基于C-F模型轮斗连续工艺系统可靠性评估方法及系统

摘要

本发明公开了一种基于C‑F模型轮斗连续工艺系统可靠性评估方法及系统，该方法包括根据轮斗连续工艺系统组成及相互关系，确定影响轮斗连续工艺系统可靠性的系统本身故障可量化因素及外部影响不可量化因素；构建轮斗连续工艺系统可靠性评价体系，轮斗连续工艺系统可靠性评价体系各评价指标作为证据；将各项证据根据可量化或不可量化类别进行赋值；根据各证据对结论成立的影响程度，为各证据赋予权重；根据C‑F方法，结合证据的赋值及权重计算结果，进行证据的合成与传递，得到轮斗连续工艺系统的可靠度。本发明将外部影响因素纳入评价范围，且进行了量化处理，进一步保证可靠性计算准确性，为提升系统能力指明方向。

说明书

技术领域

本发明涉及系统可靠性评估技术领域，具体涉及基于C-F模型轮斗连续工艺系统可靠性评估方法及系统。

背景技术

现有露天煤矿轮斗连续工艺系统具有生产效率高、成本低、能耗低、绿色环保等优势，其自动化程度高，可实现智能化控制的特点符合矿山智能化的发展方向。

由于轮斗连续工艺系统设备组成复杂，使用工况多变，且存在地质、气候和管理等较多不确定性影响因素，所以对其进行可靠性分析具有一定的工程实用价值，也存在一定难度。

目前针对露天矿半连续系统的可靠性研究较多，连续工艺研究较少。轮斗连续工艺系统可靠性计算方面，不同研究者采用系统费用最小法和故障树方法等分析了整套系统设备本身的可靠性，并采用可靠性数据的收集与分析技术，计算了各台设备的可靠性指标。各项研究主要集中于整套设备或单一设备，没有将系统本身与外部环境等因素相结合进行整体考虑。轮斗连续工艺现实应用中多会遇见外部环境、地质及人为因素影响引起的系统能力降低的问题，且这些因素具有不确定性。

有鉴于此，亟需提供一种考虑不确定性因素对轮斗连续工艺系统的可靠性的影响的轮斗连续工艺系统可靠评估方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供了一种基于C-F模型轮斗连续工艺系统可靠性评估方法，包括以下步骤：

根据轮斗连续工艺系统组成及相互关系，确定影响轮斗连续工艺系统可靠性的系统本身故障可量化因素及外部影响不可量化因素；根据系统本身故障可量化因素及外部影响不可量化因素构建轮斗连续工艺系统可靠性评价体系，轮斗连续工艺系统可靠性评价体系各评价指标作为证据；将各项证据根据可量化或不可量化类别进行赋值；根据各证据对结论成立的影响程度，为各证据赋予权重；根据C-F方法，结合证据的赋值及权重计算结果，进行证据的合成与传递，得到轮斗连续工艺系统的可靠度。

在上述方法中，所述根据轮斗连续工艺系统组成及相互关系，确定影响轮斗连续工艺系统可靠性的系统本身故障可量化因素及外部影响不可量化因素包括：

将轮斗连续工艺系统分为采剥子系统、胶带运输子系统和排弃子系统；

采剥子系统影响因素：极端天气、采剥物料硬度、采剥物料含水率、采剥子系统机械故障、采剥子系统电气故障、采剥子系统液压系统故障与司机等人员操作；

胶带运输子系统影响因素：运输物料含水率、胶带运输子系统机械故障、胶带运输子系统电气故障与机道变形；

排弃子系统影响因素：排弃物料含水率、排弃子系统机械故障与排弃子系统电气故障；

系统本身故障可量化因素包括：采剥子系统机械故障、采剥子系统电气故障、采剥子系统液压系统故障、胶带运输子系统机械故障、胶带运输子系统电气故障、机道变形、排弃子系统机械故障与排弃子系统电气故障；

外部影响不可量化因素包括：极端天气、采剥物料硬度、采剥物料含水率、司机等人员操作、运输物料含水率与排弃物料含水率。

在上述方法中，所述轮斗连续工艺系统可靠性评价体系包括：

一级证据CF(h

二级证据分别为：极端天气e

在上述方法中，对于可量化的证据，通过统计分析计算法进行量化；对于不可量化的模糊性证据，采用专家打分方法进行模糊评价。

在上述方法中，所述对不同证据赋予权重可采用专家咨询法、层次分析法或熵权法进行赋予权重。

在上述方法中，所述证据的合成与传递通过下式计算：

CF(h

本发明还提供了一种基于C-F模型轮斗连续工艺系统可靠性评估系统，包括系统影响因素输入单元：用于根据轮斗连续工艺系统组成及相互关系，输入影响轮斗连续工艺系统可靠性的系统本身故障影响因素及外部影响因素，并确定系统本身故障可量化因素及外部影响不可量化因素；

