基于PoF模型的电子产品可靠性参数计算方法

现有的基于失效物理(physics of failure, PoF)模型的可靠性预计只能计算电子产品在寿命周期内经历单一典型任务剖面的失效时间。本文提出了一种基于失效物理模型,并利用蒙特卡罗仿真定量分析电子产品在寿命周期内实际经历多任务剖面的可靠性水平的新方法。将该方法应用于某机载电子设备的平均失效前时间(mean time to failure, MTTF)的计算,建立失效率和可靠度的时间函数,与目前国内工程实践中常用的失效率经验模型法以及设备可靠性强化试验的结果进行了对比分析。结果表明,该方法不仅可以计算可靠性参数,而且通过分析与计算过程可发现设计薄弱环节与可靠性参数的定量关系,有效指导设计改进。     

基于有限元分析的弹载二次电源高加速寿命试验仿真模拟

针对高加速寿命试验(high accelerated life test, HALT)开展难度大、设备要求高的特点, 为获取某型导弹弹载电子设备温度工作极限, 基于有限元理论在开展温度场分布和等效应力分析的良好效果, 选取某型导弹导引头二次电源为研究对象, 开展HALT仿真试验。首先, 开展二次电源组件有限元分析, 建立三维模型, 定义材料参数, 进行网格划分, 设定边界条件。然后, 按照二次电源组件HALT方案设计要求和温度分析理论, 基于ANSYS软件开展组件的HALT仿真试验, 得到组件在高、低温步进应力载荷下的温度梯度分布和等效应力分布。最后通过分析试验结果, 确定二次电源组件高、低温工作极限范围。仿真试验表明, 二次电源组件在高温135 ℃会因为焊点脱落发生失效, 这为通过HALT仿真试验获取产品可靠性信息提供了新思路。     

基于投影寻踪学习网络模型的光纤陀螺漂移估计器设计

环境温度变化造成的复杂漂移（温度漂移）始终是制约光纤陀螺（FOG）性能提高的重要因素。FOG温度漂移本质上是一组与温度有关的多变量非线性时间序列，在这一领域首次采用投影寻踪学习网络（PPLN）方法设计FOG温度漂移在线估计器，相对于传统的神经网络技术，PPLN采用批量学习和参数变替优化的训练算法，可以自适应确定神经网络的规模、参数和神经元函数，不仅具有简捷的网络结构和较强的鲁棒性和模型辨识能力，还可以有效克服学习过程局部极限问题。基于该方法设计PPLN漂移估计器对某型FOG温度漂移进行估计。采用试验实测数据对所提方法进行验证，并采用传统反向传播神经网络（BPNN）的方法进行比较，计算分析结果表明，PPLN漂移估计器具有更好的估计精度和鲁棒性，尤其在陀螺温度不正常变化时对当前漂移的估计精度可以提高至少2倍。     

轮盘疲劳可靠性分析的Monte-Carlo数字仿真

低循环多轴疲劳失效是航空发动机低压压气机轮盘的主要失效形式。轮盘是一种价格昂贵的部件，对其进行部件的可靠性试验在经济上难以承受。据此以临界平面法为基础，通过Ansys有限元分析与材料的应变疲劳试验相结合。利用Monte-Carlo数字仿真方法。确定了轮盘寿命的分布形式，建立了轮盘疲劳可靠性模型，并编制了轮盘疲劳可靠性分析软件，对某型轮盘进行了疲劳可靠性分析。与传统的确定性方法相比更加符合轮盘的失效状况，与基于真实轮盘的试验相比则可以有效降低试验费用，缩短试验周期。     

基于试验损失的指数型产品Bayes可靠性试验设计

依据Bayes理论,对可靠性参数服从指数分布的装备产品进行了统计验证试验设计.综合考虑弃真和采伪的风险损失以及可靠性试验成本,建立了基于试验损失的可靠性验证试验设计模型.对于给定的失效数,运用0-1损失函数,按照验后期望损失最小的原则,给出了最短试验截止时间的计算方法.根据平均风险准则,推导出了弃真和采伪两类风险的计算公式.最后通过算例验证了方法的有效性.     

