基于概率测度的确信可靠性建模与分析方法

确信可靠性理论基于可靠性科学原理, 在产品设计阶段综合考量产品的性能参数与不确定性, 实现了产品的正向设计与定量设计。为了将确信可靠性理论转化为实践可行的可靠性设计流程, 提出了基于概率测度的确信可靠性建模与分析方法。通过研究功能性能裕量分析确定关键性能参数与性能阈值, 通过理论分析、仿真建模、实验建模建立产品的性能方程、裕量方程与退化方程; 确定量化参数的不确定性, 开展确信可靠性分析, 并计算可靠性定量指标。本文为可靠性设计工作流程提供创新性的理论探索和工程实践, 为进一步说明该方法的应用流程, 本文以某型电连接器作为案例进行研究,定量提出了电连接器可靠性的优化改进方向。     

基于确信可靠度的可靠性评价方法

提出了一种基于确信可靠度的可靠性评价方法。确信可靠度是一种综合考虑了设计裕量、固有不确定性以及认知不确定性三方面因素对可靠性的影响的可靠性度量指标,适用于度量认知不确定性影响下产品的可靠性水平。首先,提出了基于产品故障模式及影响分析(failure mode and effects analysis, FMEA)工作应用效果的认知不确定因子确定方法;然后,给出了综合考虑设计裕量、固有不确定因子与认知不确定因子的确信可靠度评价方法;最后,以某电源电路为例,对所提出的方法进行了演示验证。结果显示,认知不确定性的存在会降低人们对产品可靠程度的预期。     

基于确信可靠度的齿轮可靠性建模与分析

现行的齿轮可靠性建模与分析方法往往只考虑了固有不确定性的影响,而忽略了实际中由于知识的缺乏而导致的认知不确定性对可靠性分析结果的影响。本文给出了基于性能裕量的确信可靠度计算流程和算法,应用不确定理论描述了齿轮部分设计参数和影响因素的认知不确定性,定量地计算了接触疲劳和弯曲疲劳下的齿轮确信可靠度并进行了参数敏感度分析。此外,将确信可靠度与未考虑参数认知不确定性的可靠度进行比较,进一步说明了考虑认知不确定性的必要性。     

基于不确定理论的退化数据分析方法

作为可靠性领域传统的数学工具，概率论难以解决现代可靠性工程面临的难题。本文以不确定理论在退化数据分析中的应用为切入点,阐述了不确定理论的基本公理、运算法则与不确定统计方法,给出了基于确信可靠性理论的可靠性建模思路,提出了不确定失效阈值情形下的退化数据分析与可靠性建模方法。利用时变不确定正态分布建立产品的退化方程,根据专家知识建立失效阈值的不确定分布进而构建裕量方程,最终根据度量方程推导出产品可靠性模型。使用不确定统计中的极大似然估计法与假设检验法解决参数估计与模型验证问题。案例分析说明如果不考虑失效阈值的不确定性,会造成可靠性评估结果较大偏差。研究表明不确定理论适合处理退化数据分析中的不确定性难题,具有广阔的应用前景。     

基于不确定理论的退化数据分析方法

作为可靠性领域传统的数学工具,概率论难以解决现代可靠性工程面临的难题。本文以不确定理论在退化数据分析中的应用为切入点,阐述了不确定理论的基本公理、运算法则与不确定统计方法,给出了基于确信可靠性理论的可靠性建模思路,提出了不确定失效阈值情形下的退化数据分析与可靠性建模方法。利用时变不确定正态分布建立产品的退化方程,根据专家知识建立失效阈值的不确定分布进而构建裕量方程,最终根据度量方程推导出产品可靠性模型。使用不确定统计中的极大似然估计法与假设检验法解决参数估计与模型验证问题。案例分析说明如果不考虑失效阈值的不确定性,会造成可靠性评估结果较大偏差。研究表明不确定理论适合处理退化数据分析中的不确定性难题,具有广阔的应用前景。     

基于确信可靠性理论的蠕变寿命模型应用研究

蠕变持久寿命的评估一直受到理论与工程领域的研究和关注,基于确信可靠性理论这一可靠性领域的新理论所提出的可靠性的三个科学原理建立了蠕变寿命的确信可靠度模型,并使用不确定理论表征参数的不确定性.通过案例研究分析了模型参数的不确定性,并将所得结果与基于失效时间数据的概率分布建模进行了对比.分析认为,基于确信可靠性理论的蠕变寿...     

基于可靠性增长的变总体可靠性试验鉴定方法

针对产品研制过程中存在多阶段的试验数据和产品性能参数呈现可靠性增长的特点, 提出了一种变总体可靠性试验鉴定方法. 该方法依据产品研制过程中不同总体的试验数据, 利用可靠性增长模型, 给出变总体试验信息似然比的定义和判决准则, 进而给出变总体可靠性试验鉴定方法. 通过实例对比分析, 该方法可较好地解决小子样产品可靠性指标的假设检验问题.     

