本書圍繞著復雜動態繫統運行安全性，開展了對繫統安全性的概念、運行危險分析、事故演化、繫統運行異常工況識別、面向繫統故障安全的故障診斷、繫統安全性分析與評估等內容開展深入分析和論述。

●第1章  概述  / 1  1.1  引言  / 1    1.1.1  大型工業過程的運行安全需求  / 1    1.1.2  復雜裝備繫統運行的安全需求  / 2  1.2  繫統運行安全性  / 3    1.2.1  故障  / 4    1.2.2  事故  / 6    1.2.3  運行安全性  / 6  1.3  繫統運行安全性分析及評估  / 12    1.3.1  繫統運行安全事故分析  / 12    1.3.2  繫統運行危險特性與影響  / 13    1.3.3  繫統運行危險因素  / 14    1.3.4  繫統運行安全性分析  / 16    1.3.5  繫統運行安全性評估  / 18    1.3.6  繫統運行安全保障  / 19  參考文獻  / 21第2章  繫統運行安全危險分析及事故演化  / 22  2.1  概述  / 22  2.2  危險源分析  / 23    2.2.1  危險源分類  / 23    2.2.2  危險源識別與控制  / 25    2.2.3  繫統危險因素分析  / 30  2.3  繫統運行危險分析  / 30    2.3.1  運行危險分析方法  / 31    2.3.2  “危險因素-事故”演化機理分析與建模  / 33    2.3.3  繫統運行故障危險分析  / 35    2.3.4  人因誤操作危險分析  / 37    2.3.5  外擾作用下的危險分析  / 39  2.4  繫統運行安全事故演化分析  / 40    2.4.1  事故動態演化  / 40    2.4.2  事故鏈式演化  / 47  2.5  繫統運行安全事故典型分析方法  / 52    2.5.1  典型分析方法1：事故樹分析方法  / 53    2.5.2  典型分析方法2：失效模式與影響分析  / 57    2.5.3  典型分析方法3：因果分析法  / 62    2.5.4  典型分析方法4：事件樹分析  / 64  2.6  典型案例分析  / 66    2.6.1  案例一：基於事故樹的低溫液氫加注事故演化分析  / 66    2.6.2  案例二：基於層次分解方法的復雜繫統漏電分析  / 70  參考文獻  / 74第3章  運行繫統檢測信號處理  / 75  3.1  概述  / 75  3.2  信號降噪  / 75    3.2.1  噪聲在小波變換下的特性  / 77    3.2.2  基於閾值決策的小波去噪算法步驟  / 78    3.2.3  閾值的選取及量化  / 78    3.2.4  小波去噪的在線實現  / 81  3.3  信號一致性檢驗  / 82    3.3.1  動態繫統信號一致性檢驗  / 83    3.3.2  信號的相似程度聚類分析  / 84  3.4  非平穩信號分析  / 90    3.4.1  希爾伯特變換  / 90    3.4.2  固有時間尺度分解方法  / 96    3.4.3  冗餘小波變換  / 99    3.4.4  線性正則變換  / 102  參考文獻  / 110第4章  繫統運行異常工況識別  / 111  4.1  概述  / 111  4.2  基於統計分析的運行工況識別  / 112    4.2.1  PCA方法及其發展  / 112    4.2.2  基於特征樣本提取的KPCA異常工況識別  / 115    4.2.3  基於MSKPCA的異常工況識別  / 117    4.2.4  基於滑動時間窗的MSKPCA在線異常工況識別  / 125  4.3  基於信號分析方法的運行繫統異常工況識別  / 134    4.3.1  信號分析方法與運行異常工況識別  / 134    4.3.2  小波奇異值檢測及運行異常工況識別  / 135  4.4  基於模式分類的運行繫統異常工況識別  / 139    4.4.1  模式分類與運行繫統異常工況識別  / 139    4.4.2  基於潛在信息聚類的工況在線識別  / 140  參考文獻  / 156第5章  繫統運行故障診斷  / 158  5.1  概述  / 158  5.2  機械傳動繫統的故障診斷  / 160    5.2.1  機械傳動繫統的故障特點  / 160    5.2.2  機械傳動繫統典型故障診斷方法  / 161    5.2.3  應用案例  / 163  5.3  電氣繫統的故障診斷  / 171    5.3.1  電氣繫統的故障特點  / 172    5.3.2  電氣繫統典型故障診斷方法  / 173    5.3.3  應用案例  / 175  5.4  驅動控制繫統的故障診斷  / 185    5.4.1  驅動控制繫統的故障特點  / 186    5.4.2  驅動控制繫統典型故障診斷方法  / 188    5.4.3  應用案例  / 190  5.5  過程繫統的故障診斷  / 199    5.5.1  過程繫統的故障特點  / 199    5.5.2  過程繫統典型故障診斷方法  / 201    5.5.3  應用案例  / 203  參考文獻  / 213第6章  繫統運行安全分析與評估  / 214  6.1  概述  / 214  6.2  動態繫統運行安全風險表征和建模  / 215    6.2.1  繫統運行安全風險表征  / 216    6.2.2  繫統運行安全風險轉移過程  / 218    6.2.3  繫統運行安全風險水平估計  / 219    6.2.4  繫統運行安全風險建模  / 220  6.3  繫統運行安全分析  / 223    6.3.1  繫統動態安全分析方法  / 223    6.3.2  繫統運行過程安全分析  / 228  6.4  繫統運行安全評估  / 234    6.4.1  繫統運行安全評估體繫構建  / 234    6.4.2  繫統運行安全評估指標體繫及評價體繫  / 235    6.4.3  運行安全性評估計算方法  / 237    6.4.4  典型評估方法——層次分析方法  / 238    6.4.5  典型評估方法——灰色評估決策方法  / 241    6.4.6  典型評估方法——模糊決策評價方法  / 243    6.4.7  典型評估方法——概率安全性評估方法  / 245  參考文獻  / 247第7章  動態繫統安全運行智能監控關鍵技術及應用  / 248  7.1  動態繫統安全運行監控信息化需求  / 248  7.2  動態繫統運行實時監測數據處理技術分析  / 251    7.2.1  動態繫統安全監測管控繫統構建技術  / 251    7.2.2  動態繫統安全監測數據組織處理技術  / 254    7.2.3  動態繫統安全監測決策數據呈現技術  / 256  7.3  動態繫統安全運行監測管控繫統功能分析  / 259    7.3.1  數據資源管理需求  / 260    7.3.2  監測數據分析處理功能  / 260    7.3.3  動態繫統安全分析決策功能  / 261    7.3.4  健康管理功能  / 262  7.4  動態繫統安全運行智能監控決策關鍵技術  / 262    7.4.1  運行過程智能物聯感知技術  / 263    7.4.2  智能診斷技術  / 265    7.4.3  智能健康評估及安全決策技術  / 267  7.5  動態繫統安全運行控制決策——以航天發射飛行為例  / 268    7.5.1  航天發射飛行安全控制域及安全等級  / 269    7.5.2  航天發射飛行安全控制參數計算  / 273    7.5.3  航天發射飛行安全控制決策模式及框架  / 281    7.5.4  航天發射飛行安全智能應急決策  / 285    7.5.5  繫統應用  / 292 參考文獻  / 294索引  / 296

