如權(quán)利要求1所述的基于歷史信息的固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)健康狀態(tài)評(píng)估方法，其特征在 于步驟五所述的決策系數(shù)計(jì)算方法為，根據(jù)步驟四所述的白化權(quán)函數(shù)根據(jù)專家打分值X計(jì) 算得到的處于不同健康狀態(tài)的白化權(quán)函數(shù)值//=i,2,3,4,5)和基于可拓層次分析法對(duì) 各級(jí)評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重分析的結(jié)果r^(j = l，2,…m)代入以下公式中計(jì)算聚類對(duì)象i屬于k 灰度的決策系數(shù)，確定健康狀態(tài)：式中，白化權(quán)函數(shù)_/f〇)(/ = U，…W彳= 1,2,···，妁為j指標(biāo)k子類白化權(quán)函數(shù)，rb(j = l， m 2，···πι)為j指標(biāo)的綜合權(quán)重，且Σ% =1。 Μ
【文檔編號(hào)】G06Q10/06GK105868890SQ201610173626
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年3月24日
【發(fā)明人】趙汝巖, 于亮, 王麗婷, 周源
【申請(qǐng)人】中國(guó)人民解放軍海軍航空工程學(xué)院