可能度理论在FMEA灵敏度分析中的应用

为解决传统失效模式与影响分析(FMEA)中风险顺序数(RPN)计算的模糊性和不确定性问题,避免其排序混乱,并始终能关注关键的故障模式,提出基于可能度理论的失效模式改进优先等级排序方法,并对FMEA的灵敏度进行分析。由于发生度、严重度及探测度3个属性的权重及其属性值直接影响排序结果,基于互换性理论中上下偏差的思想,求取可能度理论下属性权重的稳定区间;分别对传统RPN和可能度理论下的FMEA进行属性值敏感性分析,给出相应的算法,并得到各决策方法下属性值的稳定区间。以某柴油机变速器输出轴的FMEA为例,验证该方法的有效性。结果表明,该方法有助于确定零部件失效模式改进的优先顺序,可以增强排序结果的坚稳性。     

基于改进FMEA的地铁车辆转向架风险评估

为了加强地铁车辆转向架的安全管理,提出1种基于区间直觉模糊集和决策试验和评价实验室(DEMATEL)方法的改进故障模式和影响分析(FMEA)方法对其进行风险评估。采用可转化为区间直觉模糊数的语言变量表征专家对故障因果关系和风险因子的评估信息,构建评估信息一致性最大化模型并求得专家和风险因子权重信息;通过区间直觉模糊加权几何算子集结信息得到故障因果关系区间直觉模糊风险优先值;基于DEMATEL方法确定故障模式与故障致因风险顺序,并结合案例分析证实该方法的可行性和有效性。研究结果表明:轮对运行不稳和加油堵脱落分别为某市地铁公司车辆转向架系统风险排序最高的故障模式和故障致因。     

三角模糊随机MAGDM方法及其在FMEA中的应用

针对不同故障模式与影响分析(FMEA)中专家群决策的不确定性和主观性问题,提出混合概率分布下基于前景理论的三角模糊随机多属性群决策(TFRMAGDM)方法。首先,在前景理论框架下定义基于混合概率分布和三角模糊随机变量(TFRV)的期望-方差决策矩阵,建立基于决策群组意见一致性的专家属性权重极大熵模型。然后,结合期望-方差决策矩阵和属性权重模型,获取综合边际前景期望-方差矩阵,从而根据定义的序关系判别准则确定不同故障模式下风险优先次序排序。最后,将此方法应用于某照明设备的故障模式风险排序。结果表明,用TFRMAGDM方法能够量化分析具有模糊性和随机性的故障模式的风险,明确其优先次序。     

基于FMEA与ELECTRE-Ⅲ的CTCS-3风险评估研究

为提升中国列车运行控制系统-3(CTCS-3)的可靠性,建立一个种新的基于失效模式与影响分析(FMEA)与消去与转换法-Ⅲ(ELECTRE-Ⅲ)的风险评估模型。首先利用直觉模糊数(IFNs)刻画不确定评估信息,利用ELECTRE-Ⅲ构造不同潜在失效模式(PFMs)间的级别高于关系,进而将PFMs的风险水平排序;然后进行案例分析,并与传统FMEA方法、加权平均集结算子、多准则妥协解排序法(VIKOR)、逼近理想解排序法(TOPSIS)等方法对比。结果表明:基于FMEA与ELECTRE-Ⅲ的CTCS-3的安全评估模型的稳健性较强,并能有效克服指标间异质性的影响。     

地铁列车非正常停车FMEA风险评估

为解决地铁列车运营系统安全风险评估中较少考虑专家行为偏好和风险因子权重部分已知的问题,提出基于前景理论(PT)和失效模式及影响分析(FMEA)的风险评估方法,并分为4个步骤,即由专家团队基于经验和历史数据确定风险因子权重取值范围。采用逼近理想解法(TOPSIS)构建风险因子权重优化模型,利用PT将评价矩阵转化前景值矩阵,并应用偏好序结构排序法(PROMETHEE)进行失效模式风险排序。以某市地铁列车非正常停车风险评估为例,验证该方法的有效性和可行性。结果表明,地铁列车非正常停车失效模式风险排序前3位的是突发事件、异物入侵、人的干扰,这与实际情况相符。     

