CN115630043B - 一种模型驱动的航空发动机多可靠性数据库系统设计方法 - Google Patents

Abstract

本申请属于航空发动机领域，特别涉及一种模型驱动的航空发动机多可靠性数据库系统设计方法。包括：步骤一、进行可靠性数据种类需求分析，确定满足可靠性数据种类需求的多个数据库；步骤二、获取各个所述数据库的数据源，并对各个所述数据库进行数据元以及数据模块设计，以及在各个所述数据库之间进行数据逻辑架构设计。本申请以模型数据驱动的完整可靠性正向设计流程及技术活动为牵引建立航空发动机复杂结构全寿命周期的可靠性设计数据需求，数据可以直接用于指导可靠性设计，保证数据的系统性；通过多数据库逻辑架构设计，以可靠性指标传递为主线，建立统一的模型源和数据源，保证全流程可靠性数据的一致性、连续性。

Description

一种模型驱动的航空发动机多可靠性数据库系统设计方法

技术领域

本申请属于航空发动机领域，特别涉及一种模型驱动的航空发动机多可靠性数据库系统设计方法。

背景技术

航空发动机具有强整体、强耦合的特点，航空发动机可靠性涉及全结构、全专业、全寿命周期、多种失效机理的多种影响因素(参见图1)，是多学科的高度综合，因此可靠性设计数据需求种类多样。另一方面，航空发动机研制过程、结构层级、结构、失效机理极其复杂，加上零件数量庞大，造成了航空发动机可靠性数据种类来源多，数据量庞大。真正有效地可靠性设计必须认识全部确定性规律，对设计员的经验依赖极高，即便如此也不能保证全部风险得到有效地闭环管控。因此可靠性设计必须作为一个系统考虑才能真正发挥效能。

现有技术中的商用可靠性设计软件及数据库存在以下缺陷：

(1)基于FRACAS的故障数据收集，主要基于质量工作程序收集内外场的故障信息，用于跟踪故障归零情况，不能用于指导可靠性设计。

(2)基于整机试车的和外场飞行的飞参数据收集，主要收集整机监控相关的性能参数，数据仅可以用于进行性能监控和故障诊断，无法用于指导结构可靠性设计。

(3)航空发动机可靠性数据现状分析

可靠性数据分散在各个孤立的系统中，可靠性数据获取及转化利用信息不通畅，缺乏连续性、系统性；结构设计与可靠性设计脱离，可靠性数据收集和处理目标不明确，不能指导设计；分析工作只在需要时进行，更新不及时、效性差；花费大量的时间在可靠性数据整理中，工作量大，多部门重复劳动多。

(4)商用软件

现有的商用可靠性设计软件及数据库存储起源于电子产品，其结构组成简单、失效机理单一、数据来源固定。不能用于航空发动机数据库建立有以下几方面的问题：

a、发动机研制过程极其复杂，研制阶段多、迭代多，技术活动多样，数据需求多样，该部分需求只能专门针对航空发动机研制提出；

b、航空发动机结构层级多、结构危险部位多、失效机理复杂、通用数据库不能解决可靠性数据主体的分层分类问题；

c、航空发动机零件种类多样，发动机的技术状态多样、不同型号的方案差异大，造成零件数量庞大，直接借用商用软件的通用数据库建立方法，会收集海量的数据，变成数据存储仓库，不能指导设计。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

发明内容

本申请的目的是提供了一种模型驱动的航空发动机多可靠性数据库系统设计方法，以解决现有技术中存在的至少一个问题。

本申请的技术方案是：

一种模型驱动的航空发动机多可靠性数据库系统设计方法，包括：

步骤一、进行可靠性数据种类需求分析，确定满足可靠性数据种类需求的多个数据库，包括：

S1.1、进行可靠性定性分析的数据种类需求分析，获取定性分析活动对应的定性分析模型库以及定性分析数据库；

S1.2、进行可靠性定量设计的数据种类需求分析，获取定量设计活动对应的定量设计模型库以及定量设计数据库；

S1.3、进行可靠性数据种类需求整合，将所述定性分析模型库、所述定性分析数据库、所述定量设计模型库以及所述定量设计数据库进行整合，得到满足可靠性数据种类需求的多个数据库；

步骤二、获取各个所述数据库的数据源，并对各个所述数据库进行数据元以及数据模块设计，以及在各个所述数据库之间进行数据逻辑架构设计。

在本申请的至少一个实施例中，S1.1中，所述进行可靠性定性分析的数据种类需求分析，获取定性分析活动对应的定性分析模型库以及定性分析数据库，包括：

S1.1.1、进行可靠性定性分析的数据种类需求分析，确定定性分析活动，所述定性分析活动包括自动化多层级组件FMECA分析、自动化设计准则符合性分析以及自动化零件FMECA分析；

S1.1.2、在部件初步方案设计阶段，获取所述自动化多层级组件FMECA分析对应的第一定性分析模型库以及第一定性分析数据库，所述第一定性分析模型库包括分层级功能可靠性模型以及发动机EBOM，所述分层级功能可靠性模型包括典型功能构型以及典型功能的失效构型，所述第一定性分析数据库包括典型功能的潜在失效模式库；

S1.1.3、在详细设计阶段，获取所述自动化设计准则符合性分析对应的第二定性分析模型库以及第二定性分析数据库，所述第二定性分析模型库包括典型功能构型、典型结构构型、典型失效构型以及发动机EBOM，所述第二定性分析数据库包括基于失效构型的设计准则库以及基于失效构型的潜在失效模式库；以及，

S1.1.4、在详细设计阶段，获取所述自动化零件FMECA分析对应的第三定性分析模型库以及第三定性分析数据库，所述第三定性分析模型库包括典型结构构型、典型结构的失效构型以及发动机EBOM，所述第三定性分析数据库包括典型结构的潜在失效模式库以及FMECA分析结果数据库。

在本申请的至少一个实施例中，S1.2中，所述进行可靠性定量设计的数据种类需求分析，获取定量设计活动对应的定量设计模型库以及定量设计数据库，包括：

S1.2.1、进行可靠性定量设计的数据种类需求分析，确定定量设计活动，所述定量设计活动包括整机可靠性指标论证、初步部件可靠性指标预计、整机可靠性指标分配、结构构型可靠性优化设计、部件可靠性指标分配、单一机理可靠性评估、单一机理可靠性优化设计、多失效系统可靠性评估；

S1.2.2、在论证阶段，获取所述整机可靠性指标论证对应的第一定量设计模型库以及第一定量设计数据库，所述第一定量设计模型库包括多元回归模型，所述第一定量设计数据库包括可靠性指标与发动机主要参数数据库；

S1.2.3、在部件初步方案设计阶段，获取所述初步部件可靠性指标预计对应的第二定量设计模型库以及第二定量设计数据库，所述第二定量设计模型库包括基本可靠性模型，所述基本可靠性模型包括典型失效构型，所述第二定量设计数据库包括按约定层级的典型部件、组件、零件清单，以及按约定层级的典型整机、部件、组件功能清单；

S1.2.4、在部件初步方案设计阶段，获取所述整机可靠性指标分配对应的第三定量设计模型库以及第三定量设计数据库，所述第三定量设计模型库包括基本可靠性模型，所述第三定量设计数据库包括典型部件的清单库以及故障数据库；

S1.2.5、在部件初步方案设计阶段，获取所述结构构型可靠性优化设计对应的第四定量设计模型库以及第四定量设计数据库，所述第四定量设计模型库包括基本可靠性模型，所述第四定量设计数据库包括潜在失效模式库；

