為了提高系統(tǒng)的可用度，使系統(tǒng)保持在一個(gè)高可靠性水平上，一個(gè)重要的辦法就是采用并聯(lián)技術(shù)。根據(jù)并聯(lián)系統(tǒng)中冗余部件在系統(tǒng)工作中的不同狀態(tài)，可以將并聯(lián)系統(tǒng)分為熱備份并聯(lián)系統(tǒng)和冷備份并聯(lián)系統(tǒng)兩類。所謂熱備份并聯(lián)系統(tǒng)是指冗余的部件同時(shí)工作，而冷備份并聯(lián)系統(tǒng)是指平時(shí)處于非工作狀態(tài)，只有在緊急情況時(shí)才進(jìn)入工作狀態(tài)。針對熱備份并聯(lián)系統(tǒng)和冷備份并聯(lián)系統(tǒng)，應(yīng)分別采取不同的維修策略。

一、熱備份并聯(lián)系統(tǒng)的維修策略

在熱備份并聯(lián)系統(tǒng)中，由于冗余部件之間故障相關(guān)性的存在，因此，冗余系統(tǒng)之間的壽命獨(dú)立分布假設(shè)一般是不成立的。當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)的部件之間存在故障相關(guān)性時(shí)，在進(jìn)行維修決策時(shí)，必須考慮這種相關(guān)性，才能達(dá)到系統(tǒng)維修的最優(yōu)化。Murthy和Nguyen描述了一個(gè)部件的故障對其他部件故障的兩種影響形式，一種是一個(gè)部件的故障造成另一個(gè)部件發(fā)生故障，發(fā)生的概率為P，不發(fā)生的概率為1-P；另一種是一個(gè)部件的故障改變了另一個(gè)部件的故障率分布，但沒有引起故障。

縱觀目前國內(nèi)外的研究或模型，可以在以下兩方面進(jìn)行完善。

①熱備份并聯(lián)系統(tǒng)雖然具有很高的可靠度，但也需考慮發(fā)生系統(tǒng)故障的可能性，因此需要將熱備份并聯(lián)系統(tǒng)的可靠度作為一個(gè)約束條件；

②由于熱備份并聯(lián)系統(tǒng)本身特點(diǎn)，使得其故障的檢測有一定的難度，所以需要考慮檢測本身的不完備性。

1.熱備份并聯(lián)系統(tǒng)內(nèi)的故障相關(guān)性分析

以具有故障相關(guān)性的兩部件熱備份并聯(lián)系統(tǒng)為研究對象，如圖1所示。系統(tǒng)S由兩個(gè)部件S1和S2并聯(lián)組成，兩個(gè)部件同時(shí)工作，當(dāng)一個(gè)部件發(fā)生故障時(shí)，只要另一個(gè)部件不出現(xiàn)故障，系統(tǒng)就能正常運(yùn)行，同時(shí)考慮兩個(gè)部件之間存在著故障相關(guān)性。根據(jù)國內(nèi)外關(guān)于故障相關(guān)性的研究可知，故障相關(guān)性的影響方式主要有以下兩種情況。

①一種是一個(gè)部件如發(fā)生故障，就會立即以一定的概率引起另一個(gè)部件發(fā)生故障；

②另一種是一個(gè)部件的故障不會引起另一個(gè)部件立即發(fā)生故障，但會增加另一個(gè)部件故障發(fā)生的概率。

圖1 兩部件熱備份并聯(lián)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

如兩個(gè)部件熱備份并聯(lián)系統(tǒng)中故障相關(guān)性的影響方式為第一種情況，那么一個(gè)冗余部件的故障可能導(dǎo)致另一個(gè)部件也發(fā)生故障，從而使得整個(gè)系統(tǒng)喪失功能。根據(jù)MSG-3維修思想，對于這種情況通常需要進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。在民用飛機(jī)的兩部件熱備份并聯(lián)系統(tǒng)中故障相關(guān)性的影響方式主要為第二種情況，我們主要研究第二種故障相關(guān)性影響方式的情況。