弹上设备加速寿命试验中加速因子估计方法

长寿命、高可靠弹上设备产品的加速寿命试验存在小样本、失效机理复杂的问题,难以通过传统的统计方法对其加速因子进行估计,为此本文基于特征寿命的概念,充分继承弹上设备产品各组成部件的可靠性预计方法以及阿伦尼斯(Arrhenius)加速试验模型,采用由底层数据向上层结构综合的思想,提出一种整机受试产品的加速因子估计方法,并推导给出受试产品的贮存寿命综合预计模型。以弹上某型气压高度表产品为例,完成具体的贮存寿命加速试验方案设计与分析,并给出故障判定及处理准则,以此验证本文方法的工程适用性。     

可靠性强化试验及其在某通信产品中的应用研究

简要介绍了可靠性强化试验的概念及其国内外研究现状。以某公司通信产品的可靠性强化试验为例,阐述了强化试验的全过程和有关的试验技术与方法,给出了部分典型强化试验应力剖面和试验结果,通过对试验结果的分析得出了相关结论。在此基础上进一步总结了可靠性强化试验技术研究及应用中亟待解决的问题。     

基于D优化的多应力加速退化试验设计

针对多数产品受到多种应力影响的情况,研究恒定应力和步进应力两种施加方式下多应力加速退化试验优化设计方法。以随机过程对产品性能退化建模,分析试验剖面,对恒定应力加速退化试验,采用均匀设计和均匀正交设计理论确定应力的组合方式;对步进应力加速退化试验,各应力均采用步进方式。基于D优化方法,以模型参数估计方差最小为目标,以试验费用为约束,建立优化模型,给出最优的各应力水平,各应力水平下的样本分配、试验时间分配和监测间隔。最后给出应用该方法的仿真算例。     

二项式分布场合加速退化零失效可靠性验证试验

对于长寿命高可靠产品,采用零失效可靠性验证试验需要大量的时间或者样本。为了缩短试验时间,建立了一种在二项式分布场合下基于性能退化数据的加速退化零失效可靠性验证试验方法。首先从加速退化模型和测量数据估计样品在规定时间内的退化量及其方差,然后在使用方风险和可用试验样本量的约束下,对试验费用进行优化,得到了最优的试验方案,并给出了单个样品停止试验的判定规则。最后通过一个实例证实了该方法能有效地缩短试验时间。灵敏度分析表明,在规定时间内退化量的预估值对试验方案的优化结果影响较大。     

基于多智能体的网购生鲜无人车配送调度仿真

无人车配送可有效缓解目前末端配送效率低、人力成本高、安全隐患多等问题。以城市社区网购生鲜无人车配送为研究对象，搭建了网购生鲜时空需求数据驱动的多智能体仿真平台，构建了基于实际路网的仿真环境及无人车、客户、配送站3类智能体，以运营成本最小及客户满意度最大为优化目标，设计并测试了动静态订单分配策略及距离最近或时间最紧配送路径规划策略。基于上海某生鲜电商实际订单数据，对不同策略展开情景模拟及敏感度分析，实现了运力资源的优化配置。     

弹载双基前视SAR构型参数优化设计方法

弹载双基前视合成孔径雷达(missile-borne bistatic forward-looking synthetic aperture radar, MBFL-SAR)构型，可实现接收平台俯冲段全程二维高效高分辨成像。相比于机载、星载双基构型，弹载双基构型具有不易受攻击、轨迹设计灵活、合成孔径时间短等优势。但是由于导弹机动性较强，对成像时间要求较高，这使得传统的机载/星载双基构型设计方法不适用于弹载前视双基构型。本文首先在MBFL-SAR几何模型基础上，基于梯度方法分析该构型的分辨率计算方法；然后，结合二维分辨率的特点，分析构型参数对二维分辨率的影响规律，提出一种参数降维的构型设计方法，在提高构型参数设计效率的同时，能够有效缩短成像时间；最后，通过基于典型工作参数的仿真实验验证了该方法的有效性。     

基于改进ESE算法的多目标优化试验设计方法

超立方试验设计是试验设计领域的热点问题。传统的拉丁超立方试验设计优化算法以试验点间正交属性度量准则或均匀性度量准则为单一优化目标,以单一优化准则求得的试验设计并不能确保其他的优化准则最优。以正交度量准则和均匀性度量准则为优化目标,提出基于改进ESE算法的多目标优化试验设计方法。算例测试证明,与已有算法相比,本文提出的新算法能得到更优的试验设计。     

