复杂系统（串并联、混联、任意连接关系）可靠性建模与分析方法
一、复杂结构的可靠性建模
在开展可靠性工作时，对于可靠性工程师或者设计师来说，经常会遇到复杂系统的可靠性建模的问题。尤其是一些复杂的控制系统、雷达系统、网络系统、通信系统等等结构，使用常用的串联、并联、N/K等冗余结构等都没法表示出其故障逻辑关系时，需要使用特殊的建模方法构建起复杂系统的可靠性模型。下面以一个例子说明如何建立复杂结构的系统可靠性模型并进行可靠性分析。
二、复杂结构的可靠性建模示例
假设某系统为提高系统可用性，设计了两路的电源供电。其中一路是由开关、避雷设备、滤波器串联后，与两个电源模块连接；另外一路的结构也相同，分别由开关、避雷设备、滤波器串联后，再与两个电源模块连接。两路的4个电源模块交叉，分别与安全主机连接，然后再与并联的控制交换机连接，再与并联的电源模块连接。
图1 复杂结构的可靠性建模示例
从结构可以看出，这与常见的串并联混合结构不太相同。这里是两个相同的串联结构与并联的电源串联后再并联，并联后的4个电源模块以交叉方式与安全主机连接。
要构建起这样的复杂结构的可靠性模型，需要具备任意连接关系的建模方可实现。在使用PosVim的可靠性建模模块构建此类复杂系统的可靠性模型时，可以这样操作：
（1）构建复杂系统的可靠性模型
a）先绘制开关、避雷设备、滤波器、2个电源模块组成的一个分支：从可靠性建模模块的模型库中，选择单一节点模型
，拖拽到绘图界面，分别绘制开关、避雷设备、滤波器，以及2个电源模块（两个电源模块并联）。将开关、避雷设备、滤波器连接起来，然后在滤波器后面，从模型库中选择连接点模型
，将滤波器与两个并联的电源模块连接起来。如下图所示。
b）复制分支：将上面创建的分支复制，调整好位置，构建另外一个开关、避雷设备、滤波器、2个电源模块组成的一个分支，各节点的名称可以自主修改。这样就构建了两个分支（2个开关、2个避雷设备、2个滤波器、4个电源模块组成）的模型。这两个分支对外提供了4个电源，这4个电源与2个安全主机交叉连接。如下图所示。
c）从模型库中选择单一节点模型，拖拽到绘图界面，分别绘制2个安全主机，在安全主机前面，从模型库中选择连接点模型后，采用交叉方式将4个电源模块与2个安全主机连接起来。如下图所示。
d）从模型库选择并联，分别绘制控制网交换机、电源模块等并联结构，并连接起来。
图2 复杂结构的可靠性建模示例
（2）设置复杂系统各节点的可靠性数据
a）分别设置各节点的可靠性参数。例如，避雷设备，输入任务时间100h，失效数据选择威布尔分布，形状参数输入1.5，尺度参数输入500，然后点击计算并保存。如下图所示。
图3 节点数据
（3）计算复杂系统的可靠性
a）配置好各节点的模型参数后，点击计算，即可计算出这个复杂系统的可靠性。
b）可靠性计算结果包括整个复杂系统的可靠性（基本可靠度、任务可靠度、MTBF、MTBCF、不可靠度、重要度等计算结果）。
图4 复杂结构的可靠性建模示例