基于多阶段-随机维纳退化过程的产品剩余寿命预测方法

针对退化失效型产品的剩余寿命预测是开展其视情维修的关键前提。考虑到一些产品性能退化过程具有多阶段非单调的特点,提出基于多阶段-随机维纳退化过程的产品剩余寿命预测方法。针对产品退化过程的每一阶段,主要考虑以高应力加速退化试验数据为先验信息,不预先给予Wiener过程参数的假定分布,而利用加速因子将高应力下的参数估计值折算到正常应力下的参数值;再通过使用Anderson-Darling方法确定参数的最优分布,作为参数的先验分布;然后通过Bayes方法利用产品正常应力下实时退化数据对参数先验分布进行更新,得到参数后验分布,进而对产品的剩余寿命进行预测;最后以某型加速度计为实例验证了所提出的方法适用性和有效性。     

非线性和随机效应的加速退化过程建模方法

针对加速退化试验场合下具有非线性、随机效应的退化数据,文章采用线性Wiener过程,研究了一种加速退化过程建模方法。采用时间尺度模型,对非线性退化数据进行线性变换;将Wiener过程的漂移系数随机化处理,研究了考虑随机效应的退化过程建模;根据所收集的步进加速退化数据,采用两步极大似然估计法确定未知参数。实例分析结果验证了该文所提方法的合理性。     

考虑随机退化和信息融合的剩余寿命预测方法

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,提出了一种融合产品现场实测性能退化数据与同类产品常规退化试验信息、历史寿命信息的个体剩余寿命预测方法.建立了基于Wiener过程的产品剩余寿命模型;考虑到个体之间的性能退化差异性,假定Wiener过程参数服从随机分布模型,建立了个体现场实测退化数据下分布参数的贝叶斯估计模型,给出了超参数后验估计公式;分别建立了退化数据和寿命数据下的完全似然函数,构建了基于最大期望算法的超参数先验估计模型;通过实例分析验证了所提方法的正确性和优势,结果表明本方法可有效处理个体现场实测退化信息与同类产品先验信息之间的剩余寿命预测问题.     

基于代理模型的飞机总体参数敏感性分析

针对目前先进飞机的预测与健康管理系统(PHM)投入使用后尚缺乏系统的外场验证和评价技术手段,提出了基于先验信息的PHM诊断能力外场评估和验证方法。首先利用飞机研制、试验期间PHM系统积累的各LRU(外场可更换单元)的诊断信息,确定LRU和系统的诊断能力指标先验估计值,再利用外场数据对先验分布进行修正,形成后验分布,最后利用后验分布得到系统/分系统的PHM诊断能力参数后验估计值。通过以典型测试性参数以故障检测率和故障隔离率进行实例分析,得到了不同置信度下故障检测率和故障隔离率的置信下限。估算结果表明该方法科学合理,实用性较强,能够满足小样本条件下外场评估的工程实际需要。     

Wiener过程性能退化产品可靠性评估新Bayes方法

针对Wiener过程性能退化产品的可靠性评估问题,通过分析先验分布和损失函数两个因素,提出一种新的Bayes方法.假定Wiener过程参数服从共轭先验分布,对求解参数的后验分布进行理论分析;基于平方损失、绝对损失、0-1损失3种损失函数,分别求得Bayes估计结果;对航空发动机可靠性评估进行了实例分析.相对于已有方法,该方法在求解参数的后验分布时具有更广泛的适用性,并且运算过程更简单.对于民航发动机可靠性评估这一特定应用,3种损失函数中选取绝对损失函数时参数估计的拟合程度最优.     

Wiener过程在非线性退化建模中的应用

 针对Wiener过程为线性随机过程而产品性能退化为非线性的情况,提出一种时间尺度转换方法,首先通过时间尺度转换把非线性退化数据转换成线性退化数据,采用Wiener过程对其进行建模分析,然后通过时间尺度逆转换实现产品在原有时间尺度下的可靠性评估。给出了Wiener 过程参数估计的步骤和方法,并以某型导弹电连接器的加速退化数据为例,阐述了基于时间尺度转换的Wiener过程在非线性退化建模中的应用。结果表明,时间尺度转换方法成功实现了电连接器的可靠性评估,从而拓展了Wiener过程的应用范围,为非线性退化建模提供了一种有效途径,并为退化型产品的可靠性评估提供了可行的思路。     