S1.2.6、在部件初步方案设计阶段，获取所述部件可靠性指标分配对应的第五定量设计模型库以及第五定量设计数据库，所述第五定量设计模型库包括基本可靠性模型，所述基本可靠性模型包括典型失效构型，所述第五定量设计数据库包括按约定层级的典型部件、组件、零件清单、危险部位清单、失效机理清单，失效率数据清单库以及故障数据库；

S1.2.7、在详细设计阶段，获取所述单一机理可靠性评估对应的第六定量设计模型库以及第六定量设计数据库，所述第六定量设计模型库包括多源不确定性影响因素概率模型库、失效机理模型库以及可靠性仿真模型库，所述第六定量设计数据库包括不确定性影响因素原始数据库；

S1.2.8、在详细设计阶段，获取所述单一机理可靠性优化设计对应的第七定量设计模型库以及第七定量设计数据库，所述第七定量设计模型库包括多源不确定性影响因素概率模型库、失效机理模型库以及可靠性仿真模型库，所述第七定量设计数据库包括不确定性影响因素原始数据库；

S1.2.9、在详细设计阶段，获取所述多失效系统可靠性评估对应的第八定量设计模型库以及第八定量设计数据库，所述第八定量设计模型库包括典型结构失效构型库，所述第八定量设计数据库包括单一失效的可靠性评估结果数据库。

在本申请的至少一个实施例中，S1.3中，所述进行可靠性数据种类需求整合，将所述定性分析模型库、所述定性分析数据库、所述定量设计模型库以及所述定量设计数据库进行整合，得到满足可靠性数据种类需求的多个数据库，包括：

进行可靠性数据种类需求整合，将所述定性分析模型库、所述定性分析数据库、所述定量设计模型库以及所述定量设计数据库进行整合，得到基于经验数据库转化的单一数据源设计数据库子系统、经验数据库子系统以及直接设计需求数据库子系统，其中，所述基于经验数据库转化的单一数据源设计数据库子系统包括基本可靠性模型库、潜在失效模式库、可靠性设计准则库，所述经验数据库子系统包括分层级故障数据库、型号应用数据库，所述直接设计需求数据库子系统包括可靠性指标参数数据库、可靠性指标预计库、可靠性指标分配数据库、多源不确定性影响因素库以及可靠性仿真评估数据库。

在本申请的至少一个实施例中，步骤二中，所述获取各个所述数据库的数据源包括：

S2.1、以故障数据、型号潜在失效分析结果数据为主要数据源，并以所述基本可靠性模型库以及所述潜在失效模式库为桥梁统一规范各个所述数据库的模型和数据。

在本申请的至少一个实施例中，步骤二中，所述对各个所述数据库进行数据元以及数据模块设计，以及在各个所述数据库之间进行数据逻辑架构设计，包括：

S2.2.1、对所述基本可靠性模型库进行分层设计，所述基本可靠性模型库包括功能构型模块、功能失效构型模块、结构构型模块以及结构失效构型模块；

S2.2.2、建立所述潜在失效模式库，所述潜在失效模式库包括全生命周期闭环管控模块以及全生命周期定量设计模块，其中，以所述基本可靠性模型库作为数据库纵向框架，从结构构型的全结构层级实现全生命周期闭环管控模块的设计，以及从失效构型的失效传递逻辑层级实现全生命周期定量设计模块的设计；

S2.2.3、建立所述可靠性设计准则库，所述可靠性设计准则库通过提取所述潜在失效模式库的数据信息建立可靠性定性设计准则模块以及可靠性定量设计准则模块；

S2.2.4、建立所述分层级故障数据库，将故障数据信息按照所述基本可靠性模型库进行分类整理，建立分层级故障数据库的FRACAS基本信息记录模块、故障及主要性能参数模块以及基于失效构型的标准规范解析知识库模块，其中，所述故障数据信息完全对应到所述基本可靠性模型库的每一个基元，所述分层级故障数据库还用于将故障规避措施和新的故障模式动态完善数据发送至所述潜在失效模式库；

S2.2.5、建立所述型号应用数据库，所述型号应用数据库包括发动机EBOM模块、自动化多层级FMECA分析模块以及型号FMECA结果数据库模块，其中还包括建立所述型号应用数据库与所述基本可靠性模型库的映射关系，以及与所述潜在失效模式库的所述全生命周期闭环管控模块的映射关系；

S2.2.6、建立所述可靠性指标参数数据库，基于回归分析进行可靠性指标论证建立所述可靠性指标参数数据库，所述可靠性指标参数数据库包括：型号库模块、参数库模块、指标库模块，以及按照发动机分类拟合确定各类发动机的整机可靠性指标定量论证的可靠性指标论证模型库模块；

S2.2.7、建立所述可靠性指标预计库，所述可靠性指标预计库包括基本可靠性模型库模块、失效率数据库模块以及失效机理模型库模块，所述可靠性指标预计库从所述潜在失效模式库获取数据信息，并从所述可靠性指标与主要参数数据及预计模型库获取指标输入，若指标论证合理，则通过所述可靠性指标预计库进行可靠性指标预计；

S2.2.8、建立所述可靠性指标分配数据库，所述可靠性指标分配数据库包括可靠性指标分配模型库模块、指标分配失效率数据库模块以及指标分配分散性数据库，所述可靠性指标分配数据库从所述潜在失效模式库的全生命周期定量设计模块获取数据信息，当所述可靠性指标预计库的可靠性指标预计合格时，实现可靠性指标分配；

S2.2.9、建立所述多源不确定性影响因素库，所述多源不确定性影响因素库包括多源不确定性概率表征方法库模块、直接可靠性影响因素原始数据模块以及直接可靠性影响因素概率模型库模块，其中，当全生命周期定量设计模块中的失效构型的失效传递逻辑层级的最低层级的失效率数据未知时，通过所述多源不确定性影响因素库实现基于多源不确定性影响因素的不确定性量化评估；

S2.2.10、建立所述可靠性仿真评估数据库，所述可靠性仿真评估数据库包括多层级可靠性模型库模块以及多层级可靠性仿真评估方法库，其中，所述可靠性仿真评估数据库从所述基本可靠性模型库以及所述多源不确定性影响因素库获取数据信息，并将可靠性仿真评估结果发送至所述潜在失效模式库。

在本申请的至少一个实施例中，S2.2.1中，对所述基本可靠性模型库进行分层设计，包括：

建立所述功能构型模块，具体包括：确定发动机的功能约定层级，获取部件功能清单以及组件功能清单，并根据所述功能约定层级建立所述部件功能清单与所述组件功能清单之间的映射关系；

建立所述功能失效构型模块，具体包括：确定功能失效构型约定层级，获取部件功能失效清单以及组件功能失效清单，并根据所述功能失效构型约定层级建立所述部件功能失效清单与所述组件功能失效清单之间的映射关系；

建立所述结构构型模块，具体包括：确定发动机的结构约定层级，获取典型部件清单、典型组件清单、典型零件清单、典型关重件清单以及典型外协外购件清单，并根据所述结构约定层级建立所述典型部件清单、所述典型组件清单、所述典型零件清单、所述典型关重件清单、所述典型外协外购件清单之间的映射关系；

建立所述结构失效构型模块，具体包括：确定结构失效构型约定层级，获取典型失效模式清单、典型失效机理清单、危险部位清单，并根据所述结构失效构型约定层级建立所述典型失效模式清单、所述典型失效机理清单、所述危险部位清单之间的映射关系；

依次建立所述功能构型模块与所述结构构型模块之间的映射关系，所述功能构型模块与所述功能失效构型模块之间的映射关系，所述功能失效构型模块与所述结构失效构型模块之间的映射关系，所述功能失效构型模块与所述结构构型模块之间的映射关系，以及所述结构构型模块与所述结构失效构型模块之间的映射关系。