系统可靠性评价体系构建单元：用于根据系统本身故障可量化因素及外部影响不可量化因素构建轮斗连续工艺系统可靠性评价体系；

证据赋值单元：用于根据系统可靠性评价体系构建单元各影响因素可量化和不可量化的区分结果，对各项证据进行赋值；

证据权重确定单元：用于根据各证据对结论成立的影响程度，确定各证据权重；

系统可靠度计算单元：用于根据C-F方法，结合证据赋值单元与证据权重确定单元对个证据的赋值及权重计算结果，进行证据的合成与传递，得到轮斗连续工艺系统的可靠度。

本发明还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任一项所述基于C-F模型轮斗连续工艺系统可靠性评估方法。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述基于C-F模型轮斗连续工艺系统可靠性评估方法。

本发明通过分析轮斗连续工艺系统组成结构，按照生产环节对系统进行划分，并进行可靠性影响因素分析，以此建立轮斗连续工艺系统可靠性评价体系，该体系包含了影响可靠性的各项因素，并能区分可量化与不可量化因素，并对评价体系各级别证据进行赋值，根据C-F方法基本原理，进行证据的合成与传递，最终确定系统的可靠度，本发明将外部影响因素纳入评价范围，且进行了量化处理，进一步保证可靠性计算准确性，为提升系统能力指明方向。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的方法流程示意图；

图2为本发明提供的轮斗连续工艺系统可靠性评价体系结构示意图；

图3为本发明提供的系统结构示意图；

图4为本发明提供的计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语"安装"、"相连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合具体实施方式和说明书附图对本发明做出详细的说明。

如图1所示，本发明提供了一种基于C-F模型轮斗连续工艺系统可靠性评估方法，包括以下步骤：

S1、根据轮斗连续工艺系统组成及相互关系，确定影响轮斗连续工艺系统可靠性的系统本身故障可量化因素及外部影响不可量化因素；具体如下：

本实施例中，根据轮斗连续工艺系统组成及相互关系，以生产环节将轮斗连续工艺系统分为三个串联的子系统，分别为采剥子系统、胶带运输子系统和排弃子系统。

各子系统下包括以下影响因素：

采剥子系统影响因素：极端天气、采剥物料硬度、采剥物料含水率、采剥子系统机械故障、采剥子系统电气故障、采剥子系统液压系统故障与司机等人员操作等；

胶带运输子系统影响因素：运输物料含水率、胶带运输子系统机械故障、胶带运输子系统电气故障与机道变形等；

排弃子系统影响因素：排弃物料含水率、排弃子系统机械故障与排弃子系统电气故障等。

上述影响因素中，分别进行系统本身故障可量化因素及外部影响不可量化因素的分析。其中，

系统本身故障可量化因素包括：采剥子系统机械故障、采剥子系统电气故障、采剥子系统液压系统故障、胶带运输子系统机械故障、胶带运输子系统电气故障、机道变形、排弃子系统机械故障与排弃子系统电气故障；

外部影响不可量化因素包括：极端天气、采剥物料硬度、采剥物料含水率、司机等人员操作、运输物料含水率与排弃物料含水率等因素。

S2、根据系统本身故障可量化因素及外部影响不可量化因素构建轮斗连续工艺系统可靠性评价体系，轮斗连续工艺系统可靠性评价体系各评价指标作为证据。

本实施例中，如图2所示，评价体系包括3个一级证据CF(h

14个二级证据分别为：极端天气e

运输物料含水率e

排弃物料含水率e

S3、将各项证据根据可量化或不可量化类别进行赋值。

本实施例中，由于包括可量化与不可量化类别的影响因素，因此，对于上述各项证据的赋值采用统计分析计算法与专家打分方法相结合的方式进行，即对于可量化的证据，收集轮斗连续系统本身故障间隔时间等相关生产数据，进行统计分析计算各项影响因素故障率，实现准确量化；对于不可量化的模糊性证据，采用专家打分方法进行模糊评价。

对轮斗连续工艺系统可靠性产生影响的不确定性因素进行量化处理，使其参与到系统可靠性的计算中，形成将系统本身与外部影响不可量化因素相结合的新的可靠性计算模式。

S4、根据各证据对结论成立的影响程度，确定各证据权重。

本实施例，考虑到轮斗连续工艺系统工程实际，各项因素对系统可靠性影响程度的差异，引入权重概念进行区分处理，标记各证据对结论成立的影响程度，降低人为影响度，提高计算精确度。