2.不完備交叉檢測策略

（1）不完備交叉檢測策略概念

由于熱備份并聯(lián)系統(tǒng)的冗余特點(diǎn)，使得故障的發(fā)生通常是隱蔽的，即在機(jī)組人員正常的職責(zé)范圍內(nèi)故障是不易發(fā)現(xiàn)的，必須要求維修人員進(jìn)行定期的檢測。由于冗余部件的初始性能及運(yùn)行環(huán)境相似，每次檢測時(shí)的性能狀態(tài)也基本相似，因此，沒有必要每次對兩個(gè)部件都進(jìn)行檢測。為了節(jié)約檢查費(fèi)用，采用交叉檢測策略。所謂交叉檢測就是每次只檢測并聯(lián)系統(tǒng)的一個(gè)冗余部件，兩部件輪流檢測，即在系統(tǒng)修復(fù)如新或更新后，經(jīng)過T/2時(shí)間對其中一個(gè)部件進(jìn)行檢測，再經(jīng)過T/2時(shí)間對另一個(gè)部件進(jìn)行檢測，依此類推。這樣除第一次檢測外，兩個(gè)部件都以T為周期進(jìn)行故障檢測。

（2）不完備交叉檢測策略分析

目前大多數(shù)的檢測模型都是基于完備檢測的假設(shè)之上的，所謂完備檢測就是認(rèn)為只要部件發(fā)生了故障，就能在檢測時(shí)被檢測到。然而在實(shí)際檢測中，由于人為差錯、檢測設(shè)備的限制以及系統(tǒng)本身的特點(diǎn)，要做到完備檢測是非常困難的，或者說要做到完備檢測的費(fèi)用代價(jià)非常高。所以，我們提出了針對并聯(lián)系統(tǒng)的不完備交叉檢測策略。所謂不完備檢測就是認(rèn)為在部件的每次檢測中，如部件發(fā)生了故障后被檢測出來的概率（檢測精度）為pi，未被檢測出來的概率為1-pi；當(dāng)pi=1時(shí)，就認(rèn)為檢測是完備的。當(dāng)檢測時(shí)如部件沒有發(fā)生故障，那么部件不可能被檢測出發(fā)生故障。當(dāng)并聯(lián)的兩個(gè)部件同時(shí)發(fā)生故障時(shí)，由于會直接造成功能喪失，所以可以被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，不存在是否為完備檢測的問題。

考慮到部件的壽命是有限的，所以即使部件沒有發(fā)生故障，但經(jīng)過一定的檢測次數(shù)后也需對部件進(jìn)行預(yù)防性維修，以防止故障的發(fā)生。具體并聯(lián)系統(tǒng)的交叉檢測策略描述如圖2所示。

圖2 交叉檢測策略

①如在檢測中發(fā)現(xiàn)被測部件發(fā)生了故障，就對系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)防性維修，使系統(tǒng)恢復(fù)如新；

②如在兩次檢測期間，由于兩個(gè)部件都出現(xiàn)故障造成系統(tǒng)功能喪失，那么同時(shí)對系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù)性維修，系統(tǒng)恢復(fù)如新；

③如從系統(tǒng)最近一次預(yù)防性維修或更新開始，經(jīng)過時(shí)間MT系統(tǒng)沒有發(fā)生故障，那么對系統(tǒng)中的兩個(gè)部件都進(jìn)行預(yù)防性維修，系統(tǒng)恢復(fù)如新。

二、冷備份并聯(lián)系統(tǒng)的維修策略

冷備份并聯(lián)系統(tǒng)中的備用系統(tǒng)最大的特點(diǎn)是，平時(shí)處于非工作狀態(tài)，只有在出現(xiàn)緊急情況時(shí)才進(jìn)入工作狀態(tài)，一旦完成規(guī)定的任務(wù)則又返回到非工作狀態(tài)，處于備用狀態(tài)的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于工作時(shí)間。具有此類特點(diǎn)的系統(tǒng)在民用飛機(jī)上應(yīng)用得相當(dāng)廣泛，包括各種保護(hù)系統(tǒng)和應(yīng)急裝置，處于冷儲備狀態(tài)的冗余系統(tǒng)等。由于備用系統(tǒng)長期處于非工作狀態(tài)，所以故障具有隱蔽性，因此需要定期的檢查或檢測。