在本申请的至少一个实施例中，S2.2.2中，所述全生命周期闭环管控模块包括：基本信息元子模块、材料工艺信息子模块、工作状态与环境信息子模块、失效机理分析子模块、原因分析子模块、失效影响分析子模块、发送概率及风险子模块、仿真实物需求子模块、评估验证分析模块、风险评估补偿模块、维修性分析子模块、闭环管控措施子模块、分层指标要求子模块、方案多层指标预计结果子模块、详细设计分层级可靠性评估子模块。

在本申请的至少一个实施例中，S2.2.2中，所述全生命周期定量设计模块包括：典型结构数量子模块、同一类危险部位数量子模块、失效判据机理模型子模块、应力分析目标子模块、直接可靠性影响参数子模块、材料性能值分散性值子模块、载荷信息子模块、应力分析结果子模块、储备系数子模块、确定性设计准则子模块、指标要求子模块、可靠性系数子模块、单一构件/机理分层级概率预估结果子模块、定量指标符合性分析子模块。

在本申请的至少一个实施例中，S2.2.4中，还包括：

根据所述基本可靠性模型库的结构构型模块，确定所述FRACAS基本信息记录模块、所述故障及主要性能参数模块以及所述基于失效构型的标准规范解析知识库模块的纵向结构；

根据所述基本可靠性模型库的结构失效构型模块，实现所述FRACAS基本信息记录模块、所述故障及主要性能参数模块以及所述基于失效构型的标准规范解析知识库模块的横向要素规范化；以及

根据所述分层级故障数据库完善所述基本可靠性模型库的结构失效构型模块的构型。

发明至少存在以下有益技术效果：

本申请的模型驱动的航空发动机多可靠性数据库系统设计方法，以模型数据驱动的完整可靠性正向设计流程及技术活动为牵引建立航空发动机复杂结构全寿命周期的可靠性设计数据需求，数据可以直接用于指导可靠性设计，保证数据的系统性；通过多数据库逻辑架构设计，以可靠性指标传递为主线，建立统一的模型源和数据源，包含全部定性分析和定量设计数据需求，数据源方面，故障数据库和应用结果数据库按照该模型源和数据源进行设计，规范化方面与设计准则协同，保证全流程可靠性数据的一致性、连续性。

附图说明

图1是航空发动机可靠性传递及影响关系示意图；

图2是本申请一个实施方式的模型驱动的航空发动机多可靠性数据库系统设计流程图；

图3是本申请一个实施方式的结构可靠性分层级融合设计流程图；

图4是本申请一个实施方式的满足可靠性数据种类需求的多个数据库示意图；

图5是本申请一个实施方式的数据源获取及传递关系示意图；

图6是本申请一个实施方式的基本可靠性模型库示意图；

图7是本申请一个实施方式的基本可靠性模型树示意图；

图8是本申请一个实施方式的潜在失效模式库示意图；

图9是本申请一个实施方式的潜在失效模式库架构示意图；

图10是本申请一个实施方式的可靠性设计准则库架构示意图；

图11是本申请一个实施方式的分层级故障数据库架构示意图；

图12是本申请一个实施方式的型号应用数据库架构示意图；

图13是本申请一个实施方式的可靠性指标参数数据库架构示意图；

图14是本申请一个实施方式的可靠性指标预计库架构示意图；

图15是本申请一个实施方式的可靠性指标分配数据库架构示意图；

图16是本申请一个实施方式的多源不确定性影响因素库架构示意图；

图17是本申请一个实施方式的可靠性仿真评估数据库架构示意图；

图18是本申请一个实施方式的数据库逻辑架构设计示意图；

图19是本申请一个实施方式的多可靠性数据库系统整体示意图。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

下面结合附图1至图19对本申请做进一步详细说明。

本申请提供了一种模型驱动的航空发动机多可靠性数据库系统设计方法，如图2所示，包括以下步骤：

步骤一、进行可靠性数据种类需求分析，确定满足可靠性数据种类需求的多个数据库，包括：

S1.1、进行可靠性定性分析的数据种类需求分析，获取定性分析活动对应的定性分析模型库以及定性分析数据库；

S1.2、进行可靠性定量设计的数据种类需求分析，获取定量设计活动对应的定量设计模型库以及定量设计数据库；

S1.3、进行可靠性数据种类需求整合，将定性分析模型库、定性分析数据库、定量设计模型库以及定量设计数据库进行整合，得到满足可靠性数据种类需求的多个数据库；

步骤二、获取各个数据库的数据源，并对各个数据库进行数据元以及数据模块设计，以及在各个数据库之间进行数据逻辑架构设计。

在本申请的优选实施方案中，根据结构和可靠性深度融合整体解决方案确定的结构可靠性分层级融合设计流程如图3所示，并从中提取可靠性设计活动，包括定性分析活动和定量设计活动，并根据设计活动依次提取模型需求和数据需求。

在本申请的一个实施方式中，定性分析活动的模型和数据需求，如表1所示。

表1定性分析活动的模型和数据需求

本实施例中，S1.1中，进行可靠性数据种类需求分析的定性分析，获取定性分析活动对应的定性分析模型库以及定性数据库，包括：

S1.1.1、进行可靠性定性分析的数据种类需求分析，确定定性分析活动，定性分析活动包括自动化多层级组件FMECA分析、自动化设计准则符合性分析以及自动化零件FMECA分析，其中，FMECA分析为潜在失效分析；

S1.1.2、在部件初步方案设计阶段，获取自动化多层级组件FMECA分析对应的第一定性分析模型库以及第一定性分析数据库，第一定性分析模型库包括分层级功能可靠性模型以及发动机EBOM，分层级功能可靠性模型包括典型功能构型以及典型功能的失效构型，第一定性分析数据库包括典型功能的潜在失效模式库；

S1.1.3、在详细设计阶段，获取自动化设计准则符合性分析对应的第二定性分析模型库以及第二定性分析数据库，第二定性分析模型库包括典型功能构型、典型结构构型、典型失效构型以及发动机EBOM，第二定性分析数据库包括基于失效构型的设计准则库以及基于失效构型的潜在失效模式库；以及，

S1.1.4、在详细设计阶段，获取自动化零件FMECA分析对应的第三定性分析模型库以及第三定性分析数据库，第三定性分析模型库包括典型结构构型、典型结构的失效构型以及发动机EBOM，第三定性分析数据库包括典型结构的潜在失效模式库以及FMECA分析结果数据库。

在本申请的一个实施方式中，定量设计活动的模型和数据需求，如表2所示。

表2定量设计活动的模型和数据需求

本实施例中，S1.2中，进行可靠性定量设计的数据种类需求分析，获取定量设计活动对应的定量设计模型库以及定量设计数据库，包括：

S1.2.1、进行可靠性定量设计的数据种类需求分析，确定定量设计活动，定量设计活动包括整机可靠性指标论证、初步部件可靠性指标预计、整机可靠性指标分配、结构构型可靠性优化设计、部件可靠性指标分配、单一机理可靠性评估、单一机理可靠性优化设计、多失效系统可靠性评估；

S1.2.2、在论证阶段，获取整机可靠性指标论证对应的第一定量设计模型库以及第一定量设计数据库，第一定量设计模型库包括多元回归模型，第一定量设计数据库包括可靠性指标与发动机主要参数数据库；

S1.2.3、在部件初步方案设计阶段，获取初步部件可靠性指标预计对应的第二定量设计模型库以及第二定量设计数据库，第二定量设计模型库包括基本可靠性模型，基本可靠性模型包括典型失效构型，第二定量设计数据库包括按约定层级的典型部件、组件、零件清单，以及按约定层级的典型整机、部件、组件功能清单；

