外文翻译-工程故障分析

外 文 翻 译 班级： 09 机制 4 班 学号： 名 :刘晓冕 指导教师： 俞高红 教授 he of in on In of of a of An of to of In we to We of of of of on a a In of we of in to In is in to it is to be it of of 1. in of of As of we a ( of of is by of in of a is to be to at up to of or we to a of to By or of a be is in to of a of in of an in we of to a of so as to of to of of to be in on in 1 2. in an 2. . is a a of of of at of it as as a 35of a in is 2 of a of or as as in is an or to a of ML is an 6 a or at in of be to a to is In of by is a of of in of It is a to in of of to of of as of to of a to on of of a by of a be in 4. in be In be by in to be is a in of or of to of is a on of on of is we of by in of or as as in of in of be to of be by a an A or by or to or In a at in of It be to by in in or by a or to is to to do so or in a to it is to as a on or on of a of of be in a a do so by to 38. is of in to an a in a In of of as as on as or to an a is in is to of of on To we to An of of a be as of of be 39. of is to of of or is as on of or by of of as a of or in a an at is it to be to in in as in to is by to in in a of be by an of of of is if a it is of of in is to a is a of of is a a of it 7 we to to be a ), a 2), or an a 3). If is a is up 1” 2” 3(11)” , 3(21)” in is it is a of be a of to in of To on to to of to be is to is as a to of be a of to a to by of to to be to is to to a In in a to a of by to be 工程故障分析 摘要 像在交通运输业和制造业中，使用的基于计算机安全的系统的规模和复杂性，对工程故障分析带来了重大的挑战。在过去的十年中，这个任务主要由自动化来完成。有一种系统故障模型是从系统的拓扑结构和本地使用过程中的组成构件来预测故障的模式。另一种方法是采用自动检查状态的模型来研究失效的影响，并验证系统的安全性能。在本文中，我们将讨论俩种方法失效分析。然后，我们专注于分级研究危险的起源和传播（ 一个更先进的构图方法 故障树，其功能可以自动合成，组合失效模式后果分析，可靠性和成本，系统 通过自动模式 通过简化船舶发动机的燃油系统来证明 据这个例子，我们讨论了与其他国家先进技术相比较，这种方法的优势和局限性。特别是由于 以归结出系统故障的原因，并且不容易发生组合爆炸，更容易的进行迭代。出于这个原因，它成为对故障和优化设计进行评估的启发式算法。 1、 介绍 现代工程系统的日益复杂对以规则为基础的设计，经典的安全性和可靠性分析技术的实用性提出了挑战。随着新技术的引入和复杂的故障模式，经 典的系统分析变得越来越困难并且错误百出。我们已经开发出一种计算机工具，称为 层分析危险来源），用于简化工程设计和分析过程。这个工具的核心在于自动分析故障树，以及重复分析系统模式内部的失效单元的 析是自动的，只需要初始的组件故障数据，因此，减少了手工安全检查，在相同的时间内，可扩展的底层算法可以相对快速的分析复杂的系统，也可以进行碎片式的故障分析。最近，我们通过选择和复制的组件和替代子系统架构，来解决一个优化设计问题：可靠性和成本优化。 化到以小成本获得高的可能性的新设计。通过选择不同的组件实现不同的可靠性和成本特征，或用子系统替代架构，具有更强大的功能，可以解决许多方案，从大的空间探索到快速评估。