基于效用函数和模糊推理的失效模式风险评估

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失效模式及影响分析是一种应用极为广泛的可靠性分析方法和管理工具,而失效模式的风险评估是其关键内容。针对工业界广泛应用的第五版失效模式及影响分析标准没有体现客观存在的评估者风险偏好的影响、可能出现严重的风险结而使得评估者无法有效区分关键失效模式等不足,论文综合应用效用函数和模糊推理理论系统开展了如下失效模式的风险评估研究工作。论文首先对失效模式进行风险分析,采用风险矩阵方法从严重度、频度和探测度三个评估维度构建三维风险矩阵,并通过引入模糊集理论对风险因子进行定量计算,得到失效模式的风险因子等级;其次,根据所构建的三维风险矩阵,定义不同风险因子等级下的二维风险指数,进而建立基于指数效用函数的风险偏好差异模型,通过参数选择确定最终的三维风险矩阵等级分布,并分别采用风险矩阵色谱图和风险雷达图表征风险等级分布情况;三是,采用模糊逻辑推理系统对风险因子及其风险等级进行模糊化,并根据指数效用函数得到的风险等级类别分布建立模糊逻辑推理系统中的模糊规则,获得严重度、频度、探测度与风险等级之间的映射关系,通过重心解模糊器获得风险值;最后,将各个失效模式的风险因子等级结合风险矩阵等级分布情况确定最终的失效模式风险等级,并筛选出高风险等级的失效模式进行进一步区分。通过将风险因子的定量评价结果应用于模糊逻辑推理系统,最终获得各个失效模式的风险值,并对不同方法的评估结果进行对比分析,验证所给模型的有效性。论文研究结果表明,所提出的失效模式风险评估模型较传统风险顺序数评估模型和第五版失效模式及影响分析标准给出的措施优先级方法,能够更为精细和稳定地区分失效模式的风险程度,可有效指导企业更为科学地开展风险评估工作。
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