可靠性科学与工程学报

主编：孙昌璞
ISSN：3050-2454
主管单位：中国工程物理研究院
主办单位：中物院总体工程研究所
电子科技大学
湖南大学
北京强度环境研究所
出版周期：季刊
邮箱：office@jrse.net
数据库收录：EI、Scopus、CNKI、Inspec、NASA ADS、Scilit、Scite、Wanfang Data、X-mol、OpenAlex

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可靠性科学与工程学报

ISSN：3050-2454 主办单位：中国工程物理研究院总体工程研究所、电子科技大学、湖南大学、北京强度环境研究所出版周期：季刊 期刊基本信息

最新刊期：2026年第3期

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Papers
用于浮式海上风力发电机韧性评估的动态可靠性框架 AI导读

Zifei Xu, Huahao Ou, Musa Bashir, Michael Beer, Jin Wang, Zaili Yang

DOI：10.1088/3050-2454/ae885a

摘要：浮式海上风力发电机（FOWTs）正成为未来能源系统的重要组成部分，能够补充常规电网，支撑整体能源安全与保障。然而，关于浮式海上风力发电机在危险事件和退化致损工况下动态可靠性演化的理解，目前仍存在较大空白，是一项重大科学挑战。现有的监控系统如SCADA，在识别部件级失效的真正根本原因方面能力有限，因此，维护措施可能只针对不正确或不完整的失效源，而未检测到的根本原因可能继续传播残余损伤，并加速其他部件的退化。本研究开发了一种面向韧性的动态可靠性评估框架，用于浮式海上风力发电机在危险条件下的恢复管理。采用贝叶斯网络表征浮式海上风力发电机的层次化系统结构，并对部件级失效向子系统级和系统级功能退化的传播进行建模。在恢复过程中，该框架能够捕捉来自未识别或未完全修复的根本失效的残余损伤对后续可靠性演化的影响。引入了一个条件感知深度检测模块，以表征基于故障预测与健康管理的恢复过程。尽管该策略在维护前需要额外的检测投入和决策资源，但它能够更准确地识别根本原因及其传播路径，从而支持更有效的恢复决策。案例研究表明，当关键部件受到危险事件影响时，系统可靠性可能迅速下降。研究进一步表明，基于经验的恢复能够部分恢复系统功能，但当根本原因未被完全识别时，可能无法消除残余损伤。相比之下，条件感知策略通过提高根本原因识别和修复有效性，实现了更高的可靠性恢复效果。研究结果揭示了将条件感知检测纳入灾后恢复规划的重要性，并凸显了动态可靠性评估对于提升浮式海上风力发电机韧性的价值。具体而言，本研究为量化理解故障预测与健康管理性能如何影响恢复效果和韧性提升提供了依据，从而支持对浮式海上风力发电机灾后恢复管理中故障预测与健康管理价值的评估。
关键词：浮式海上风力发电机;贝叶斯网络;条件感知恢复;能源基础设施韧性;故障预测与健康管理

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更新时间：2026-10-02
Papers
基于交叉递归定量分析的锂离子电池跨周期健康指标构建与健康状态预测 AI导读

Le Wang, Shuaijie Chen, Zhiqiang Cai, Weiyan Liu, Zhenggeng Ye

DOI：10.1088/3050-2454/ae8dd1

摘要：健康状态（SOH）是锂离子电池老化的关键指标，对其进行精准评估是电池驱动系统可靠运行的必要条件。现有多数方法依靠从单个或相邻充放电周期提取的特征，无法挖掘监测信号中潜藏于不同周期之间的变化信息。针对该问题，本文提出一种全新框架，借助跨周期特征以微分方式实现健康状态估算。首先，采用交叉递归定量分析（CRQA）对不同周期的电池信号进行比对，构建能够反映原始测量数据跨周期变化的交叉递归定量分析指标矩阵组。其次，将任意两个周期之间的健康状态变化量（ΔSOH）作为预测目标，而非直接预测健康状态。随后，搭建配备时间序列交叉验证的卷积神经网络用于预测健康状态变化量，保留健康状态变化量本身固有的时间依赖关系。最后，基于NASA电池数据集对所提框架开展部署与测试，完成预测性能的评估与对比。实验结果得到平均绝对误差为0.2965%，均方根误差为0.4156%，验证了基于跨周期健康指标的间接方法在电池健康状态估算中的可行性与应用潜力。
关键词：锂离子电池;健康状态;交叉递归定量分析;预测;跨周期特征

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更新时间：2026-10-02
Papers
动态环境下基于非齐次纯生过程的多组件系统可靠性分配 AI导读

Zhou Fang, Wenjie Dong, Yingsai Cao

DOI：10.1088/3050-2454/ae8dd2

摘要：动态环境下工作的多组分系统会受到累积环境冲击与部件寿命相关性的影响，若忽略该影响，会造成可靠性评估失真以及可靠性分配效率低下。针对该问题，本文构建了一套由非齐次纯生过程（NHPBP）驱动的多组分系统随机时间尺度模型。该模型采用非齐次纯生过程对环境冲击计数过程进行建模，同时将随机时间尺度构造为受全部冲击历程驱动的路径依赖型累积暴露泛函。借助随机时间尺度的拉普拉斯变换，推导得到部件生存函数、联合生存函数以及典型系统结构的可靠性表达式，同时证明了部件寿命之间存在正象限相依关系。此外，在系统级可靠性约束条件下建立了以成本为导向的可靠性分配模型，并采用遗传算法完成求解。针对汽车制动系统开展的数值实验表明，在累积冲击的放大效应下，传统基于非齐次泊松过程（NHPP）的模型会高估系统可靠性；而本文所提的基于非齐次纯生过程的分配模型，能够在动态环境条件下输出可行的分配方案。
关键词：非齐次纯生过程（NHPBP）;可靠性分配;系统可靠性;遗传算法（GA）

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更新时间：2026-10-02

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