S1.2.4、在部件初步方案设计阶段，获取整机可靠性指标分配对应的第三定量设计模型库以及第三定量设计数据库，第三定量设计模型库包括基本可靠性模型，第三定量设计数据库包括典型部件的清单库以及故障数据库；

S1.2.5、在部件初步方案设计阶段，获取结构构型可靠性优化设计对应的第四定量设计模型库以及第四定量设计数据库，第四定量设计模型库包括基本可靠性模型，第四定量设计数据库包括潜在失效模式库；

S1.2.6、在部件初步方案设计阶段，获取部件可靠性指标分配对应的第五定量设计模型库以及第五定量设计数据库，第五定量设计模型库包括基本可靠性模型，基本可靠性模型包括典型失效构型，第五定量设计数据库包括按约定层级的典型部件、组件、零件清单、危险部位清单、失效机理清单，失效率数据清单库以及故障数据库；

S1.2.7、在详细设计阶段，获取单一机理可靠性评估对应的第六定量设计模型库以及第六定量设计数据库，第六定量设计模型库包括多源不确定性影响因素概率模型库、失效机理模型库以及可靠性仿真模型库，第六定量设计数据库包括不确定性影响因素原始数据库；

S1.2.8、在详细设计阶段，获取单一机理可靠性优化设计对应的第七定量设计模型库以及第七定量设计数据库，第七定量设计模型库包括多源不确定性影响因素概率模型库、失效机理模型库以及可靠性仿真模型库，第七定量设计数据库包括不确定性影响因素原始数据库；

S1.2.9、在详细设计阶段，获取多失效系统可靠性评估对应的第八定量设计模型库以及第八定量设计数据库，第八定量设计模型库包括典型结构失效构型库，第八定量设计数据库包括单一失效的可靠性评估结果数据库。

进一步，将上述确定的可靠性数据种类需求进行整合，从而确定数据库需求。为保证持续稳定的数据源，将数据库系统初步分为三个一级子系统包括：经验数据库系统、经验数据库转化的单一数据源设计数据库系统以及直接设计需求数据库系统。以失效构型库为经验数据库、设计数据库和直接设计需求数据库转化继承的桥梁。经验数据库作为设计数据库的数据源，设计数据库作为直接设计需求数据库的数据源。

本实施例中，S1.3中，进行可靠性数据种类需求整合，将定性分析模型库、定性分析数据库、定量设计模型库以及定量设计数据库进行整合，得到满足可靠性数据种类需求的多个数据库，包括：

进行可靠性数据种类需求整合，将定性分析模型库、定性分析数据库、定量设计模型库以及定量设计数据库进行整合，得到基于经验数据库转化的单一数据源设计数据库子系统、经验数据库子系统以及直接设计需求数据库子系统，其中，基于经验数据库转化的单一数据源设计数据库子系统包括基本可靠性模型库、潜在失效模式库、可靠性设计准则库，经验数据库子系统包括分层级故障数据库、型号应用数据库，直接设计需求数据库子系统包括可靠性指标参数数据库、可靠性指标预计库、可靠性指标分配数据库、多源不确定性影响因素库以及可靠性仿真评估数据库。各个数据库所属子系统具体如图4所示。

其中，基本可靠性模型库中包含：

功能及失效数据库：分层级的功能及功能失效构型、分层级功能清单、功能失效清单；

结构及失效数据库：分层级结构构型、结构失效构型、按约定层级的典型结构及失效构型的潜在失效模式库；

故障数据库中包含故障基本信息、失效率信息等；型号应用数据库中包含发动机EBOM库、自动化多层级FMECA分析库等。

本申请的模型驱动的航空发动机多可靠性数据库系统设计方法，在得到满足可靠性数据种类需求的多个数据库后，首先获取各个数据库的数据源，各类可靠性数据库建立有赖于持续稳定的数据源，如图5所示，本实施例中，S2.1、以故障数据、型号潜在失效分析结果数据为主要数据源，并以基本可靠性模型库以及潜在失效模式库为桥梁统一规范各个数据库的模型和数据。以故障数据、型号潜在失效分析结果数据为主要数据源，借助设计流程细化数据需求，以基本可靠性模型库中的失效构型和潜在失效模式库为桥梁统一规范模型和数据，形成满足各种设计需求的可靠性设计数据库。

本申请的模型驱动的航空发动机多可靠性数据库系统设计方法，多可靠性数据库系统设计流程全部围绕整机可靠性指标的分解传递开展，实质就是将指标分解到所有的结构、结构的接口，并进而分解到单一结构的不同机理特性、进而分解到结构部位、最后分解至结构、材料、载荷设计参数，实现可靠性与结构一体化设计。因此不同的可靠性分析、设计技术活动既独立存在，又必须作为一个整体。据此确定多可靠性数据库系统的逻辑架构。具体做法是以航空发动机的典型失效构型为唯一可靠性建模来源，并以航空发动机典型失效构型为数据库的对象，建立基于失效构型的潜在失效模式库，作为各设计需求对应可靠性分析、设计数据的唯一来源。提取其余模块数据的详细设计需求并进行融合完成该唯一模型源和数据源对应两个模块数据元的具体设计，建立该两个模块数据像其余各模块进行数据传输的策略；同时建立各个模块应用反馈完善机制。

本实施例中，步骤二中，还包括S2.2、对各个数据库进行数据元以及数据模块设计，以及在各个数据库之间进行数据逻辑架构设计，包括：

S2.2.1、对基本可靠性模型库进行分层设计，该基本可靠性模型库包括功能构型模块、功能失效构型模块、结构构型模块以及结构失效构型模块；

本实施例中，首先建立基本可靠性模型库，如图6所示的数据库一，数据来源于已有各型号的功能和功能失效分析、结构清单、装配层级和失效分析结果归纳整理而得。其中，对基本可靠性模型库进行分层设计，具体为：

建立功能构型模块，具体包括：确定发动机的功能约定层级，获取部件功能清单以及组件功能清单，并根据功能约定层级建立部件功能清单与组件功能清单之间的映射关系；

建立功能失效构型模块，具体包括：确定功能失效构型约定层级，获取部件功能失效清单以及组件功能失效清单，并根据功能失效构型约定层级建立部件功能失效清单与组件功能失效清单之间的映射关系；

建立结构构型模块，具体包括：确定发动机的结构约定层级，获取典型部件清单、典型组件清单、典型零件清单、典型关重件清单以及典型外协外购件清单，并根据结构约定层级建立典型部件清单、典型组件清单、典型零件清单、典型关重件清单、典型外协外购件清单之间的映射关系；

建立结构失效构型模块，具体包括：确定结构失效构型约定层级，获取典型失效模式清单、典型失效机理清单、危险部位清单，并根据结构失效构型约定层级建立典型失效模式清单、典型失效机理清单、危险部位清单之间的映射关系；

依次建立功能构型模块与结构构型模块之间的映射关系，功能构型模块与功能失效构型模块之间的映射关系，功能失效构型模块与结构失效构型模块之间的映射关系，功能失效构型模块与结构构型模块之间的映射关系，以及结构构型模块与结构失效构型模块之间的映射关系。

本实施例中，基本可靠性模型库设计如图7所示，主要建立发动机功能、结构、失效之间的映射关系形成失效构型树，该失效构型唯一决定了定量设计用可靠性建模、数据库建立的基本元素和逻辑关系。保证数据模型的一致性，保证数据在设计中稳定传递和有效继承。