縱觀目前國內(nèi)外的研究或模型，可以看出，目前在備用系統(tǒng)的研究方面還主要集中在可用度和可靠度方面，費(fèi)用率的相關(guān)模型研究幾乎沒有；并且所采用的檢查或檢測策略都是等間隔的。因此，在備用系統(tǒng)維修優(yōu)化建模方面，需在以下方面完善。

①由于備用系統(tǒng)使用的前期故障發(fā)生的概率較小，所以可以采用不等間隔的使用檢查或功能檢查檢測；

②在考慮主系統(tǒng)的故障率影響備用系統(tǒng)維修決策的情況下，研究備用系統(tǒng)的費(fèi)用率模型。

根據(jù)備用系統(tǒng)的故障是否具有延遲性，可以分別采用兩種不同的維修策略：使用檢查策略和功能檢測策略。

1.備用系統(tǒng)的使用檢查策略

所謂使用檢查是指確定某一項(xiàng)目是否能完成其預(yù)定的工作目的的檢查，這種檢查不是一種定量檢查，只是一種發(fā)現(xiàn)故障的維修任務(wù)。這種維修策略適用于不具有延遲性特點(diǎn)的備用系統(tǒng)，因?yàn)檫@種系統(tǒng)所處的狀態(tài)要么是正常，要么就是功能故障，不需要對故障的嚴(yán)重程度作定量的鑒定。例如，對于起落架應(yīng)急放系統(tǒng)而言，在進(jìn)行檢查時(shí)，只要看看它能否正常放下，而無需定量化。

通常使用檢查策略采用單一間隔，但在多數(shù)系統(tǒng)的壽命周期內(nèi)，發(fā)生故障的可能性是隨時(shí)間而變化的，因而采用不等間隔的檢查更為合理。這里采用以下的使用檢查策略，如圖3所示。

①系統(tǒng)工作到首檢期kT進(jìn)行第一次使用檢查（其中k取正整數(shù)），以后則每隔周期T進(jìn)行一次使用檢查；

②在使用檢查時(shí)，如發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)工作正常，則不進(jìn)行預(yù)防性維修；

③如發(fā)現(xiàn)功能故障，則及時(shí)進(jìn)行修復(fù)性維修，以避免產(chǎn)生多重故障這樣的嚴(yán)重后果，所謂多重故障是指主系統(tǒng)和備用系統(tǒng)都發(fā)生功能故障的情況；

④如果由于主系統(tǒng)和備用系統(tǒng)都發(fā)生故障而造成多重故障，則需要及時(shí)進(jìn)行修復(fù)性維修。

圖3 備用系統(tǒng)使用檢查策略

2.備用系統(tǒng)的功能檢測策略

功能檢測是一種定量的檢測，以確定一個(gè)項(xiàng)目的一種或幾種功能是否在規(guī)定限度內(nèi)。這種維修策略適用于具有延遲性特點(diǎn)的備用系統(tǒng)，因?yàn)檫@種系統(tǒng)的故障具有潛在期，所以需要通過功能檢測對系統(tǒng)是否處于潛在狀態(tài)進(jìn)行鑒定。像剎車系統(tǒng)、閥門等，它們不只是存在正常和不正常兩種狀態(tài)，故障程度都有量的概念。

功能檢測策略與使用檢查策略類似，所以也采用不等間隔的功能檢測策略。具體策略如下。

①系統(tǒng)工作到首檢期kT進(jìn)行第一次功能檢測（其中k取正整數(shù)），以后則每隔周期T進(jìn)行一次功能檢測；

②在功能檢測時(shí)，如發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)工作正常，則不進(jìn)行維修；

③如發(fā)現(xiàn)潛在故障或功能故障，則及時(shí)進(jìn)行預(yù)防性維修，以避免產(chǎn)生多重故障在內(nèi)的嚴(yán)重后果；

④如由于主系統(tǒng)和備用系統(tǒng)都發(fā)生故障而造成多重故障，則及時(shí)進(jìn)行修復(fù)性維修。