本实施例对不同证据赋予权重可采用专家咨询法、层次分析法或熵权法等常用赋值方法进行赋予权重；

本实施例，可信度采用CF(h，e)表示，取值范围可取[-1,1]；e为前提条件(即证据)，h为结论，表示为e条件下对h的影响程度，P(h

S5、根据C-F方法，结合证据的赋值及权重计算结果，进行证据的合成与传递，得到轮斗连续工艺系统的可靠度，并根据计算结果分析系统薄弱环节，改进系统结构。

本实施例，证据的合成与传递通过下式计算：

CF(h

本实施例方法根据轮斗连续工艺系统逻辑结构及组成，按照生产环节对系统进行划分，并据其分别进行系统可靠性影响因素分析，以可否量化进行分类处理，进而建立适用于C-F模型的轮斗连续工艺系统可靠性评价体系，采用统计分析计算与专家打分方法相结合对各级证据因素进行赋值，考虑不同因素影响差异，对各项证据赋予权重，根据C-F方法的计算原理，结合各级证据的赋值及权重计算结果，经过证据的合成与传递，最终得出轮斗连续工艺系统的可靠度。本方法通过将不确定性影响因素进行量化处理，并与系统本身故障可量化因素相结合进行轮斗连续工艺系统可靠性的计算，最终使可靠性计算结果更加准确；同时根据最后得到的轮斗连续工艺系统的可靠度，用于分析系统薄弱环节，为改进系统结构，提高其可靠性提供依据。

如图3所示，本发明还提供了一种基于C-F模型轮斗连续工艺系统可靠性评估系统，包括，

系统影响因素输入单元：用于根据轮斗连续工艺系统组成及相互关系，输入影响轮斗连续工艺系统可靠性的系统本身故障影响因素及外部影响因素，并确定系统本身故障可量化因素及外部影响不可量化因素。

系统影响因素输入单元包括影响因素输入模块与影响因素区分模块。

影响因素输入模块：用于输入影响轮斗连续工艺系统可靠性的系统本身故障影响因素及外部影响因素；具体如下，

本实施例中，根据轮斗连续工艺系统组成及相互关系，以生产环节将轮斗连续工艺系统分为三个串联的子系统，分别为采剥子系统、胶带运输子系统和排弃子系统。

各子系统下包括以下影响因素：

采剥子系统影响因素：极端天气、采剥物料硬度、采剥物料含水率、采剥子系统机械故障、采剥子系统电气故障、采剥子系统液压系统故障与司机等人员操作等；

胶带运输子系统影响因素：运输物料含水率、胶带运输子系统机械故障、胶带运输子系统电气故障与机道变形等；

排弃子系统影响因素：排弃物料含水率、排弃子系统机械故障与排弃子系统电气故障等。

影响因素区分模块：用于确定影响轮斗连续工艺系统本身故障可量化因素及外部影响不可量化因素；其中，

系统本身故障可量化因素包括：采剥子系统机械故障、采剥子系统电气故障、液压系统故障、胶带运输子系统机械故障、胶带运输子系统电气故障、机道变形、排弃子系统机械故障与排弃子系统电气故障；

外部影响不可量化因素包括极端天气、采剥物料硬度、采剥物料含水率、司机等人员操作、运输物料含水率与排弃物料含水率。

系统可靠性评价体系构建单元：用于根据系统本身故障可量化因素及外部影响不可量化因素构建轮斗连续工艺系统可靠性评价体系；

轮斗连续工艺系统可靠性评价体系各评价指标作为证据。

本实施例中，评价体系包括3个一级证据CF(h

14个二级证据分别为：极端天气e

运输物料含水率e

排弃物料含水率e

证据赋值单元：用于根据系统可靠性评价体系构建单元各影响因素可量化和不可量化的区分结果，对各项证据进行赋值。其中，

本实施例对各项证据进行赋值可通过采用统计分析计算与专家打分方法相结合的方式进行。

证据权重确定单元：用于根据各证据对结论成立的影响程度，确定各证据权重。

本实施例，对不同证据赋予权重可采用专家咨询法、层次分析法或熵权法等常用赋值方法进行赋予权重。

本实施例，可信度采用CF(h，e)表示，取值范围可取[-1,1]；e为前提条件(即证据)，h为结论，表示为e条件下对h的影响程度，其计算具体如下式：

系统可靠度计算单元：用于根据C-F方法，结合证据赋值单元与证据权重确定单元对个证据的赋值及权重计算结果，进行证据的合成与传递，得到轮斗连续工艺系统的可靠度，并根据计算结果分析系统薄弱环节，改进系统结构。

本实施例，证据的合成与传递通过下式计算：

CF(h

如图4所示，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中基于C-F模型轮斗连续工艺系统可靠性评估方法，或者计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中基于C-F模型轮斗连续工艺系统可靠性评估方法。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。