在该基本可靠性模型库设计中，首先将单一数据源的模块细分为功能构型、功能失效构型、结构构型和结构失效构型四个模块。在建立功能构型模块时，具体建立方法为确定发动机功能约定层级，依次建立等同于部件、组件的功能清单，然后分析不同层级功能之间的包含关系，建立不同层级功能之间的映射关系，形成发动机功能树模型。在建立结构构型模块时，建立方法为确定发动机的结构约定层级，并依次建立典型部件清单、典型组件清单、典型零件清单、外协外购件清单；分析部件不同约定层级之间的包含关系，建立不同层级的映射关系，形成发动机结构树模型。在建立结构失效构型模块时，建立方法为确定结构构型的约定层级，依次建立典型结构的失效模式清单、各模式对应的失效机理清单、具体结构的某一失效模式对应的特定失效机理的危险部位清单；通过关联对应建立不同层级的关联关系，形成典型结构的失效构型树。最后依次建立不同层级功能与结构的映射关系，建立不同层级功能和功能失效之间映射关系，不同层级结构和结构失效的映射关系以及不同层级功能和结构的映射关系。

进一步，S2.2.2、建立潜在失效模式库，潜在失效模式库包括全生命周期闭环管控模块以及全生命周期定量设计模块，其中，以基本可靠性模型库作为数据库纵向框架，从结构构型的全结构层级实现全生命周期闭环管控模块的设计，以及从失效构型的失效传递逻辑层级实现全生命周期定量设计模块的设计；

潜在失效模式库用于为全研制阶段的定性分析、定量设计和评估提供一致的数据源，同时为全寿命周期风险闭环管控提供统一的模板。根据多可靠性数据库系统逻辑架构设计关于数据库二的逻辑架构设计需要包含两个模块，全生命周期闭环管控模块以及全生命周期定量设计模块。下面依次介绍对应模块数据元设置。

如图8-9所示，为实现全生命周期闭环管控、自动化FMECA分析及设计准则更新完善，全生命周期闭环管控模块以结构构型为数据对象，数据流采取模块化设计，本实施例中，设计的该全生命周期闭环管控模块包括：基本信息元子模块、材料工艺信息子模块、工作状态与环境信息子模块、失效机理分析子模块、原因分析子模块、失效影响分析子模块、发送概率及风险子模块、仿真实物需求子模块、评估验证分析模块、风险评估补偿模块、维修性分析子模块、闭环管控措施子模块，上述模块均为固定模块；另有继承定量评估结果进行定量预计模块设计，包括分层指标要求子模块、方案多层指标预计结果子模块、详细设计分层级可靠性评估子模块，为风险预估提供参考。下面通过表3-14依次介绍12个数据元的具体设计设置和数据要求。其中，表头为数据源的分解，表格第二行为对应数据的责任专业，第三行为对应的具体数据元的详细要求。

表3潜在失效模式库全生命周期闭环管控模块-基本信息元子模块要求

表4潜在失效模式库全生命周期闭环管控模块-材料工艺信息子模块要求

表5潜在失效模式库全生命周期闭环管控模块-工作状态与环境信息子模块要求

表6潜在失效模式库全生命周期闭环管控模块-失效机理分析子模块要求

表7潜在失效模式库全生命周期闭环管控模块-原因分析子模块要求

表8潜在失效模式库全生命周期闭环管控模块-失效影响分析子模块要求

表9潜在失效模式库全生命周期闭环管控模块-发送概率及风险子模块

表10潜在失效模式库全生命周期闭环管控模块-仿真实物需求子模块要求

表11潜在失效模式库全生命周期闭环管控模块-评估验证分析模块要求

表12潜在失效模式库全生命周期闭环管控模块-风险评估补偿模块要求

表13潜在失效模式库全生命周期闭环管控模块-维修性分析子模块要求

表14潜在失效模式库全生命周期闭环管控模块-闭环管控措施子模块要求

本实施例中，在结构构型之下继续延伸零件和组件的失效构型实现可靠性指标的定量评价的全生命周期定量设计模块包括以下14个数据元：典型结构数量子模块、同一类危险部位数量子模块、失效判据机理模型子模块、应力分析目标子模块、直接可靠性影响参数子模块、材料性能值分散性值子模块、载荷信息子模块、应力分析结果子模块、储备系数子模块、确定性设计准则子模块、指标要求子模块、可靠性系数子模块、单一构件/机理分层级概率预估结果子模块、定量指标符合性分析子模块。其中，指标要求子模块、可靠性系数子模块、单一构件/机理分层级概率预估结果子模块、定量指标符合性分析子模块为定量预计模块设计。

本申请的模型驱动的航空发动机多可靠性数据库系统设计方法，以基本可靠性模型库(数据库一)作为数据库纵向框架。分两个层次，第一层级从整机-部件-组件-结零件作为数据库的主体，吸收FMECA、设计准则符合性分析等定性分析为主的需求，扩展每一主体的列信息，建立潜在失效模式库(数据库二)；第二层级从上述各层级分别出发至失效模式对应的失效机理、失效部位层级，作为第二层数据库的纵向主体，吸收可靠性定量设计预估所需的定量设计数据扩展每一主体的列信息，进一步完成潜在失效模式库的第二层级的建设，各数据元初始数据根据过往所有型号的故障数据库、FMECA、FTA、FHA归纳而得。

S2.2.3、建立可靠性设计准则库，可靠性设计准则库通过提取潜在失效模式库的数据信息建立可靠性定性设计准则模块以及可靠性定量设计准则模块，参见图10；

本实施例中，根据潜在失效模式库(数据库二)建立对应可靠性设计准则，设计准则的主体依旧是结构构型和失效构型，提取潜在失效模式库中设计、加工、装配和使用补偿措施建立对应的定性设计准则，从而建立可靠性定性设计准则模块，同时提取潜在失效模式库中对应各层级失效后果等级按照统一的风险可接受原则，确定最低可靠性指标要求作为可靠性定量设计准则数据，从而建立可靠性定量设计准则模块。

S2.2.4、建立分层级故障数据库，将故障数据信息按照基本可靠性模型库进行分类整理，建立分层级故障数据库的FRACAS基本信息记录模块、故障及主要性能参数模块以及基于失效构型的标准规范解析知识库模块，其中，故障数据信息完全对应到基本可靠性模型库的每一个基元，分层级故障数据库还用于将故障规避措施和新的故障模式动态完善数据发送至潜在失效模式库，参见图11；

在建立分层级故障数据库时，原始故障信息按照典型发动机的基本可靠性模型确定分层级故障数据库的分层约定对象进行分类整理，原始故障信息应包含定量设计的数据需求，包含基本故障信息、故障及主要性能参数、标准规范按失效构型解析的故障数据库。故障数据信息完全对应到基本可靠性模型的每一个基元可以有效服务其它技术活动。

在本申请的一个实施例中，根据基本可靠性模型库的结构构型模块，确定FRACAS基本信息记录模块、故障及主要性能参数模块以及基于失效构型的标准规范解析知识库模块的纵向结构；根据基本可靠性模型库的结构失效构型模块，实现FRACAS基本信息记录模块、故障及主要性能参数模块以及基于失效构型的标准规范解析知识库模块的横向要素规范化；以及根据分层级故障数据库完善基本可靠性模型库的结构失效构型模块的构型。

S2.2.5、建立型号应用数据库，型号应用数据库包括发动机EBOM模块、自动化多层级FMECA分析模块以及型号FMECA结果数据库模块，其中还包括建立型号应用数据库与基本可靠性模型库的映射关系，以及与潜在失效模式库的全生命周期闭环管控模块的映射关系，参见图12；

