航天长寿命产品可靠性建模与评估的Bayes信息融合方法

针对航天长寿命产品在研制、生产、试验和使用过程中, 存在大量的性能退化数据和少量寿命数据的特点, 给出了融合性能退化数据和寿命数据获取其寿命分布的一种Bayes方法, 以及利用其性能退化参数来进行可靠性评估的方法. 首先, 根据Fisher信息量确定维纳过程漂移参数和扩散参数的无信息验前分布; 然后, 利用性能退化数据结合其性能退化的独立高斯增量特点, 获取参数的第一次验后分布, 利用寿命数据结合其寿命的逆高斯分布获取参数的第二次验后分布; 最后, 利用漂移参数和扩散参数的验后分布, 对产品进行了可靠性评估. 本文模型充分利用了性能数据和寿命数据, 在很大程度上提高了评估的精度.     

基于退化数据的可靠性评估方法探讨

一般对退化数据的分析是基于建立退化轨道模型进行的,但这些方法对于退化轨道未知的产品的可靠性评估效果较差。提出了不假定退化轨道模型的评估方法,利用试验得到产品的退化信息,进而获得产品在各检测时刻的可靠度,并用具有保证参数的分布族对寿命变量分布进行假设,通过分布拟合获得参数的估计值进行可靠性评估。给出实例进行了不同方法的比较,验证了该方法的可行性和有效性。     

具有一阶自回归测量误差的步进加速退化可靠性分析

针对传统方法在步进应力加速退化建模时常常忽略测量误差间自相关性的问题,提出一种具有一阶自回归(AR(1))测量误差的步进应力加速退化可靠性分析方法.利用Wiener过程描述产品的性能退化过程,同时引入一阶自回归AR(1)模型表征具有自相关性的测量误差项.然后,建立漂移系数与加速应力之间的加速关系模型,并对漂移系数进行随机化处理以表征产品个体差异性.在首达时概念下,给出失效时间分布函数和概率密度函数的解析表达式.然后,提出一种加速退化模型参数极大似然估计方法.最后,通过激光器算例分析验证了本文方法的适用性和有效性,结果表明:与传统方法相比,本文方法建模合理性更优,且能有效提高产品退化可靠性分析精度,进而为产品合理维修决策的制定提供有力支撑.     

多阶段可校正系统退化建模与可靠性评估

退化数据在小子样、高可靠、长寿命产品可靠性评估中的作用日益突显。针对工程实践中多阶段可校正电子装备可靠性评估难题,综合考虑任务的多阶段性和校正行为影响,建立了基于Wiener过程的性能退化模型,采用贝叶斯方法得到退化模型中漂移参数的后验分布估计,构建了光滑函数解决系统校正行为导致的函数不连续性问题,在此基础上根据首次到达时的概率分布提出了多阶段可校正系统的可靠性评估方法,给出相关数值算例,验证了模型、方法和分析结果的正确性和实用性。     

基于半参数退化模型的长寿命产品可靠性评估

退化模型是评估长寿命产品可靠性的有效方法，但已有参数退化模型忽略了退化量分布未知、最优退化量分布和退化量有界性等问题，导致模型可靠性评估精度不足，适用范围有限。针对已有方法的不足，提出一种评估长寿命产品可靠性的半参数退化模型。首先，通过考虑边界的非参数对数变换核密度估计方法拟合产品在各检测时刻的退化量分布；然后，基于退化量分布与寿命分布的关系，利用最小二乘法与遗传算法估计产品寿命分布参数；最后，GaAs激光器与合金钢的实例应用表明，所构建模型能够更好地拟合退化数据，可靠性评估精度更高。     

退化产品失效规律分析及其应用

针对具有参数漂移特征的产品,推导了性能指标退化模型的失效率函数,从理论推导和定性分析两个角度对退化模型的失效率函数进行了深入分析,研究结果表明,退化产品失效率与Gamma型产品具有一定的相似性,能够使用冲击理论直接解释退化产品失效问题。进一步,给出了Gamma分布的参数确定方法,从而可以利用常见寿命分布制定退化产品维修策略。最后通过对液力耦合器的测量数据进行分析,说明所提方法的合理性。     

随机效应Wiener过程退化可靠性分析方法

针对工程中很多产品的初始退化量具有不确定性的情况,提出一种性能退化随机效应Wiener过程可靠性分析方法,同时考虑初始退化量和漂移系数的随机性.然后,根据首达时的定义,推导出了失效时间概率分布函数和概率密度函数的解析表达式.其次,结合产品性能退化测试情况,给出退化模型未知参数的极大似然估计.最后,通过对磁盘性能退化可靠性实例分析,验证了本文方法的适用性和有效性,与随机效应退化轨迹模型相比,本文方法建模过程更为合理,且评估精度高.     