Wiener过程在非线性退化建模中的应用

针对Wiener过程为线性随机过程而产品性能退化为非线性的情况,提出一种时间尺度转换方法,首先通过时间尺度转换把非线性退化数据转换成线性退化数据,采用Wiener过程对其进行建模分析,然后通过时间尺度逆转换实现产品在原有时间尺度下的可靠性评估。给出了Wiener过程参数估计的步骤和方法,并以某型导弹电连接器的加速退化数据为例,阐述了基于时间尺度转换的Wiener过程在非线性退化建模中的应用。结果表明,时间尺度转换方法成功实现了电连接器的可靠性评估,从而拓展了Wiener过程的应用范围,为非线性退化建模提供了一种有效途径,并为退化型产品的可靠性评估提供了可行的思路。     

基于加速退化数据的某导电膜电阻贮存寿命预测方法

提出了一种基于加速退化数据的某导电膜电阻贮存寿命预测方法。首先对该导电膜电阻采用温度应力进行加速性能退化试验，试验中将该导电膜电阻的总阻值作为反映其性能的指标判据，在不同加速应力水平下得到在线测试和离线测试获取的加速性能退化数据；然后通过引入温度因数去除在线测试数据的温漂效应，再融合在线数据和离线数据进行退化轨迹模型参数辨识，获得该导电膜电阻在各加速应力水平下的伪寿命；然后结合经过修正的三参数温度加速模型评估得到该导电膜电阻在正常应力下的贮存寿命。最终以某导电膜电阻为例验证了所提方法的适用性和有效性。     

基于推广贝叶斯法的岩土参数估计及基础设计

结合工程实例,介绍了推广贝叶斯(Bayes)法在岩土参数估计中的具体应用.该方法利用场地周围其他工程的数据拟合出各参数的最优分布函数,并以此为先验分布,用推广贝叶斯法对现有样本进行处理,得出后验分布参数以进行基础设计.实际观测结果表明,根据后验分布参数计算的基础沉降值与实际值吻合较好,证明了提出的岩土参数估计方法的可行性与可靠性.     

西部地区混凝土基于Weibull分布的寿命预测研究

对混凝土试件进行了模拟特殊自然环境条件下的加速失效试验,并得到了加速寿命数据.首先,结合寿命数据采用Weibull分布函数对其退化过程进行建模;其次,应用不同参数估计方法得到了基于Weibull分布参数的估计值;最后,建立了服役寿命的可靠度函数及概率密度函数.结果表明:Weibull分布函数可以有效地描述混凝土试件的加速耐久性能退化过程,建立的混凝土加速寿命可靠度函数能够直观地反映试件的服役寿命,并且与试验结果较一致;在参数估计方法的适用性方面,最小二乘法以及极大似然估计法比较适合小样本完全寿命数据的情况,这为混凝土加速失效试验的寿命预测及可靠性评估提供了直接而有效的参数估计方法.     

基于神经网络的Wiener系统故障检测方法

针对一类线性部分严格正定且非线性部分可逆的Wiener模型,提出了基于神经网络参数估计的系统线性部分故障检测方法.引入卡尔曼滤波器滤除系统未知干扰和噪声,并将Wiener模型转化为ARMA模型,计算得到线性部分参数;神经网络在线估计系统线性部分的参数,通过参数估计值与实际值的比较检测系统故障.仿真实例证明了该方法的正确性和有效性.     

步进应力加速寿命试验中成败型数据的Bayes统计分析

本文针对寿命分布为指数分布的产品在步进应力加速寿命试验下的成败型数据,当加速寿命方程未知时,给出了在常应力下寿命分布参数的后验分布密度及 Ｂａｙｅｓ 估计．文章最后给出了一个计算实例     

基于退化数据的高可靠性产品贝叶斯分类决策

针对高可靠性产品的退化数据,提出一种贝叶斯分类方法,将产品按最大后验概率进行分类.利用非线性Wiener过程模型来描述产品的退化路径,提出了一种结合期望最大化(EM)与K-均值聚类的算法以用于估计模型的未知参数,建立了平均成本最小化的最优分类决策模型.实例与仿真试验显示,该分类方法具有较高的分类精度与较小的成本.     