本实施例中，基于潜在失效模式库(数据库二)，进行结构设计方案(BOM)与潜在失效模式库第一层级结构构型的映射(也可以建立基本可靠性模型和BOM相对应的编码规则自动映射)，实现潜在失效模式库信息自动继承至新设计方案的各结构层级，实现自动化的FMECA分析，并视情补充分析新结构、新材料、新工艺引入的全新的失效模式及分析结果，其中，新结构对应完善基本可靠性模型数据库一、分析新结构新材料、新工艺对应的新的分析结果的数据完善更新潜在失效模式库；新故障发生也需将故障信息包括新的故障模式对应更新至潜在失效模式库。

S2.2.6、建立可靠性指标参数数据库，基于回归分析进行可靠性指标论证建立可靠性指标参数数据库，可靠性指标参数数据库包括：型号库模块、参数库模块、指标库模块，以及按照发动机分类拟合确定各类发动机的整机可靠性指标定量论证的可靠性指标论证模型库模块，参见图13；

本实施例中，收集国内外型号的主要性能参数及可靠性指标，选取功能性能相似的发动机型号，基于回归分析进行可靠性指标论证，建立国内外各型发动机的可靠性指标和主要参数数据库；并按照发动机分类拟合确定各类发动机的整机可靠性指标定量论证的回归模型库(即可靠性指标论证模型库模块)，随数据量增多不断地更新。

S2.2.7、建立可靠性指标预计库，可靠性指标预计库包括基本可靠性模型库模块、失效率数据库模块以及失效机理模型库模块，可靠性指标预计库从潜在失效模式库获取数据信息，并从可靠性指标与主要参数数据及预计模型库获取指标输入，若指标论证合理，则通过可靠性指标预计库进行可靠性指标预计，参见图14；

本实施例中，根据型号的初始状态建立型号的不同状态的基本可靠性模型库，并动态更新该型号通用的基本可靠性模型库；建立典型件以及典型的组合失效模式的失效率数据库，根据对应失效的失效机理类型和失效机理模型确定失效机理模型库，通过输入指定的参数，输出组合失效、单一失效机理对应失效率的计算。

如整机指标论证合理，则接受该指标，进行可靠性指标预计，需要从潜在失效模式库第一层数据库获取基本可靠性模型、最低层级的失效率数据，如失效率未知，未发生过，则需要根据潜在失效模式库第二层的数据信息获取对应数据根据机理模型进行最低层级可靠性指标预估。将初步设计方案与基本可靠性模型及数据进行映射，完成根据串联模型完成各层级可靠性指标的预计，预计合格则进一步开展整机指标分配，不合格则需要调整设计方案。

S2.2.8、建立可靠性指标分配数据库，可靠性指标分配数据库包括可靠性指标分配模型库模块、指标分配失效率数据库模块以及指标分配分散性数据库，可靠性指标分配数据库从潜在失效模式库的全生命周期定量设计模块获取数据信息，当可靠性指标预计库的可靠性指标预计合格时，实现可靠性指标分配，参见图15；

根据型号的初始状态建立型号的不同状态的可靠性指标分配模型库，并动态更新该型号通用的可靠性指标分配模型库；建立不同层级按失效机理分类的失效率数据及失效率比例；根据材料性能记录基本模型元的材料性能分散性、记录预设的应力分散性信息，并记录应力分散性校核状态和校核结果，如未进行校核则只记录校核状态。

本实施例中，如指标预计合格则需要进行整机可靠性指标分配，依旧需要部件模型、部件故障率数据；分配结果与部件层预计结果对比，如果高于则需要重新调整方案。如果不高于则满足要求，继续进行部件可靠性指标分配、需要依次分解至机理、组件、零件、失效部位，需要对应的设计方案、部件基本可靠性模型、失效机理故障率数据，从潜在失效模式库的第二层获取对应源数据信息，各层级分配结果与各层级指标预计结果进行对比，分配结果低于预计结果方可进行下一步，否则均需调整方案。

S2.2.9、建立多源不确定性影响因素库，多源不确定性影响因素库包括多源不确定性概率表征方法库模块、直接可靠性影响因素原始数据模块以及直接可靠性影响因素概率模型库模块，其中，当全生命周期定量设计模块中的失效构型的失效传递逻辑层级的最低层级的失效率数据未知时，通过多源不确定性影响因素库实现基于多源不确定性影响因素的不确定性量化评估，参见图16；

根据潜在失效模式库收集的不同失效机理的影响因素合集，动态收集不同型号的影响因素原始数据信息，对影响因素进行分类建立影响因素概率表征方法库，实现对原始数据的及时处理，生成不确定影响因素的概率模型库。

本实施例中，失效构型约定层级最低层级的失效率数据未知时，以及进行新方案单一机理可靠性评估时，需要各可靠性影响参数的概率模型，需要不确定性影响因素的原始数据库、对应的概率模型库，因为数据种类多样，概率建模方法多样，因此需要对应的方法库，方便结合各类新数据及时更新模型库。

S2.2.10、建立可靠性仿真评估数据库，可靠性仿真评估数据库包括多层级可靠性模型库模块以及多层级可靠性仿真评估方法库，其中，可靠性仿真评估数据库从基本可靠性模型库以及多源不确定性影响因素库获取数据信息，并将可靠性仿真评估结果发送至潜在失效模式库，参见图17。

目前可靠性仿真评估有两类，一类是基于蒙特卡洛等抽样仿真，另一类是建立代理模型进行可靠性评估。这两类都不适用于工程研制，前者存在计算效率低的问题，后者存在计算精度差的问题。在现有技术发展基础上，可靠性仿真评估的精度和效率暂时无法满足发动机研制的工程需求。但是是模型和数据库驱动可靠性设计的进一步发展的必经之路，随着仿真能力提升，未来可靠性仿真评估也必将适用于工程研制，因此需要预留可靠性仿真评估方法数据库模块，包括多层级可靠性仿真模型库模块和多层级可靠性仿真评估方法库模块，根据工程积累逐步收集不同层级的代理模型，并显性化显示主要影响参数，通过输入参数信息实现快速预估；同时设置可靠性仿真方法库，可以在时间允许的情况下进行可靠性仿真评估。在真正投入工程应用之前完成可靠性仿真评估方法库，同时在排故的个性化仿真评估时也可应用，逐步积累可靠性仿真模型库。

本申请的模型驱动的航空发动机多可靠性数据库系统设计方法，通过上述步骤完成了数据库一-数据库十各模块的数据元设置、数据模块设计，以及各个所述数据库之间的数据逻辑架构设计，参见图18。将数据库一和数据库二的具体数据源设计结果融入数据库系统的逻辑架构设计中构成完整的多可靠性数据库系统如图19所示。

本申请的模型驱动的航空发动机多可靠性数据库系统设计方法，具有以下优点：

(1)以模型数据驱动的完整可靠性正向设计流程及技术活动为牵引建立航空发动机复杂结构全寿命周期的可靠性设计数据需求，数据可以直接用于指导可靠性设计，保证数据的系统性，解决了现有数据不能直接指导可靠性设计的问题；

(2)通过多数据库逻辑架构设计，以可靠性指标传递为主线，建立统一的模型源和数据源，包含全部定性分析和定量设计数据需求，数据源方面，故障数据库和应用结果数据库按照该模型源和数据源进行设计，规范化方面与设计准则协同，保证全流程可靠性数据的一致性、连续性，解决了现有技术中可靠性数据分散、转化利用率差、海量数据仓库不能指导设计的问题；