基于伪寿命分布的退化数据可靠性评估方法

提出一种利用加速退化数据对产品进行可靠性评估与寿命预测的建模与参数估计方法。首先,针对加速退化数据的特点,建立了加速条件下特征参数退化曲线的连续时间函数模型。进而,结合工程中常用加速模型,建立了加速退化模型参数估计的整体似然函数,并基于Fisher信息阵采用整体推断的极大似然法给出整体模型参数的区间估计。该方法能够有效利用不同加速应力水平下产品退化数据的横向信息,并综合连续时间函数模型对产品退化曲线拟合性强的优点,可提高产品可靠性评估与寿命预测的精度。以某电子产品为例进行了应用实例分析。     

基于时序模型的加速退化数据可靠性评估

提出利用加速退化数据对高可靠长寿命产品进行可靠性评估与寿命预测的新方法.从时间序列的角度出发,研究了退化轨迹的一般建模方法;进而结合加速模型,利用整体推断方法给出了模型参数的极大似然估计.并以对数正态分布和Weibull分布为例,利用信仰推断方法给出了可靠度置信区间.通过有效利用加速退化试验各状态下的试验信息,结合时序模型对退化轨迹曲线自拟合性强的优点,提高了产品可靠性评估与寿命预测的稳健性,为基于产品加速退化数据进行可靠性评估提供了一条新的技术途径.最后通过实例验证了该方法的有效性.     

基于多元退化数据的可靠性分析方法

针对具有多个退化特征量的产品,提出了基于多元退化数据的一般可靠性分析方法和处理步骤.首先通过相关分析对退化特征量进行筛选,利用退化特征量分布与寿命分布的关系估计产品在各检测时刻的可靠度,最后通过产品寿命分布拟合进行可靠性评估.由于不依赖退化轨迹的假设,该方法具有较好的适用性,而对退化特征量的相关性分析使计算更加容易,并为产品检测指标的简化提供参考.最后给出仿真例子验证了该方法的可行性和有效性.     

多种退化机理作用下的产品可靠性建模

针对受不同因素影响导致性能逐步退化的产品, 首先对造成性能退化产品失效的退化机理进行分析, 将产品性能指标退化看成是由连续性影响因素和离散性影响因素共同作用的结果。其次, 基于扩散过程和累积失效理论, 建立多种退化机理作用下产品性能指标退化模型, 给出模型中参数的估计方法和性能退化产品可靠度估计方法。最后, 通过对某测深设备零位电压数据和液力耦合器振动幅值测量数据进行分析, 说明所提方法是可行的和有效的。     

基于冲击理论的性能可靠性评估研究

性能退化产品的可靠性通常可以通过性能指标值来反映,而性能指标的退化机理常常可以利用冲击理论进行解释。本文在一定假设下,针对性能退化产品,建立了基于冲击理论的产品性能退化模型,提出了将性能退化模型预测与产品寿命分布拟合相结合的可靠性评估方法,即使用极大似然估计对产品性能退化模型参数进行估计,利用性能退化模型预测拟合产品的寿命分布来评估产品的可靠度。最后,通过实例比较,验证了本方法的可行性和有效性。     

机电系统全寿命数值/物理模拟研究

重大机电产品全寿命研究具有广阔的工程背景和较高的经济效益，但传统的全寿命可靠性试验常造成资源浪费和环境污染．为使此类系统可靠性研究可持续发展，论文介绍了以小样本开发为目标，以GM(gray model)数值模拟和VP(virtual prototype)物理模拟为手段的全寿命模拟研究方法，并通过某传动装置的可靠性设计实例说明物理模拟方法的可行性和有效性．两种方法交互验证可成为小子样复杂系统开发的重要途径．     

融合先验加速退化与外场退化信息的可靠性评估方法

针对性能退化过程服从Wiener过程的产品,运用贝叶斯统计推断法,提出了一种融合同类产品加速退化试验(accelerated degradation test, ADT)信息与个体外场退化信息的可靠性评估方法。考虑到内、外场应力环境之间的差异,提出了基于修正系数的Wiener过程双参数修正模型;分别建立了步进ADT数据模型与外场退化数据模型,得到各应力下分布参数估计值;利用加速因子,将各加速应力下分布参数估计值折算到正常工作应力下,构成未知参数先验分布的数据样本;采用CvM检验法,确定未知参数最优先验分布类型及其超参数估计值;构建了外场退化数据下未知参数的后验分布函数,采用马尔可夫蒙特卡罗方法,得到参数的后验分布均值。通过实例分析验证了所提方法的正确性和实用性,结果表明,本方法可有效处理先验ADT信息与外场退化信息之间的融合评估问题。     

ZDPS-2卫星可靠性试验评估方法

皮纳卫星具有研制周期短、采用商用货架式器件的特点,无法完整沿用传统大卫星通过底层元器件或部组件搭建系统可靠性模型计算整星可靠性的方法。针对上述问题,提出了基于试验数据的皮纳卫星可靠性评估体系。通过对机理不同的硬件和软件故障分别建模的方法,实现了ZDPS-2卫星的可靠性评估。对卫星的硬件故障数,基于顺序约束模型和贝叶斯参数估计方法进行拟合,并考虑了不同试验环境对卫星工作环境的等效因子。ZDPS-2卫星硬件可靠性水平估计为3月末0.85。对卫星的软件故障采用加入变点的非齐次泊松过程模型拟合,并选择Logistic模型作为测试覆盖率模型。ZDPS-2卫星软件故障拟合结果,平均无故障时间为217 h。ZDPS 2卫星试验结果证实,可靠性满足增长试验设计的要求和任务需求。