大功率重载荷瞬间动作机构CAE建模与故障仿真

针对断路器这类瞬间动作机构铰链间隙、结构弹性等真实因素诱发机械故障问题， 建立了一种考虑实际工况的高压断路器有限元模型，分析大功率脉冲载荷作用下断路器工作特性，预测弹簧刚度、尺寸偏差对其运动特性的影响， 揭示极限参数、设计缺陷等潜在故障导致断路器机械特性变化规律。该方法克服了试验成本高、工作量大、分析效率低的缺点；弥补了传统断路器故障样本参数单一，难以系统分析故障产生原因的缺陷；对提高断路器故障诊断水平有重要意义。     

基于协同平衡的可靠性冗余设计优化算法

可靠性冗余设计优化是航天装备研发工作的重点之一。在系统可靠性平衡优化的基础上提出了协同平衡的新概念，即利用单元协同变化实现复杂系统可靠性冗余设计的进一步优化。所提算法充分考虑冗余单元变化对复杂系统可靠度、费用、体积、质量和功耗等性能参数的影响，可以解决各类可靠性冗余设计优化问题。计算结果表明基于单元协同平衡的可靠性冗余设计优化算法可以有效实现可靠性冗余设计的优化目标，同时具有计算成本低、效率高等优点。     

基于多变量优化的恒定应力加速退化试验设计

为了实现高可靠长寿命产品加速退化试验的高效开展,提出一种可以同时优化加速应力水平、各水平下试样数、各水平测试时间等多个试验设计变量的恒定应力加速退化试验优化设计方法。基于Wiener过程与阿伦尼斯模型建立加速退化模型,以可靠寿命估计精度为目标函数,以试验总经费为约束条件,应用遗传算法搜索最优试验方案,并通过敏感性分析确定优化方案的有效性。以某碳膜电阻器为对象开展加速退化试验优化设计的实例分析来证明所提方法的合理性。敏感性分析结果表明,所提方法的优化结果具有良好的稳健性。     

战斗部虚拟试验多级模型集成方法研究

弹药虚拟试验预测模型建模过程需多次调用数值仿真模型,对于运行耗时的大型三维计算模型将面临严重的计算复杂性问题.当计算模型存在多种精度时,提出一种基于自回归模型的预测模型建模方法,可集成多种精度的计算模型,以较少高精度模型和较多低精度模型分别获取训练样本,建立效率与精度平衡的贝叶斯预测模型.设计某型中小口径穿甲弹穿甲威力虚拟试验算例验证该方法的高效性.     

精密制导武器综合式捷联弹上电子设备

精密制导武器弹上电子设备的传统结构往往费用高效率低,这是由于采用目前的分立式系统设计方法,仪器出现重复造成的。本文所叙述的是一种采用技联电子器件的综合设计方法,采用此方法有可能降低成本,提高可靠性。同时由于采用的仪器数量少,费用低,还会有效地改善总体性能。     

基于步进加速退化试验的电子产品可靠性评估技术

为实现高可靠、长寿命产品的可靠性评估,提出了步进加速退化试验的新方法.首先给出了步进加速退化试验方法及其基本假设,然后探讨了步进退化数据向恒加退化数据的折算方法,在此基础上提出了基于伪失效寿命的步进加速退化可靠性评估算法和基于随机退化轨迹的步进加速退化可靠性评估算法,最后利用试验数据对该方法进行了验证.结果表明:与恒加退化试验相比,该方法可以极大地缩短试验时间和减少试验样本,因此,具有更高的效费比.     

指数型产品可靠性验收试验方案研究

在充分利用产品研制过程可靠性信息的基础上,利用多层贝叶斯方法给出了制定指数型产品可靠性验收试验的方法。该验收试验方案充分利用了产品定型试验中的先验信息,将产品在研制阶段的可靠性信息转换为批产品的可靠性信息,在确保较好验收效果的前提下,比传统的验收试验大大减少了试验时间,从而得到可观的经济效益     

SAR成像导引头的弹道设计与优化

弹载合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)的方位成像能力受飞行弹道和观测视角的影响。为满足SAR成像导引头在限定时间内获得最佳方位分辨率,提出了一种基于遗传算法的弹道优化设计方法。首先建立了弹载SAR条件下导弹飞行的约束,然后以导弹指令加速度为优化变量,构造了与方位分辨率和波束驻留时间相关的目标函数,采用遗传算法进行寻优,设计得到了弹载SAR平台的优化弹道。仿真实验证明了该方法的有效性。