本書以大型工業過程繫統與復雜工程繫統為對像, 對繫統安全性的概念、運行危險分析、事故演化、繫統運行異常工況識別、面向繫統故障安全的故障診斷、繫統安全性分析與評估等內容開展深入分析和論述。本書適合從事工業和工程繫統狀態監測、故障診斷及運行安全性評估和智能維護的研究人員、工程技術人員閱讀和參考, 也可作相關專業的教學參考書。

柴毅、張可、毛永芳、魏善碧 著 著

制造業是國民經濟的主體，是立國之本、興國之器、強國之基。近十年來，我國制造業持續快速發展，綜合實力不斷增強，國際地位得到大幅提升，已成為世界制造業規模優選的國家。但我國仍處於工業化進程中，大而不強的問題突出，與優選國家相比還有較大差距。為解決制造業大而不強、自主創新能力弱、關鍵核心技術與高端裝備對外依存度高等制約我國發展的問題，國務院於2015 年5 月8 日發布了“”國家規劃。隨後，工信部發布了“”規劃，提出了我國制造業“三步走”的強國發展戰略及2025 年的奮鬥目標、指導方針和戰略路線，制定了九大戰略任務、十大重點發展領域。2016 年8 月19 日，工信部、國家發展改革委、科技部、財政部四部委聯合發布了“”制造業創新中心、工業強基、綠色制造、智能制造和高端裝備創新五大工程實施指南。為了響應黨中央、國務院做出的建設制造強國的重大戰略部署，各地政府、企業、科研部門都在進行積極的探索和部等