中国实验快堆计算机监控系统中一次氩气分配系统硬件部分的可靠性分析

论文摘要

可靠性与技术性能是计算机监控系统的两个重要的方面。但在具体的设计工作中,往往特别强调系统的技术性能而忽略了可靠性,这不仅会导致系统的可靠性下降,而且会造成经济损失。对于中国实验快堆（CEFR）计算机监控系统来说,提高可靠性关键不光是指一味采用高质量的元件,那只意味着提高成本。而是要对监控系统进行可靠性分析,明确该系统的薄弱环节,在运行和定期检修时需要关注的哪些“重要”模块,以及冗余问题的考虑等等。 本文对监控系统的可靠性进行分析主要采用以下两种方法:1.故障树法（FTA）,2.GO法。这两种方法的建模原则不同。FTA法是以系统故障为顶事件,通过查找能引起上一级故障的全部可能的直接故障逐步得到最小割集。GO法反映韵是系统原貌,GO图的元素几乎与系统中的元素一一对应,能明显描述出大多数部件或系统之间的互相作用和关系。 本论文先采用FTA法计算出CEFR监控系统的可靠性,对MCS、部件重要度和共因故障进行了分析,然后用GO法来验证结果,这不仅开拓了GO法的应用范围,而且在应用GO法的过程中,根据本系统GO图具体情况,创新地采用了MATLAB中SIMULINK软件进行计算、仿真运行和分析,方便快捷,达到了很好的应用效果。 结果表明:CEFR计算机监控系统的故障概率为:2.68E-04。论文对这一结果进行了评价,为该系统的运行、定期检修和维修等工作提出了针对性建议;同时为CEFR其他系统的可靠性安全评价提供了输入。 在论文的最后,对两种可靠性方法应用于CEFR计算机监控系统进行了说明,提出了相关应用发展的思路,同时提出了计算机软件可靠性分析的现状和几点建议。

论文目录

• 1 引言
• 1.1 可靠性特点
• 1.2 可靠性的各种分析方法
• 1.2.1 FMEA法
• 1.2.2 马尔可夫模型
• 1.2.3 蒙特卡罗方法
• 1.2.4 可靠性方块图
• 1.2.5 故障树分析法
• 1.2.6 GO法
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 课题任务
• 2 系统设计
• 2.1 计算机监控系统
• 2.2 一次氢气分配系统工况描述
• 2.3 一次氢气分配系统监控系统设计
• 2.3.1 监控系统达到的要求
• 2.3.2 监控系统的设计实现
• 2.3.3 信息功能
• 2.3.4 系统操作方式
• 2.3.5 监控系统界面
• 3 可靠性分析
• 3.1 可靠性的定量表示
• 3.2 可靠性分析步骤
• 3.2.1 研究对象
• 3.2.2 FTA法分析过程
• 3.2.3 FTA顶事件的确定
• 3.2.4 边界条件的确定
• 3.2.5 RS软件
• 3.2.5.1 RS的主要功能
• 3.2.5.2 RS参数类型
• 3.2.5.3 可靠性数据分析
• 3.2.5.4 共因失效分析
• 3.3 故障树分析
• 3.4 MCS分析
• 3.5 不确定性分析
• 3.6 重要度和灵敏度分析
• 3.7 对结果的分析
• 4 用GO法分析可靠性
• 4.1 GO法原理
• 4.2 GO模型的建立
• 4.2.1 GO操作符
• 4.2.2 信号流
• 4.2.3 建模步骤
• 4.2.4 改进GO法的定量计算
• 4.2.5 用SIMULINK软件计算GO图运行结果
• 4.2.5.1 SIMULINK程序介绍
• 4.2.5.2 SIMULINK仿真运行
• 4.2.6 SIMULINK模型图
• 4.2.7 模型分析和相关结论
• 4.2.7.1 子系统的生成
• 4.2.7.2 可靠性数据的输入
• 4.2.7.3 计算结果
• 4.2.7.4 系统最小故障事件集合的确定方法和结果
• 4.2.7.5 GO法运算结论
• 4.2.8 GO法动态运算结果
• 5 软件可靠性
• 5.1 软件可靠性概述
• 5.2 软件可靠性分析现状
• 5.3 提高软件可靠性措施
• 6 结论
• 7 对下一步工作的建议
• 8 参考文献
• 附录1 相关公式和数据
• 附录2 缩略语
• 附录3 相关失效数据
• 附录4 计算机监控系统配置总图
• 附录5 监控系统界面
• 附录6 GO法动态计算系统图
• 附录7 部分故障树图