(3)在常用产品基于零组件清单进行基本可靠性建模的基础上，针对航空发动机的失效特点，扩充基本可靠性建模的内涵，提出复杂结构失效构型的概念。数据库纵向基于航空发动机复杂结构失效构型，按部件建立模型(以失效构型为唯一建模来源)驱动的可靠性设计数据建立方法，实现航空发动机多结构层级、多结构危险部位、多失效机理分层分类设计，解决了现有技术中由于航空发动机结构层级多、结构危险部位多、失效机理复杂、通用数据库不能解决可靠性数据主体的分层分类问题；

(4)基于构型定义并建立作为唯一可靠性设计数据源的潜在失效模式库，通过典型件与不同技术状态不同方案发动机的EBOM映射实现数据快速传递，实现设计数据的快速传递和继承；包括自动化的FMECA分析、自动化的设计准则符合性分析、数据库与设计准则联动实现设计数据及时转化为设计准则，从输入数据、数据应用、数据转化为准则经验进行无缝衔接，实现数据信息动态更新，具有高度的时效性，解决了现有技术中可靠性数据失效性差的问题；

(5)全生命周期闭环管控数据库模块的数据横向通过数据要素的模块化管理满足全研制过程不同阶段的数据需求和数据传递联动，不同模块由不同专业协同完成，实现多专业之间数据共享和联动，解决了现有技术中多专业数据不共享，重复工作的问题；

(6)定量设计模块数据深入到影响因素，可以直接实现可靠性指标的定量预估，解决了现有技术中可靠性数据不能支撑定量设计评价的问题。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种模型驱动的航空发动机多可靠性数据库系统设计方法，其特征在于，包括：

步骤一、进行可靠性数据种类需求分析，确定满足可靠性数据种类需求的多个数据库，包括：

S1.1、进行可靠性定性分析的数据种类需求分析，获取定性分析活动对应的定性分析模型库以及定性分析数据库；

S1.2、进行可靠性定量设计的数据种类需求分析，获取定量设计活动对应的定量设计模型库以及定量设计数据库；

S1.3、进行可靠性数据种类需求整合，将所述定性分析模型库、所述定性分析数据库、所述定量设计模型库以及所述定量设计数据库进行整合，得到满足可靠性数据种类需求的多个数据库；

步骤二、获取各个所述数据库的数据源，并对各个所述数据库进行数据元以及数据模块设计，以及在各个所述数据库之间进行数据逻辑架构设计；

S1.1中，所述进行可靠性定性分析的数据种类需求分析，获取定性分析活动对应的定性分析模型库以及定性分析数据库，包括：

S1.1.1、进行可靠性定性分析的数据种类需求分析，确定定性分析活动，所述定性分析活动包括自动化多层级组件FMECA分析、自动化设计准则符合性分析以及自动化零件FMECA分析；

S1.1.2、在部件初步方案设计阶段，获取所述自动化多层级组件FMECA分析对应的第一定性分析模型库以及第一定性分析数据库，所述第一定性分析模型库包括分层级功能可靠性模型以及发动机EBOM，所述分层级功能可靠性模型包括典型功能构型以及典型功能的失效构型，所述第一定性分析数据库包括典型功能的潜在失效模式库；

S1.1.3、在详细设计阶段，获取所述自动化设计准则符合性分析对应的第二定性分析模型库以及第二定性分析数据库，所述第二定性分析模型库包括典型功能构型、典型结构构型、典型失效构型以及发动机EBOM，所述第二定性分析数据库包括基于失效构型的设计准则库以及基于失效构型的潜在失效模式库；以及，

S1.1.4、在详细设计阶段，获取所述自动化零件FMECA分析对应的第三定性分析模型库以及第三定性分析数据库，所述第三定性分析模型库包括典型结构构型、典型结构的失效构型以及发动机EBOM，所述第三定性分析数据库包括典型结构的潜在失效模式库以及FMECA分析结果数据库；

S1.2中，所述进行可靠性定量设计的数据种类需求分析，获取定量设计活动对应的定量设计模型库以及定量设计数据库，包括：

S1.2.1、进行可靠性定量设计的数据种类需求分析，确定定量设计活动，所述定量设计活动包括整机可靠性指标论证、初步部件可靠性指标预计、整机可靠性指标分配、结构构型可靠性优化设计、部件可靠性指标分配、单一机理可靠性评估、单一机理可靠性优化设计、多失效系统可靠性评估；

S1.2.2、在论证阶段，获取所述整机可靠性指标论证对应的第一定量设计模型库以及第一定量设计数据库，所述第一定量设计模型库包括多元回归模型，所述第一定量设计数据库包括可靠性指标与发动机主要参数数据库；

S1.2.3、在部件初步方案设计阶段，获取所述初步部件可靠性指标预计对应的第二定量设计模型库以及第二定量设计数据库，所述第二定量设计模型库包括基本可靠性模型，所述基本可靠性模型包括典型失效构型，所述第二定量设计数据库包括按约定层级的典型部件、组件、零件清单，以及按约定层级的典型整机、部件、组件功能清单；

S1.2.4、在部件初步方案设计阶段，获取所述整机可靠性指标分配对应的第三定量设计模型库以及第三定量设计数据库，所述第三定量设计模型库包括基本可靠性模型，所述第三定量设计数据库包括典型部件的清单库以及故障数据库；

S1.2.5、在部件初步方案设计阶段，获取所述结构构型可靠性优化设计对应的第四定量设计模型库以及第四定量设计数据库，所述第四定量设计模型库包括基本可靠性模型，所述第四定量设计数据库包括潜在失效模式库；

S1.2.6、在部件初步方案设计阶段，获取所述部件可靠性指标分配对应的第五定量设计模型库以及第五定量设计数据库，所述第五定量设计模型库包括基本可靠性模型，所述基本可靠性模型包括典型失效构型，所述第五定量设计数据库包括按约定层级的典型部件、组件、零件清单、危险部位清单、失效机理清单，失效率数据清单库以及故障数据库；

S1.2.7、在详细设计阶段，获取所述单一机理可靠性评估对应的第六定量设计模型库以及第六定量设计数据库，所述第六定量设计模型库包括多源不确定性影响因素概率模型库、失效机理模型库以及可靠性仿真模型库，所述第六定量设计数据库包括不确定性影响因素原始数据库；

S1.2.8、在详细设计阶段，获取所述单一机理可靠性优化设计对应的第七定量设计模型库以及第七定量设计数据库，所述第七定量设计模型库包括多源不确定性影响因素概率模型库、失效机理模型库以及可靠性仿真模型库，所述第七定量设计数据库包括不确定性影响因素原始数据库；

S1.2.9、在详细设计阶段，获取所述多失效系统可靠性评估对应的第八定量设计模型库以及第八定量设计数据库，所述第八定量设计模型库包括典型结构失效构型库，所述第八定量设计数据库包括单一失效的可靠性评估结果数据库。

2.根据权利要求1所述的模型驱动的航空发动机多可靠性数据库系统设计方法，其特征在于，S1.3中，所述进行可靠性数据种类需求整合，将所述定性分析模型库、所述定性分析数据库、所述定量设计模型库以及所述定量设计数据库进行整合，得到满足可靠性数据种类需求的多个数据库，包括：

进行可靠性数据种类需求整合，将所述定性分析模型库、所述定性分析数据库、所述定量设计模型库以及所述定量设计数据库进行整合，得到基于经验数据库转化的单一数据源设计数据库子系统、经验数据库子系统以及直接设计需求数据库子系统，其中，所述基于经验数据库转化的单一数据源设计数据库子系统包括基本可靠性模型库、潜在失效模式库、可靠性设计准则库，所述经验数据库子系统包括分层级故障数据库、型号应用数据库，所述直接设计需求数据库子系统包括可靠性指标参数数据库、可靠性指标预计库、可靠性指标分配数据库、多源不确定性影响因素库以及可靠性仿真评估数据库。

