摘 要:本文介紹了基于Bradley-Terry模型建立的導線失效率計算方法,為確定導線在不同環(huán)境下的失效程度,使用David方法對專家評判結果進行篩選,得到導線的相對失效率,使用修正系數(shù),最終得到導線的實際失效率。
關鍵詞:失效率 導線 Bradley-Terry David 專家評判
中圖分類號:TB47 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2011)10(c)-0000-00
民用飛機設計過程中,按照適航當局的要求,應提交完整的關于飛機和系統(tǒng)的安全性分析報告,報告應包括導線可靠性數(shù)據(jù)的分析。由于國內缺乏民機設計的理論和實踐經驗,也缺乏可靠性基礎數(shù)據(jù)源,因此在實際民機項目中,可能會造成安全性分析報告中無法順利完成,因此,研究導線的可靠性數(shù)據(jù)計算方法意義重大。
1 導線可靠性數(shù)據(jù)模型
導線根據(jù)短路和開路兩種失效模式分別建立失效率模型。假設導線的壽命服從指數(shù)分布,并且兩種失效模式相互獨立。則導線的失效率為短路和開路兩種失效模式的失效率之和。
導線的概率密度函數(shù)如下所示:
(1)
其中i是指導線不同的失效模式,例如導線的短路失效、導線的開路失效。是指定失效模式所對應的相對失效率。
導線失效率與多個環(huán)境變量有關,是各種環(huán)境變量的函數(shù),采用X表示環(huán)境變量,根據(jù)比例風險模型,則失效率λ為這些環(huán)境變量的組合函數(shù),表示如下:
(2)
對上式取對數(shù)得:
(3)
因此,只要確定了此函數(shù)的所有指數(shù)系數(shù)β,則可計算出不同環(huán)境下,給定失效模式的導線相對失效率。
指數(shù)系數(shù)β的個數(shù)為n+1個,如果能夠提供一個至少由n+1個獨立方程構成的方程組,則能夠計算出所有的指數(shù)系數(shù)β的值。Bradley-Terry模型[1]是將專家定性經驗判斷轉化為定量結果的一種經典方法,根據(jù)此模型能夠提供多種失效環(huán)境下的相對失效率。同時根據(jù)專家對各環(huán)境變量嚴重程度的評判,得到各環(huán)境變量的對應幾何平均值Xi,由此即可得到一個至少由n+1個獨立方程構成的方程組。
2 篩選專家評判結果
Bradley-Terry模型的輸入是專家對比不同環(huán)境下失效程度的判斷結果,因此選擇合適的專家很重要。為避免選擇的專家對評判過程隨意性強或專家狀態(tài)不佳等情況,使用David[2]方法對專家評判結果進行篩選,確定專家評判結果的有效性和一致性。
(1)單個專家數(shù)據(jù)有效性的檢查
對專家選擇結果進行檢查的方法有多種。其中一種是分析每個專家的回答是通過正確的推理而得出,還是僅僅隨機給出答案,即數(shù)據(jù)有效性檢查。這可通過各專家比較結果中出現(xiàn)判斷循環(huán)的次數(shù)得出,判斷循環(huán)指的是如果專家判斷E1要嚴重于E2,E2嚴重于E3,E3嚴重于E1時,這就形成一個判斷循環(huán),該循環(huán)違反了傳遞原則。
專家們比較大量的事件時可能出現(xiàn)一些判斷循環(huán),可通過以下公式對循環(huán)個數(shù)進行計算:
(4)
當原假設為專家以隨機方式回答問題時,文獻[3] 針對