為了提高系統(tǒng)的可用度，使系統(tǒng)保持在一個高可靠性水平上，一個重要的辦法就是采用并聯(lián)技術。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工作，而冷備份并聯(lián)系統(tǒng)是指平時處于非工作狀態(tài)，只有在緊急情況時才進入工作狀態(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性的存在，因此，冗余系統(tǒng)之間的壽命獨立分布假設一般是不成立的。當系統(tǒng)內(nèi)的部件之間存在故障相關性時，在進行維修決策時，必須考慮這種相關性，才能達到系統(tǒng)維修的最優(yōu)化。Murthy和Nguyen描述了一個部件的故障對其他部件故障的兩種影響形式，一種是一個部件的故障造成另一個部件發(fā)生故障，發(fā)生的概率為P，不發(fā)生的概率為1-P；另一種是一個部件的故障改變了另一個部件的故障率分布，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)的可靠度作為一個約束條件；

②由于熱備份并聯(lián)系統(tǒng)本身特點，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)的故障相關性分析

以具有故障相關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由兩個部件S1和S2并聯(lián)組成，兩個部件同時工作，當一個部件發(fā)生故障時，只要另一個部件不出現(xiàn)故障，系統(tǒng)就能正常運行，同時考慮兩個部件之間存在著故障相關性。根據(jù)國內(nèi)外關于故障相關性的研究可知，故障相關性的影響方式主要有以下兩種情況。

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

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

圖1 兩部件熱備份并聯(lián)系統(tǒng)結構圖

如兩個部件熱備份并聯(lián)系統(tǒng)中故障相關性的影響方式為第一種情況，那么一個冗余部件的故障可能導致另一個部件也發(fā)生故障，從而使得整個系統(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行重新設計。在民用飛機的兩部件熱備份并聯(lián)系統(tǒng)中故障相關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，使得故障的發(fā)生通常是隱蔽的，即在機組人員正常的職責范圍內(nèi)故障是不易發(fā)現(xiàn)的，必須要求維修人員進行定期的檢測。由于冗余部件的初始性能及運行環(huán)境相似，每次檢測時的性能狀態(tài)也基本相似，因此，沒有必要每次對兩個部件都進行檢測。為了節(jié)約檢查費用，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)的一個冗余部件，兩部件輪流檢測，即在系統(tǒng)修復如新或更新后，經(jīng)過T/2時間對其中一個部件進行檢測，再經(jīng)過T/2時間對另一個部件進行檢測，依此類推。這樣除第一次檢測外，兩個部件都以T為周期進行故障檢測。

（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之上的，所謂完備檢測就是認為只要部件發(fā)生了故障，就能在檢測時被檢測到。然而在實際檢測中，由于人為差錯、檢測設備的限制以及系統(tǒng)本身的特點，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用代價非常高。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pi=1時，就認為檢測是完備的。當檢測時如部件沒有發(fā)生故障，那么部件不可能被檢測出發(fā)生故障。當并聯(lián)的兩個部件同時發(fā)生故障時，由于會直接造成功能喪失，所以可以被及時發(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)后也需對部件進行預防性維修，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)進行預防性維修，使系統(tǒng)恢復如新；

②如在兩次檢測期間，由于兩個部件都出現(xiàn)故障造成系統(tǒng)功能喪失，那么同時對系統(tǒng)進行修復性維修，系統(tǒng)恢復如新；

③如從系統(tǒng)最近一次預防性維修或更新開始，經(jīng)過時間MT系統(tǒng)沒有發(fā)生故障，那么對系統(tǒng)中的兩個部件都進行預防性維修，系統(tǒng)恢復如新。

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)最大的特點是，平時處于非工作狀態(tài)，只有在出現(xiàn)緊急情況時才進入工作狀態(tài)，一旦完成規(guī)定的任務則又返回到非工作狀態(tài)，處于備用狀態(tài)的時間遠遠大于工作時間。具有此類特點的系統(tǒng)在民用飛機上應用得相當廣泛，包括各種保護系統(tǒng)和應急裝置，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，費用率的相關模型研究幾乎沒有；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目是否能完成其預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。這種維修策略適用于不具有延遲性特點的備用系統(tǒng)，因為這種系統(tǒng)所處的狀態(tài)要么是正常，要么就是功能故障，不需要對故障的嚴重程度作定量的鑒定。例如，對于起落架應急放系統(tǒng)而言，在進行檢查時，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進行一次使用檢查；

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

③如發(fā)現(xiàn)功能故障，則及時進行修復性維修，以避免產(chǎn)生多重故障這樣的嚴重后果，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，則需要及時進行修復性維修。

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，以確定一個項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的備用系統(tǒng)，因為這種系統(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進行一次功能檢測；

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

③如發(fā)現(xiàn)潛在故障或功能故障，則及時進行預防性維修，以避免產(chǎn)生多重故障在內(nèi)的嚴重后果；

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，則及時進行修復性維修。