GO法分析流程详解

基于GO 法的装甲车辆可靠性建模与分析的一般分析流程为：分析系统，建立GO 图，进行GO 运算和评价系统。首先要定义系统来确定系统的功能和系统所包含的部件并给出系统的结构图，之后确定系统边界，也就是确定系统的输入、输出以及与其他系统的接口，而后确定成功准则，确定系统正常运行状态的判据；其次根据系统的原理图、结构图、工程图或流程图直接建立GO图并输入系统所有单元的状态概率数据，然后选择合适的方法进行GO 运算；最后进行系统评价，提出改进设计，提高系统运行的可靠性。装甲车辆GO 法的分析流程如图3-2 所示。

图3-2　装甲车辆GO 法的分析流程

1.系统分析

1）系统分析

对装甲车辆系统进行结构、原理分析，由于系统涉及的设备或部件很多，若直接从部件→系统级建立GO 图模型分析量很大，而且在分析过程中容易造成错误，因此合理地搭建GO 图模型的方式是：部件→子系统→分系统→系统，系统分析的顺序为GO 图模型建立顺序的逆顺序。

装甲车辆系统分析遵循如下规则：

（1）根据系统结构和原理，先将系统级逐层往下拆分至二级子系统级，然后从二级子系统级开始逐级分析至系统级。根据每个系统的液压图、结构图和功能图等进行具体原理分析。

（2）无论哪一级系统分析，都应定义该系统的输入、输出，与其他同一级系统的接口和与上一级系统的接口。

（3）无论哪一级系统分析，都应定义该系统的成功状态和故障状态、可靠性参量。

（4）定义部件级中可靠度高、可以忽略的部件。

2）定义系统的特殊状态

装甲车辆中存在反馈控制、多状态控制、有共有信号、时序顺序和相关性等特殊状态。因此，在利用GO 法对系统进行可靠性分析时，要定义其存在的特殊状态，分析步骤如下：

（1）系统中泵、滤、阀等部件故障模式常为多种，若存在可以明显用数值界定的故障模式要定义部件级的故障模式。

（2）系统中泵、滤等多处并联结构存在共因失效，因此要定义系统中存在的共因失效组。

（3）系统中存在局部反馈和整体反馈，在分析系统时要根据分析人员的需求定义反馈环节。单向阀或外控减压阀等可能存在局部反馈环节；整体反馈环节可能存在于一个系统中，如电液控制系统、变速控制系统，或存在于不同子系统之间，上、下级系统之间用于接口的连接。

（4）根据结构相关性的定义，定义传动系统的结构相关性。

①停工相关性：电液控制系统中的某关键件故障造成系统必须停止工作进行维修，此关键件与其他件构成停工相关性，关键件和其他件的选取要根据分析人员对系统的分析而定。假设泵为关键件，泵和泵动力源可以构成停工相关性，当泵动力源故障维修时，泵要停止工作；而泵故障维修时，泵动力源也要停止工作，这样就不存在二者同时故障。若假设泵、泵动力源可以同时故障，那么二者不构成停工相关性。

②备用相关性：电液控制系统中如旁通阀与精滤并联，精滤在故障时旁通阀开启工作，精滤正常工作时旁通阀备用，类似这样的情况定义为备用相关性。

（5）定义系统的多状态，主要体现在：根据系统分析，系统存在多个输出状态；确定每个部件是否仅为正常和故障两状态，如电液控制系统中的保护环节可以将部分异常状态正常化，此时异常状态不能定义为故障状态，而需单独定义一个状态。

3）定义系统成功准则

系统成功准则的定义与系统GO 图模型密切相关，不同的成功准则有不同的GO 图模型与之对应，GO 法分析结果也随之不同。

2.建立GO 图(www.xing528.com)

装甲车辆系统建立GO 图的原则如下：

（1）建立GO 图的顺序为：部件→二级子系统→一级子系统→分系统→系统。

（2）根据二级子系统的原理图、流程图或工程图建立每个二级子系统的GO 图模型，用操作符代表系统中的可修单元，并按单元的功能确定操作符的类型；用信号流连接操作符，连接过程中有信号流合并时应增加逻辑操作符，表示逻辑关系。对高可靠度部件或设备进行省略，以简化GO 图，同级系统或上、下级系统之间存在的接口用信号流连接，按（1）中顺序依次整合为系统级的GO 图。

（3）若要实现多种互斥状态一次GO 运算同时输出，相应的信号流用符号、数字或英文字母进行标记。

3.数据处理

输入数据分为原始数据输入和数据处理。数据处理为部件多故障模式的处理和共因失效的处理，先进行部件多故障模式的处理，再进行共因失效的处理。

（1）部件多故障模式的处理：对定义的具有多种故障模式的部件进行处理。

（2）共因失效的处理：对定义的共因失效组选取合适的共因失效模型计算出共因失效组中部件的独立失效率和共因失效率。

4.GO 法定量计算

GO 运算是根据GO 图和数据，从输入操作符开始，按操作符的运算规则，逐步运算至系统的输出信号，步骤如下：

（1）处理等效结构。对传动系统中定义过的结构相关性部件、局部反馈环节等进行等效处理。

（2）定义系统共有信号，选择共有信号的处理方法。传动系统中存在共有信号，在进行GO 运算时要选择概率公式算法，对共有信号的处理方法有直接算法和精确算法。步骤如下：

①判断共有信号。共有信号的判断方法是从系统输出往回寻，遇到逻辑操作符时会有多条支路，每条支路往回寻，遇到一个信号流节点有分叉时该信号流即1 个共有信号。按上述方法直至系统的输入操作符，这样会存在多级共有信号，即1 个共有信号包含前级共有信号。

②选取共有信号处理方法。若系统GO 图模型中无共有信号，则选用GO法的概率公式算法进行GO 运算；若系统GO 图模型中有共有信号，则选用有共有信号的状态概率算法进行GO 运算。

5.GO 法定性分析

对装甲车辆系统进行定性分析，找到系统最小割集，由于装甲车辆系统元件数目多，因此分析到4 阶最小割集为止。用GO 法的概率公式算法直接定性分析的方法如下：

（1）假设系统GO 图中除了逻辑操作符以外有M 个操作符，分别代表系统的功能部件。

（2）求1 阶割集时，假设M 个操作符中某个操作符处于故障状态，其成功概率为零，其他操作符的状态概率不变，直接计算系统的成功概率。如果系统的成功概率为零，则该操作符的故障状态即系统的1 个1 阶割集。M 个操作符依次计算即可求得系统所有的1 阶割集。

（3）M 个操作符中在1 阶割集以外取两个操作符，假设处于故障状态，成功概率为零，其余M-2 个操作符的状态概率不变，直接计算系统的成功概率。如果系统的成功概率为零，则该两个操作符的故障状态组合即系统的1 个2 阶割集。在1 阶割集的操作符以外的所有割集的两两组合中依次进行以上计算，即可求得所有2 阶割集。

（4）依此类推，可以得到系统的各阶割集。求高阶割集时，高阶组合中如果已包含某低阶割集，则不必进行系统成功概率的计算，对其余不包括任何低阶的高阶组合进行计算，寻找高阶割集，因此求得的割集就是系统最小割集。

6.评价系统

根据利用GO 法对装甲车辆系统定量分析和定性分析的结果，通过定量分析可以获得系统动态的可靠性水平，通过定性分析计算重要度等找到系统的薄弱环节，为系统改进指出指导性方向。