海洋平台钻机集成监控系统的可靠性多目标优化

王鸿雁，肖文生

（1.青岛科技大学 机电工程学院，山东 青岛 266061；2.中国石油大学（华东）机电工程学院，山东 青岛 266580；3.中国石油勘探开发研究院，北京 100083）

0 引言

随着海洋钻采深度的增加，海洋钻采设备控制系统的规模和复杂性不断提高，系统可靠性优化变得尤为重要，难度也逐渐增加。现代设计中，通常采用高可靠性的产品或者冗余技术提高系统的可靠性。然而，高可靠性产品受技术水平的限制，冗余技术会增加系统的成本、重量、体积［1-9］。当采用高可靠性产品造成等待时间长且成本迅速增加时，就要采用冗余设计。因此，在系统可靠性和成本等约束条件下，必须有一个有效的方法来解决可靠性冗余的优化配置问题。

可靠性优化配置的目标是系统可靠度最大的同时，成本、体积和重量都最小。因此可靠性优化配置问题实际上是多目标非线性混合整数规划问题，没有精确解，只能给出近似Pareto解。求解多目标问题的方法主要有约束法、分层序列法、功效系数法和评价函数法等。

目前，我国海洋工程装备技术薄弱，可靠性问题已成为制约我国海洋工程装备发展的瓶颈。为此，本文基于1 阶邻域解的启发式算法GAG1（Gopal Aggarwal Gupta）和遗传算法（Genetic Algorithm，GA）提出一种GAG1和改进的自适应顺序选择遗传算法（Improved Adaptive Sequential Genetic Algorithm，IASGA）相结合的GAG1-IASGA 算法，用于求解海洋平台钻机集成监控系统的多目标可靠性优化配置问题。

1 多目标优化模型

1.1 多目标函数的建立

假设系统由n个子系统串联构成，各单元组件的冗余度、可靠度……