加速寿命试验下随机截尾指数寿命数据的Beyes统计分析

本文针对恒定应力加速寿命试验下，进行随机截尾指数寿命数据的Ｂａｙｅｓ分析，在未知加速寿命方程情况下，给出了常应力下分布参数的后验分布及其Ｂａｙｅｓ估计．最后给出了两个计算实例．     

温度循环退化模型的橡胶混凝土可靠寿命预估

提出了修正Coffin-Manson模型的加速寿命评估方法.进行混凝土温度循环加速寿命试验,以相对质量和相对动弹性模量作为竞争失效退化因子,运用修正Coffin-Manson模型建立混凝土温度循环加速因子模型,用线性回归算出加速因子参数估计值,得到正常温度循环应力下的加速因子值和失效寿命,并运用最佳线性无偏估计得到正常温度循环应力下的可靠度函数.研究结果表明:随着橡胶颗粒的加入,温度循环作用下混凝土相对动弹性模量的下降速率降低,混凝土温度循环应力下退化起主导作用的为相对动弹性模量,普通混凝土和橡胶混凝土试件在正常温度循环应力下,可靠度为60%的可靠寿命分别为8.69和12.83 a.     

综合退化数据与寿命数据的某型电连接器寿命预测方法

针对基于寿命数据的预测方法效率不高的问题,在进行温、湿度双应力加速退化试验的基础上,研究了通过分析加速退化数据而进行寿命预测的途径.为了充分利用所收集的产品寿命数据来提高预测精度,提出了综合退化数据与寿命数据的寿命预测方法.分别使用Wiener过程、逆高斯分布和广义Eyring模型对产品性能的退化数据、少量寿命数据以及产品反应率进行建模,并建立了综合以上信息的可靠性模型.在此基础上,利用Markov Chain Monte Carlo仿真方法得到模型参数的点估计值,通过Bootstrap自助抽样法获得了模型参数的估计区间.结果表明,所提出的综合退化数据与寿命数据的方法可以提高寿命预测精度.     

考虑退化特性相关性的航空电连接器可靠性分析方法

采用带随机效应的Wiener退化过程模型,对航空电连接器进行温度和振动综合应力下加速特性退化过程建模,推导其退化量及可靠度,并采用基于Bayesian更新的EM算法估计模型中的未知参数.针对电连接器在综合应力下表现出多种特性同时退化且特性间呈现相关性的问题,进一步利用Copula函数进行相关性建模,推导其多退化特性相关条件下的系统可靠度.最后以某型航空电连接器为算例,对提出的模型和方法进行说明和验证,结果表明,考虑退化特性相关性时的可靠度低于考虑各单独退化特性时的可靠度.     

基于多应力综合加速模型的产品可靠性评估方法

提出一种基于多应力综合加速模型的产品可靠性评估方法,主要通过利用加速退化数据或加速寿命数据以及加速模型对产品进行寿命加速模型建模与参数估计,进而进行产品可靠性评估。首先基于加速退化试验数据,外推产品伪寿命数据或基于加速寿命试验获取产品寿命数据;并对寿命数据进行分布拟合优度检验确定寿命最优分布。其次结合工程中常用加速模型,选取合适多应力综合加速模型来描述分布参数与应力水平的关系。采用整体推断方法,将所有寿命数据信息作为整体进行统计分析,给出模型参数的极大似然估计。然后对产品进行可靠性评估以及可靠寿命估计。最终以某型电表为例验证了所提出的方法适用性和有效性。     

基于Wiener过程的多阶段非线性复杂退化产品可靠性分析模型

为提高非线性退化轨迹拟合的精度,针对多阶段退化中的非线性规律建立Wiener过程模型,考虑变点的连续性与部件个体的差异性,给出基于非线性复杂退化的可靠性评估方法。结合幂律函数推导出非线性多阶段Wiener过程模型,得到模型参数的极大似然估计量;通过最小均方误差原则给出变点以及幂参数的初值确定方法;根据SIC(schwarz information criterion)方法得到模型变点的精确值,并检验其准确性;结合不同部件之间的差异性,得到变点的连续分布;推导出非线性Wiener过程连续时段内的可靠度函数估计;利用本模型对高压脉冲电容器电容相对变化量的退化数据建模,与线性建模结果对比,验证多阶段Wiener过程模型在可靠性评估方面的有效性与可行性,估计结果更接近真实值。     

基于随机维纳过程的产品加速因子分布确定方法

针对新研产品加速因子难以确定的问题,提出基于随机维纳过程的产品加速因子分布确定方法。首先根据相似产品信息,利用整体极大似然函数(MLE)和Fisher信息矩阵确定相似产品加速因子先验分布;其次根据专家经验信息给出新研产品加速因子先验分布;再其次通过加权融合思想,将相似产品加速因子先验分布和专家经验加速因子先验分布融合,给出新研产品加速因子最终的先验分布;然后根据新研产品内场试验信息,给出Wiener过程的参数估计;最后利用Bayes理论,充分利用产品低层试验信息对加速因子分布进行更新得到后验分布。以某型新研加速度计为实例,验证了所提出的方法适用性和有效性。