我们希望在 算机辅助设计和建模工具能够结合使用，用于进行高度自动化和简化集成的安全性和可靠性分析并且改进设计过程。反过来，我们希望解决更广泛的问题，研究如何让安全更加可控，以便及早发现潜在的危险并给出预防措施。这种方法和工具在海上工业等领域被证明是适用的。本文概述了这些安全性分析和先进的可靠性优化技术及其应用和高度自动化的工 程过程。 2、 安全性分析 一组描述了这些组件如何产生故障的内部故障模式的本地组件故障数据输入，然后整合生成令整个系统产生故障的故障树。通过这些故障树。可以生成定性和定量的结果以及多种失效模式 建模阶段：系统建模和故障注解。 合成阶段：故障树合成。 分析阶段：故障树分析和 第一阶段主要是手动进行，其他阶段是完全自动的。图 2所示是一阶段 系统建 模和故障注解 包括开发一个模型系统（包括液压，电气或电子，机械系统以及概念方框图和数据流图），然后对该模型的组件故障数据进行编序。此阶段的进行需要外部建模工具与 括 于 别是者集完全集成的接口与 的优点是无论现存的系统模型或是模型设计到什么程度，它都可以用来做安全性分析，而不用专门为安全 性分析去建模。第二阶段是在故障树合成过程当中的。在这个阶段，通过与模型相结合， 此，由网络和故障树之间的定义关系，得出系统输出失败的根源在于单个组件的故障模式。这是一个演绎的过程，追溯到系统的输出从而决定是哪种因素导致系统的失败，并能找到涉及什么样的逻辑组合。这些故障树分析和生成 先将故障树最小化以获得最小割集的故障，然后呈现出任何给定的系统的最小可能的组合，这些作为定量分析的基础（以确定系统发生故障的概率）和将系统 的的个别故障与系统的其余故障直接联系起来的 3、 靠性及成本。实际上，这个分析软件通常预测出的特定需求不能与现存的设计相符，这就导致要随着设计的改变而改变。经常与设 计要求的安全系数和可靠性不符。这种系统的设计者通常要在有限的成本内达到一定的安全系数和可靠性。设计是一个创造性的工作，依赖于有较强能力的设计团队，并从早期的成功项目中吸取经验教训。但是，我们相信，进一步的自动化可协助迭代设计的过程，帮助选择替代的组件或子系统架构，以最小的成本确保该系统最终的安全性和可靠性要求。为了获得较高的可靠性和安全性，通常可以使用一个更可靠的组分，通过子系统替代的设计（例如： A 主 /备用体系结构），或者通过复制的组件或子系统实现冗余，来确保部件或子系统失效时功能仍然保持。可是，在一个经 典的系统设计中，在系统的不同区域在不同的设计层次，会有许多种替代和复制品的选择。这是可能的，比如使俩个传感器或是三个驱动器达到相同的可靠性，可以通过单一控制器的复制或是子系统的控制等方案来解决。然而，不同的方案会导致不同的成本，我们的目标不仅要满足安全的预期还要考虑到成本的限制，所以最大的可靠性和尽可能小的成本设计才是最佳的方案。因为复制和替代的选择是一个异常繁重的工作，单靠设计师几乎不能系统地解决这个问题，这样一来，就必须依靠直觉来评价几个不同的设计方案。这意味着许多有潜在优势的其他选择往往被忽视。因此在 这个过程中自动化是非常有必要的，在评估潜在的特定选择方案时比设计师手动评估更快。 过遗传学算法，使在初始设计中不满足设计要求的组成和组分，以最小的成本和最大的可靠性，“进化”到预期的设计要求。在遗传学进化过程中，通过用户定义实现的组件和子系统来实现人口的候选设计，这也是标准复制的方法。这些方法被广泛使用，如多数表决产生的模块化冗余等等。对于用遗传算法选择最佳设计方案，这个选择过程可以被应用到优胜劣汰的生存设计和传递给下一代的基因候选设计。每个设计 的适用性依赖于其成本和可靠性。因此，为了计算适用性，必须计算这个俩个方面。一个系统的成本意味着每个组分的成本的总和（如果要更精确的计算系统的成本，生命周期成本也应该考虑进去，例如生产、组装和维护成本等）。虽然计算成本比较容易实现自动化，但是进行自动化的安全和可靠性评价是比较困难的，传统的方法是依赖于人工建立的可靠性模型（如故障树，可靠性框图或是 相比之下， 此可以更好的评估可靠性（或安全性）。这种通过遗传学算法来实现最低成本和最高安全性是一个选择 的过程。遗传算法可以解决在人口中选出个人团体代表的问题，因为遗传编码可以交叉或变异，可以来做候选设计。通常，这是通过分配编码串中不同位置的不同替代来实现的，例如，一个由三个部分组成的系统，可能由一种三位数的可编码字符串来表示，每一个值代表一种可能实现的组件。面对一个固定的模型，这些看上去足够了，但是很不灵活，不能轻松处理子系统、可更换子架构和复制组件，因为这需要改变 以通过编码树来解决，这是一个层次结构而不是线性编码，可以更准确的表示系统模型的层次结构。编码串中的的每一个元素 不仅仅是不同功能指代的数值，还是其他编码树的本身。图 7显示了这些不同的可能性：我们可能希望元素 可靠性构件（ 1），成本高、可靠性高的构件（ 2），或者一个新的子系统、一个主 /备用结构（ 3）。如果第三个执行被选择时，则使用一个可能包含更多值的新的子编码组件，使之形成一个新的子系统或是主 /备用系统。因此编码 1表示第一次执行的选择，编码 2表示第二个被选中， 3是指第三个被选择（子系统），俩