1)部件特征参数选取[3]。该评估方法需要根据领域内专家的意见选取底层各元素的健康状态特征参数,这里的特征参数是指反映底层元素执行自身功能的物理量,遵循可测性、典型性、集中性、针对性、敏感性、可靠性的选取原则。例如,通信车的环境温度、通信效率等参数,侦察飞机侦察目标的清晰度、完整度等参数,侦察卫星侦察目标的范围、精度等参数,这里不再赘述。特征参数选取除了对专家要求高之外,对传感器集群技术的要求也比传统情形下的要求高。
2)特征参数的数据预处理。对以上各参数分别进行无量纲化处理[4],再基于min-max规范化处理,将其转换为取值范围为[0,1]的参数值。
3)部件健康状态评估。基于以上选取的参数,利用MSET将各元素的健康残差计算出来,以健康残差作为各元素的健康状态指标值。从理论上讲,该指标值的取值范围一定为[0,1],0代表该元素执行自身功能的能力极有可能最差,1代表该元素执行自身功能的能力极有可能最好,除非有新的事实推翻以上结论。
2.2 系统结构树元素权重分析
一般而言,对具有层次结构的系统元素的权重分析,往往采用AHP来确定。但是,AHP确定的权重是固定值,不能动态变化,这与战争条件下瞬息万变的态势不相符合。在实际中,很多低权重的元素,在环境持续恶化的情形下,其重要性才越发凸显出来。为了克服传统AHP不能反映复杂系统非线性和涌现性等特性的缺陷,引入基于变权综合法原理改进AHP,用变权权重代替固定值权重,将参与评价的对象不同程度的故障影响动态关联起来。文献[4-5]指出,在一般情况下,采用变权思想进行健康状态评估是合理的。系统结构树元素权重分析的步骤如下。
1)根据专家意见和AHP,确定系统结构树中各元素的初始权重,设系统结构树中,某非叶节点为s,其子节点为e1,e2,…,em,即系统元素e1,e2,…,em构成更高层次的系统元素s,则利用AHP可确定子节点的初始权重为w1,w2,…,wm。
2)定义如下变权规则,以获取所有节点的健康状态指标值H1,H2,…,Hm:当其中任意一个节点ei的健康状态指标值Hi低于Hmin时,该节点的权重wi改变为1;如果通过维修策略使得节点ei的健康状态指标值Hi重新高于Hmin,则该节点的权重值恢复至wi。
3)遍历系统结构树中的所有层,应用以上变权规则,完成系统结构树中所有元素的权重确定。