成败型系统可靠性增长的动态Bayes评定方法

针对产品研制过程存在多阶段的试验信息和产品性能参数呈现动态变化的特点,提出一种Bayes框架下成败型系统可靠性的动态评估方法.该方法依据产品研制过程中不同研制阶段的试验数据,利用离散AMSAA可靠性增长模型对产品可靠性的变化趋势进行描述,进而对新批次的产品可靠性进行预测,并由最大熵方法给出产品可靠性验前分布的确定方法,再结合产品少量的现场试验数据,对新批次的产品可靠性做出Bayes评估.最后通过实例对比分析,表明该方法很好地解决了小子样产品的可靠性试验评估问题.     

基于技术成熟度的确信可靠性分配方法

可靠性分配是在产品设计阶段完成, 以保证系统指标满足要求的一项重要工程活动。现有基于概率测度的可靠性分配方法分配至单元的指标无法在小样本条件下进行验证。为此, 提出一种以不确定随机系统为对象、以确信可靠度为核心的可靠性分配方法。该方法以技术成熟度为工具, 实现系统的单元的类别的划分和可靠性机会成本函数的构造, 进而提出系统确信可靠度优化分配模型及其求解算法, 实现了最小成本下系统可靠性指标的合理分配。以船舶双燃料供气系统为例, 开展了确信可靠性分配工作, 验证了方法的有效性。     

基于随机加权仿真的火箭发动机可靠性评估

液体火箭发动机性能可靠性评估主要讨论其关键性能参数是否满足设计任务书规定的额定值及偏差范围是否符合要求。由于发动机参加飞行次数非常有限，传统评估方法得到的结果置信度不高。本文提出一种在Bayes评估框架下，利用随机加权仿真技术进行性能可靠性评估的新方法。文章的最后给出一个具体算例说明了该评估方法的应用。     

基于Poisson-Normal过程性能退化模型的可靠性分析

对于高可靠长寿命产品,基于性能退化数据分析产品可靠性是一种行之有效的技术途径。由于有时无法用确定的物理/化学过程定量描述性能退化过程,借助随机过程方法建立退化模型是有效的技术途径。提出了基于Poisson-Normal过程的性能退化模型,给出了参数估计算法和可靠性估计的计算公式,结合实例说明了方法的有效性。     

突发和退化竞争失效产品的老练时间优化

由于设计与材料的缺陷以及制造过程中的不稳定性,通常在一批产品的生产过程中会产生一定比例具有较高突发失效率的缺陷产品。为了尽量剔除缺陷产品,提高整批产品的实际使用可靠度并减少寿命周期费用,需要进行老练筛选并确定最优的老练时间。在假设突发失效时间服从指数分布、性能退化轨道以Wiener过程描述的基础上,针对同时包含突发失效和退化失效的产品,本文首先建立了包含退化失效的混合竞争失效模型;然后以平均剩余寿命(mean residual life, MRL)为目标函数建立了老练试验优化模型的有效性,并给出了数值求解方法;最后通过数值实例验证了所提出的老练试验优化模型的有效性,并对模型参数进行了灵敏度分析。     

双指标阶段性退化建模及可靠性分析

高可靠长寿命产品常需同时满足多种功能, 退化机理复杂, 其性能退化过程中多指标、多阶段的问题日益凸显。为此, 考虑退化过程的阶段性特征及不同阶段指标间耦合性规律, 基于Copula函数和Wiener过程建立了双指标阶段性退化模型及可靠性分析方法。同时, 针对产品退化过程中两指标变点不在同一位置的一般性情况, 提出了一种考虑双指标变点的模型参数整体估计方法。最后, 通过舱门锁实例的对比分析, 对所提方法的适用性和有效性进行了验证。结果表明, 同传统双指标模型相比, 所提方法能更为准确地描述退化过程的相关性与阶段性规律, 得到的可靠性评估结果更合理有效。     

基于维护的产品使用可靠性评估及应用

在对定期维护条件下的产品进行可靠性分析时,由于现有性能退化处理方法没有考虑维修行为对产品性能信息的影响,导致处理结果无法准确反映工程需要。考虑维护对该类产品退化量的影响,利用复合Poisson过程对其退化过程进行了建模,并给出了模型参数的矩估计方法,进而给出了一种与定期维护条件下的产品退化过程更加相符的可靠性评估方法。通过进行仿真算例分析,验证了方法的可行性,并说明了方法对合理选取维修决策具有一定的应用价值。     

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.     

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.     

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。