充填管道系统失效模式与影响分析(FMEA)及失效影响模糊评估

根据金川矿区充填管道系统的运行情况,结合充填实践经验,建立了充填管道系统的失效模式与影响分析法(FMEA)分析表,得出系统存在10种失效模式。针对FMEA分析表中失效影响存在较大模糊性而难以有效估计的特点,引入模糊评估方法来进行分析。通过该矿区充填管道系统各失效模式产生失效影响的模糊评估,得到不同失效模式对系统可靠性影响的排序结果。结果表明:该方法的评估结果与实际情况比较吻合;可以使分析定量化,有助于工程人员充分利用系统模糊信息;该方法也能用于其他系统失效模式影响的模糊评估。     

人因可靠性分析的加权CREAM模型

为有效预测开发阶段系统的可靠性,提高认知可靠性与失误分析方法(CREAM)分析的准确性,降低部分系统输入数据的主观性,利用区间值直觉模糊集(IVIFS)和网络分析法(ANP),在考虑共同绩效条件(CPC)间相关性的情况下,提出了一种定量计算CPC权重的优化方法,使可靠性分析更加符合实际环境.在算法中基于判断矩阵获得各CPC权重,克服了一致性检验的约束,并确定了加权的人因失效概率.最后将改进前后的方法应用在肺癌穿刺机器人手术系统的试验中.结果表明:改进后方法获得的权重的标准误差(SE)更低,与真实值更贴近,准确性更高,证明了其分析能力的优越性;改进后方法最终预测结果包含的信息更广,有效避免了对系统潜在故障的忽视.     

基于经济损失的失效排序及纠正方法

失效排序及纠正方法是可靠性研究的重要内容,针对传统失效模式和影响分析(FMEA)中风险优先数(RPN)排序方法的准确性差、灵敏度低以及RPN数值的离散性、重复性等缺陷,从减少主观因素干扰,提高优先数可信度的角度,建立一种改进方法—基于经济损失的RPN排序方法(ERPN)。首先确定某潜在失效情景的严重度,再确定其初始事件发生的概率P以及由失效导致的经济损失E,用P和E的乘积作为ERPN值。将该改进方法用于某厂珍珠岩吸声板生产线的冲压工艺的失效分析,并用发明问题解决理论(TRIZ)对失效模式进行分类和纠正。结果表明,ERPN方法在解决工程实际问题上是可行、有效的。     

基于直觉模糊集的城市供水安全预警评价模型

为了更好地评价城市供水安全预警的等级,基于直觉模糊集理论,建立城市供水安全预警评价模型。模型选取12个评价指标构成属性集,预警等级划分标准构成评价等级集,再将二者转换为直觉模糊数,以此构成直觉模糊决策矩阵,并综合主、客观权重的优势得到组合权重,以此计算样本综合值,最后分析指标权重变化对于评价结果影响的灵敏度。实例计算结果表明:基于直觉模糊集的城市供水安全预警评价与可拓物元分析法的结果总体接近,2006—2009年供水安全预警等级处于重警或中警等级,2009年以后预警等级降低并基本稳定在无警这一等级。不同指标的敏感性分析有助于提高权重的准确性。     

考虑组织者风险态度的通航危险源评估模型

为有效评估通航危险源的风险程度,构建考虑决策组织者风险态度的通航危险源评估模型。首先,基于国际民航组织(ICAO)推荐的危险源分类法梳理通航危险源评估指标体系;其次,针对以语义术语表征的多属性群决策(MAGDM)问题,提出变权语义幂均(VLPA)算子,并以此获取考虑决策组织者风险态度的群体评估信息;然后,综合考虑决策组织者的风险态度,阐述基于VLPA算子-距离熵的决策属性权重确定方法;最后,采用语义加权逼近理想解排序技术(TOPSIS)综合排序通航危险源的风险程度,并与传统的故障模式与影响分析(FMEA)方法对比分析。结果表明:组织因素和沟通人为因素是通航运行过程中需重点关注的2个危险源;与FMEA方法的一致排序结果证明所提方法的可行性,且该方法能更好地处理不同风险因子的乘积可能得到相同风险顺序数(RPN)值的情形。     

