学生姓名：李少杰

班        级：机械2020-02班

指导教师：王金栋

毕设题目：基于模型的新型重复使用航天装备可靠性维修性分配方法研究

一、概况

1.选题意义

近年来，中国在航天事业方面取得了显著的进展，不断刷新着各种纪录。然而，由于航天装备具有高性能、高价值、小批量、组成复杂、环境严酷、高速飞行、多次分离等特点，可靠性维修性问题一直是航天装备设计研发的首要难题，也是制约其发展的瓶颈。随着全球航天器发射次数的增多和频率的提高，从可持续发展的角度来看，降低任务成本、提高经济性已经成为不可避免的趋势。

新型发展模式将产品的可靠性与经济效益相结合，逐渐成为主流。在这个趋势下，将可回收的航天装备重复使用成为有效降低航天成本的手段，推动航天技术可持续发展。

因此，新型重复使用航天装备的可靠性和维修性变得更加广泛而持续地受到关注。这种关注不仅关乎技术的发展，更关系到航天技术在未来的可持续性和长远的发展前景。

2.任务分解

（1）按照本论文的主要目的、意义和任务要求，查阅和归纳整理有关航天装备可靠性与维修性分析、评估与分配相关文献；

（2）了解重复使用航天装备的关键技术及国内外研究现状；

（3）针对可重复使用航天装备开展可靠性维修性分配方法并与传统方法分配结果进行比较；

（4）利用SASMES软件基于SysML语言开展可靠性维修性分配建模；

（5）撰写论文，答辩并修改。

二、已完成工作

1.查阅和归纳整理有关新型重复使用航天装备和可靠性维修性分配算法方面的文献，了解国内外的研究现状及趋势，熟悉可靠性维修性分配的基本原理与步骤，完成了外文文献翻译与第一章绪论撰写。

图1 文献翻译

图2 绪论撰写

2. 对于新型重复使用航天装备可靠性分配部分，本文学习了基于综合因子模糊层次分析法，该方法包括可靠性分配模型、综合因子评价法、层次分析法、直觉梯形模糊数，并就此完成了本文第2章新型重复使用航天装备可靠性分配方法的撰写。

图3 本文分配结果与层次分析法比较

对比发现，对重复使用航天装备4个子系统进行对比分析，动力系统在4个子系统中对制造水平和设计技术水平是要求最高的，因此在达到对应的可靠性指标下需要花费大量的资源才能达到需求，所以在保证重复使用航天装备整体可靠性指标的前提下，动力系统可靠性分配指标应有所降低.着陆缓冲系统与热防护系统制造水平和设计技术水平要求较低，但发生故障之后其造成的损失非常严重，因此着陆缓冲系统和热防护系统的可靠性应尽可能提高，导航与制导系统主要由电子元器件组成，制造水平和设计技术水平与其他子系统相比也处于较低的水平，但由于其更换简单，且装配难度与维修难度小，因此可靠性指标可相对较少。

图4 第二章新型重复使用航天装备可靠性分配撰写

3. 对于新型重复使用航天装备维修性分配部分，本文学习了基于多目标遗传算法的维修性分配方法并用在维修性分配中，对于多目标优化产生的帕累托（Pareto）最优解，本文采用Topsis法与神经网络相结合的方法进行多属性决策。并就此完成了本文第3章新型重复使用航天装备可靠性分配方法的撰写。

图5 采用NSGA-II对目标函数迭代优化10、100、200次后结果

图6 第三章新型重复使用航天装备维修性分配撰写

4.对系统建模语言（SysML）进行初步学习了解，对SysML的九大图熟练掌握。

三、下一步工作计划

1. 进一步深入阅读文献，强化对于新型重复使用航天装备可靠性与维修性的理解；

2. 使用SASMES软件结合可靠性与维修性进行MBSE建模；

3. 完成论文软件应用部分；

4. 完善论文，准备结题。

问题一：所研究的新型重复使用航天装备区别于传统航天装备有什么特点？

回答：新型重复使用航天装备是指具有可重复使用特性的航天器和相关设备。与传统的一次性使用的航天器相比，新型重复使用航天装备具有可重复使用性、降低成本、提高效率、促进航天技术创新等特点。

问题二：文中所用到的数据来源于哪？

回答：由于所研究的重复使用航天装备属于保密项目，完整数据获取需要一定周期，目前实验数据暂未获取，文中所用到的数据大部分来源于文献参考与仿真结果。

问题三：如果用百分比来表示，目前进度完成度有多少？

回答：70%-80%，最后一部分软件应用正在学习中。

问题四：多属性决策中采用的神经网络具有怎样的结构？

回答：用于构建设计者偏好结构模型的人工神经网络是一个三层前馈神经网络，输入层有一个神经元，输出层有两个神经元，隐藏层有三个神经元。

在这次中期答辩中，我对毕设“基于模型的新型重复使用航天装备可靠性维修性分配算法研究”进行了详细的汇报和展示。在整个答辩过程中，我收获颇丰，我不仅认识到了已完成部分研究的不足，也为我下一步毕设安排做出了合理规划。

在本次中期答辩中，我获得了知识的深化与拓展，通过对课题的研究与答辩准备，我深入了解了航天装备的可靠性维修性问题以及基于模型的分配算法。在查阅文献和开展研究的过程中，我拓展了对相关理论和方法的认识，提高了专业知识水平。另外，也锻炼了我的问题的洞察与解决能力，在答辩中，评审专家提出了一些尖锐的问题，这让我重新审视了自己的研究。通过回答问题和与专家的讨论，我更好地理解了课题的难点和未来改进的方向，为后续的研究提供了宝贵的建议。除此以外，本次答辩也加强了我的科研思维的培养，在准备答辩的过程中，我逐渐培养起了独立思考和创新解决问题的科研思维。这种能力对于今后的科研工作至关重要，也有助于我在未来职业生涯中更好地发展。更重要的一点是，我的沟通表达能力得到了提升，通过与评审专家和同学们的交流，我锻炼了自己的沟通和表达能力。清晰、逻辑地表达研究内容和思路对于科研人员来说是至关重要的技能。

总的来说，这次中期答辩给我带来了宝贵的经验和启示。它不仅帮助我更好地理解了课题的内容和方向，也让我在科研能力和个人素质方面得到了提升。接下来，我将根据答辩中得到的反馈和建议，继续努力完善我的研究工作。