3.根据权利要求2所述的模型驱动的航空发动机多可靠性数据库系统设计方法，其特征在于，步骤二中，所述获取各个所述数据库的数据源包括：

S2.1、以故障数据、型号潜在失效分析结果数据为主要数据源，并以所述基本可靠性模型库以及所述潜在失效模式库为桥梁统一规范各个所述数据库的模型和数据。

4.根据权利要求3所述的模型驱动的航空发动机多可靠性数据库系统设计方法，其特征在于，步骤二中，所述对各个所述数据库进行数据元以及数据模块设计，以及在各个所述数据库之间进行数据逻辑架构设计，包括：

S2.2.1、对所述基本可靠性模型库进行分层设计，所述基本可靠性模型库包括功能构型模块、功能失效构型模块、结构构型模块以及结构失效构型模块；

S2.2.2、建立所述潜在失效模式库，所述潜在失效模式库包括全生命周期闭环管控模块以及全生命周期定量设计模块，其中，以所述基本可靠性模型库作为数据库纵向框架，从结构构型的全结构层级实现全生命周期闭环管控模块的设计，以及从失效构型的失效传递逻辑层级实现全生命周期定量设计模块的设计；

S2.2.3、建立所述可靠性设计准则库，所述可靠性设计准则库通过提取所述潜在失效模式库的数据信息建立可靠性定性设计准则模块以及可靠性定量设计准则模块；

S2.2.4、建立所述分层级故障数据库，将故障数据信息按照所述基本可靠性模型库进行分类整理，建立分层级故障数据库的FRACAS基本信息记录模块、故障及主要性能参数模块以及基于失效构型的标准规范解析知识库模块，其中，所述故障数据信息完全对应到所述基本可靠性模型库的每一个基元，所述分层级故障数据库还用于将故障规避措施和新的故障模式动态完善数据发送至所述潜在失效模式库；

S2.2.5、建立所述型号应用数据库，所述型号应用数据库包括发动机EBOM模块、自动化多层级FMECA分析模块以及型号FMECA结果数据库模块，其中还包括建立所述型号应用数据库与所述基本可靠性模型库的映射关系，以及与所述潜在失效模式库的所述全生命周期闭环管控模块的映射关系；

S2.2.6、建立所述可靠性指标参数数据库，基于回归分析进行可靠性指标论证建立所述可靠性指标参数数据库，所述可靠性指标参数数据库包括：型号库模块、参数库模块、指标库模块，以及按照发动机分类拟合确定各类发动机的整机可靠性指标定量论证的可靠性指标论证模型库模块；

S2.2.7、建立所述可靠性指标预计库，所述可靠性指标预计库包括基本可靠性模型库模块、失效率数据库模块以及失效机理模型库模块，所述可靠性指标预计库从所述潜在失效模式库获取数据信息，并从所述可靠性指标与主要参数数据及预计模型库获取指标输入，若指标论证合理，则通过所述可靠性指标预计库进行可靠性指标预计；

S2.2.8、建立所述可靠性指标分配数据库，所述可靠性指标分配数据库包括可靠性指标分配模型库模块、指标分配失效率数据库模块以及指标分配分散性数据库，所述可靠性指标分配数据库从所述潜在失效模式库的全生命周期定量设计模块获取数据信息，当所述可靠性指标预计库的可靠性指标预计合格时，实现可靠性指标分配；

S2.2.9、建立所述多源不确定性影响因素库，所述多源不确定性影响因素库包括多源不确定性概率表征方法库模块、直接可靠性影响因素原始数据模块以及直接可靠性影响因素概率模型库模块，其中，当全生命周期定量设计模块中的失效构型的失效传递逻辑层级的最低层级的失效率数据未知时，通过所述多源不确定性影响因素库实现基于多源不确定性影响因素的不确定性量化评估；

S2.2.10、建立所述可靠性仿真评估数据库，所述可靠性仿真评估数据库包括多层级可靠性模型库模块以及多层级可靠性仿真评估方法库，其中，所述可靠性仿真评估数据库从所述基本可靠性模型库以及所述多源不确定性影响因素库获取数据信息，并将可靠性仿真评估结果发送至所述潜在失效模式库。

5.根据权利要求4所述的模型驱动的航空发动机多可靠性数据库系统设计方法，其特征在于，S2.2.1中，对所述基本可靠性模型库进行分层设计，包括：

建立所述功能构型模块，具体包括：确定发动机的功能约定层级，获取部件功能清单以及组件功能清单，并根据所述功能约定层级建立所述部件功能清单与所述组件功能清单之间的映射关系；

建立所述功能失效构型模块，具体包括：确定功能失效构型约定层级，获取部件功能失效清单以及组件功能失效清单，并根据所述功能失效构型约定层级建立所述部件功能失效清单与所述组件功能失效清单之间的映射关系；

建立所述结构构型模块，具体包括：确定发动机的结构约定层级，获取典型部件清单、典型组件清单、典型零件清单、典型关重件清单以及典型外协外购件清单，并根据所述结构约定层级建立所述典型部件清单、所述典型组件清单、所述典型零件清单、所述典型关重件清单、所述典型外协外购件清单之间的映射关系；

建立所述结构失效构型模块，具体包括：确定结构失效构型约定层级，获取典型失效模式清单、典型失效机理清单、危险部位清单，并根据所述结构失效构型约定层级建立所述典型失效模式清单、所述典型失效机理清单、所述危险部位清单之间的映射关系；

依次建立所述功能构型模块与所述结构构型模块之间的映射关系，所述功能构型模块与所述功能失效构型模块之间的映射关系，所述功能失效构型模块与所述结构失效构型模块之间的映射关系，所述功能失效构型模块与所述结构构型模块之间的映射关系，以及所述结构构型模块与所述结构失效构型模块之间的映射关系。

6.根据权利要求5所述的模型驱动的航空发动机多可靠性数据库系统设计方法，其特征在于，S2.2.2中，所述全生命周期闭环管控模块包括：基本信息元子模块、材料工艺信息子模块、工作状态与环境信息子模块、失效机理分析子模块、原因分析子模块、失效影响分析子模块、发送概率及风险子模块、仿真实物需求子模块、评估验证分析模块、风险评估补偿模块、维修性分析子模块、闭环管控措施子模块、分层指标要求子模块、方案多层指标预计结果子模块、详细设计分层级可靠性评估子模块。

7.根据权利要求6所述的模型驱动的航空发动机多可靠性数据库系统设计方法，其特征在于，S2.2.2中，所述全生命周期定量设计模块包括：典型结构数量子模块、同一类危险部位数量子模块、失效判据机理模型子模块、应力分析目标子模块、直接可靠性影响参数子模块、材料性能值分散性值子模块、载荷信息子模块、应力分析结果子模块、储备系数子模块、确定性设计准则子模块、指标要求子模块、可靠性系数子模块、单一构件/机理分层级概率预估结果子模块、定量指标符合性分析子模块。

8.根据权利要求5所述的模型驱动的航空发动机多可靠性数据库系统设计方法，其特征在于，S2.2.4中，还包括：

根据所述基本可靠性模型库的结构构型模块，确定所述FRACAS基本信息记录模块、所述故障及主要性能参数模块以及所述基于失效构型的标准规范解析知识库模块的纵向结构；

根据所述基本可靠性模型库的结构失效构型模块，实现所述FRACAS基本信息记录模块、所述故障及主要性能参数模块以及所述基于失效构型的标准规范解析知识库模块的横向要素规范化；以及

根据所述分层级故障数据库完善所述基本可靠性模型库的结构失效构型模块的构型。