直觉模糊集TOPSIS在边坡地震稳定性评价中的应用

为准确评价岩土边坡地震稳定性,建立基于直觉模糊集逼近理想解排序(TOPSIS)法的边坡地震稳定性评价模型。首先综合考虑定量与定性指标,选取岩土体特征、新构造运动特性、坡高、坡角、年降水量、场地地震烈度等6个因素为边坡地震稳定性评价指标;然后针对定性指标与指标权重的模糊性,利用直觉模糊集对其进行表示,并结合TOPSIS构建边坡地震稳定性评价模型;最后利用模型对16处边坡地震稳定性进行评价,结果与实际相符。研究结果表明:基于直觉模糊集TOPSIS法的岩土边坡地震稳定性评价模型可用来处理指标权重和定性指标的模糊性,与突变级数法、属性数学、灰色聚类法、综合指标法、模糊因素法等方法相比,用其得到的评价结果更准确。     

基于二层Borda序值法的泥浆泵风险分析

根据F1600宝石泥浆泵的运行状态,结合专家经验,建立了泥浆泵系统的故障模式与影响(FMEA)分析表,得到了系统存在的11种主要故障模式和29种故障原因。由于泥浆泵FMEA分析表中故障模式对应的故障原因不唯一,泥浆泵风险分析系统具有二层结构,即故障原因是底层风险事件,故障模式是上层风险事件。采用传统的Borda序值法无法对该系统进行风险分析和排序,为此,提出了一种能够对二层风险系统进行风险分析的二层Borda序值法。该方法首先基于传统的Borda序值法对底层风险事件进行风险分析并排序;然后基于底层风险事件的Borda值,采用组合排列技术,将二层的风险系统转化为传统Bord序值法能够解决的单层系统,从而实现上层风险事件的风险排序。将此方法应用到泥浆泵系统的故障风险分析中,分别得到了不同故障模式和故障原因对泥浆泵系统可靠性影响的排序结果。实例研究结果表明,该方法的评估结果与实际情况比较吻合,并且可以使分析定量化,简便可行。     

改进直觉模糊集TOPSIS在防波堤运营期健康状态评价中的应用

为了准确评价防波堤运营期健康状态的等级，建立了基于改进直觉模糊集逼近理想解排序法(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution, TOPSIS)的防波堤健康状态评价模型。首先，通过最小熵原理对多种组合权重方法进行最优化处理，以改进直觉模糊集TOPSIS法。其次，以安全性、适用性、耐久性3个维度建立防波堤运营期健康状态评价指标体系，该指标体系采用3个定性指标和8个定量指标进行表征。最后，将改进直觉模糊集TOPSIS模型应用到渤海基地港池护岸防波堤运营期健康状态评价中，并与改进前模型计算结果、实际情况进行对比分析。结果表明，改进模型计算结果与实际情况比较一致，优于改进前评价结果，为防波堤运营期健康状态评价提供了一种新的途径。     

基于区间直觉模糊信息TODIM法的水利工程应急决策研究

为更合理地进行应急方案比选,减少不确定因素和决策者偏好对决策结果的影响,构造了1种更加适应水利工程应急决策的模型。针对应急决策环境的模糊性和不确定性,引入区间直觉模糊集表达评价信息,采用区间直觉模糊熵计算各指标权重;通过构造备选方案两两比较矩阵,运用区间直觉模糊距离测度公式计算方案间的损益值;结合TODIM法计算各方案相对占优度并进行比较排序,确定最优方案。研究结果表明:在损失规避系数确定的前提下,选择任一区间直觉模糊距离公式都不影响方案的优劣排序,决策模型具有一定的可靠性和稳定性。     

基于区间直觉模糊信息TODM法的水利工程应急决策研究

为更合理地进行应急方案比选,减少不确定因素和决策者偏好对决策结果的影响,构造了1种更加适应水利工程应急决策的模型。针对应急决策环境的模糊性和不确定性,引入区间直觉模糊集表达评价信息,采用区间直觉模糊熵计算各指标权重;通过构造备选方案两两比较矩阵,运用区间直觉模糊距离测度公式计算方案间的损益值;结合TODIM法计算各方案相对占优度并进行比较排序,确定最优方案。研究结果表明:在损失规避系数确定的前提下,选择任一区间直觉模糊距离公式都不影响方案的优劣排序,决策模型具有一定的可靠性和稳定性。     

线性求和理论在突发事件应急群决策模型中的应用

为提高突发事件应急决策的科学性,考虑决策主体知识的不完善性及决策的模糊性,综合运用残缺判断矩阵、线性求和理论,建立多决策主体参与的应急群决策方法。引入残缺直觉模糊矩阵,且改进补全矩阵;根据得分值排序法,加权求和所有方案,建立最大化得分值线性规划模型,求得最优决策者权重;利用直觉模糊加权几何(IFWG)算子集结综合直觉偏好值,计算得分函数,并对各方案进行排序择优。算例结果表明,该方法适用于属性权重及专家权重未知的群决策,且减小了专家在决策过程中的不确定性和犹豫性对决策结果的影响,从而提高应急决策的有效性。     

基于直觉三角模糊TOPSIS的高铁列车调度指挥人因失误风险排序

针对高速铁路调度指挥人因风险排序问题,从人因失误概率、人因失误探测度、人因失误重要度和事故严酷度四个方面构建风险评价指标体系。考虑到人因风险指标的模糊性和不确定性,用直觉三角模糊数描述各指标值,基于直觉模糊熵计算指标客观权重,然后建立基于TOPSIS法的高铁列车调度指挥人因失误风险排序模型。最后,基于实例验证了排序模型的实用性。     

基于FMEA的金山店铁矿主溜井堵塞故障风险分析

密实结拱、大块挤压、粉矿粘结是金山店铁矿主溜井放矿过程中常见的3类堵塞故障。为探究不同类型堵塞故障发生时各自风险程度的高低,确定各类堵塞故障治理及改进的优先序列,采用失效模式及影响分析(FMEA)法建立金山店铁矿主溜井堵塞故障树模型,运用熵值法确定故障发生频度(O)、严重度(S)和可探测度(D) 3个指标参数各自的权重,计算并分析主溜井各类堵塞故障的风险优先数(RPN)。研究结果表明,密实结拱型堵塞故障的风险优先数最大,风险程度最高,是金山店铁矿主溜井主要的故障类型;应优先加强密实结拱型堵塞故障的防治处理,以有效降低该类故障对矿山正常生产的影响。     

基于模糊评价的VDT系统搜索策略绩效形成机理研究

为优化视觉显示终端（VDT）结构性搜索界面的布局,提高作业绩效和安全,设计了VDT系统搜索实验,构建了搜索目标位置在4个主观偏好指标下的Pythagorean模糊集决策矩阵,运用交互式多准则决策（TODIM）法计算各目标位置偏好的总体优势度并排序;同时对VDT系统搜索实验中各目标位置的绩效进行方差分析并排序,分析系统搜索策略下作业者对目标位置的主观偏好与绩效之间的关系。研究结果表明:基于系统搜索策略的VDT作业绩效在不同目标位置差异显著;导致绩效差异的根本原因是作业者对搜索目标位置的主观偏好度,而不是搜索目标的位置属性;除中心区域外,偏好度高的区域搜索绩效要优于偏好度低的区域。     

基于Vague集的铁路应急预案评价方法

铁路应急预案评价属不确定环境下的多目标多属性评价问题。基于已有的铁路应急预案评价指标,从重要性和独立性两方面对指标进行筛选和优化,得到11个关键性指标,建立铁路应急预案评价指标体系。提出一种基于Vague集的熵值法与基于Vague集的层次分析法（VAHP）相结合的主客观综合赋权法确定指标权重。采用TOPSIS方法,通过计算预案与理想方案之间的相似度量及相对贴近度,对各预案的优劣进行排序。实例分析表明,提出的评价方法对不确定环境下的评价问题具有较强的适用性和可操作性。