基于竞争失效模型的金属化膜脉冲电容器产品可靠性研究

在确定产品性能退化量分布模型的基础上,给出了突发型与退化型失效的竞争失效的一般模型,该模型考虑了突发失效率与退化量的相关性.通过分析金属化膜脉冲电容器的退化失效机理,利用该竞争失效模型,对金属化膜脉冲电容器进行了可靠性分析,确定了该型电容器的可靠度函数.     

基于变失效阈值的竞争失效可靠性模型

针对同时经历性能退化过程和外界冲击过程的系统,在假设性能退化过程为线性退化过程,冲击过程分别为极值冲击模型和δ冲击模型的基础上,分析了性能退化量对突发失效的失效阈值影响,建立了基于变失效阈值的竞争失效可靠性模型,求出了系统可靠性的解析表达式。结合实例对可靠性模型进行了分析,对突发失效的失效阈值进行了灵敏性分析。结果表明该模型可以有效地提高可靠性评估精度,具有较好的工程实践指导意义和理论参考价值。     

面向预防性维修的两种失效竞争下多状态系统可靠性模型

针对装备系统在使用过程中存在退化失效与突发失效竞争的情况,以单个系统为研究对象,考虑单一维修台,采用随机检测策略,根据系统内部性能水平与外部冲击损伤等级分别采用三种不同类型的预防性维修,系统完全故障时进行换件维修,利用Phase-type (PH)分布代替指数分布等典型分布,统一描述模型中各类时间变量分布,建立了通用性更好的系统可靠性模型,获得了系统的主要可靠性参数.最后通过算例验证了模型的适用性,并讨论了不同类型的预防性维修速率以及预防性维修阈值对系统可靠性参数的影响.     

竞争失效下多元退化建模的导弹贮存寿命评估

导弹失效是弹上多部件退化失效与突发失效相互竞争的结果。根据导弹失效模式分析,建立导弹竞争失效模型。针对贮存期内测试到的弹上多个关键部件特征电压数据,引入状态空间模型,将弹上多个关键部件的特征电压转化为整弹退化程度,采用Wiener、Gamma和Inverse-Gaussian等随机过程模型来拟合整弹退化程度数据,采用赤池信息准则来确定最优的随机过程模型。假定导弹突发失效时间服从Weibull分布,采用比例危险模型,建立了考虑性能退化影响的突发失效率函数。采用两步极大似然估计法求解出模型中未知参数。结合某批次导弹贮存案例分析,验证了本文所建模型的正确性和优势。     

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。     

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.     

战时基于竞争失效的装备系统可靠性建模与预防性维修策略

针对战时装备受到使用退化与随机冲击的共同作用发生竞争失效的问题,提出了基于状态的预防性维修策略。首先建立了单系统的可靠性评估模型,该模型考虑了装备系统冲击阈值随总退化量的累计而减少的实际,并提出了阈值连续变化条件下的装备系统可靠性建模方法;其次针对装备的隐蔽功能故障,提出了定期检测下基于状态的预防性维修策略,构建了装备系统的成本率函数;最后结合实例分析,确定了装备系统的可靠度函数和最优预防性更换阈值,并对比分析了不同冲击阈值参数对可靠度的影响。研究结果表明:该模型可以有效解决竞争失效条件下装备系统的可靠性评估问题,同时也可为装备系统预防性维修策略提供模型参考。     

基于竞争失效的单部件系统可靠性建模与维修

针对同时受自然退化和随机冲击影响的单部件系统可靠性评估问题,首先,建立了退化型与突发型竞争失效过程的可靠性模型,该模型考虑了冲击对退化的影响,即冲击会增加系统的退化量;其次,提出了基于状态的维修策略,构建了一个成本率函数;最后,以一个由4个零件串联而成的单部件系统为研究对象,确定了该系统的可靠度函数和最优的预防更换阈值。该结果不仅验证了可靠性模型的合理性和有效性,而且体现了基于状态的维修策略的可行性与经济性。     

加工中心故障分布规律及其研究方法

数控机床的平均故障间隔时间是一项重要的可靠性指标,然而作为该指标计算理论基础的故障分布规律却未得到充分研究.基于Ⅰ型截尾似然函数理论,结合加工中心试验数据,对加工中心故障间隔时间进行了威布尔分布模型的拟合,然后用Hollander-Proschan方法进行了拟合优度检验.最后证明该加工中心故障间隔时间服从威布尔分布.对这类有替换定时截尾数据,用截尾似然函数理论进行拟合,并且用Hollander-Proschan方法进行拟合优度检验,是非常有效的.     

具有漂移特征的退化可靠性评估方法研究

针对具有参数漂移特征的产品， 首先采用随机扩散理论描述其参数漂移规律， 并建立了参数漂移模型. 在此基础上， 提出了基于参数漂移特征的退化补充样本容量的确定方法， 建立了基于退化观测数据和补充样本数据的产品退化可靠性评估模型. 最后， 通过对某传感器电压数据进行处理， 说明了该方法得到的可靠性估计结果具有较好的精度和稳健性， 与工程实际相符.     

基于HGERT网络模型的退化型失效可靠性评估

针对退化型失效的复杂装备系统,提出基于隐图解评审技术(hidden graphic evaluation and review technique,HGERT)网络模型来进行系统可靠性预计和评估的方法。图解评审法(graphic evaluation and review technique,GERT)网络中的节点代表装备失效过程中正常状态到失效状态的转移,通过传感器将反映系统隐性状态的性能特征参数进行量化输入,从而将GERT网络中的各个劣化状态节点进行展开。应用Viterbi算法对模型参数进行解码和学习,确定退化型失效系统状态转移概率。将装备运行中所处的工作应力、环境载荷等影响性能衰退的因素作为输入,将关键性能指标退化量作为输出,建立装备性能退化的一般控制模型并将其作为GERT网络活动传递的随机变量。借助于信号流图理论对参数进行解析,监测系统处于不同状态时的性能退化水平,为故障预测和装备健康管理提供支持。案例通过对铣床性能退化量的分析,证明所构模型的可行性和合理性。     

基于比例失效率退化模型的可靠性评估方法

针对不假定寿命分布类型的长寿命可靠性评估问题,提出一种不同于传统基于退化轨迹和退化量分布的退化数据可靠性评估方法。将时间视为类加速因子并作为协变量,通过引入比例风险模型来描述产品寿命与退化量失效率之间的关系,建立比例失效率退化模型;通过考虑分布簇之间的差异度来确定退化量分布类型,求出退化量基准失效函数及比例失效率系数;采用线性回归模型拟合出类加速模型参数估计,确定已知检测时刻下的退化量失效率函数,并外推产品在退化失效阈值下的寿命可靠度函数;结合实例分析,验证方法的实用性和有效性。     

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。     

闭环伺服系统的数学模型研究

在数控机床中，伺服系统是数控装置和机床的中间联接环节，是数控系统的重要组成部分，伺服系统接受来自伺服控制器的进给脉冲，经变换和放大后转化为机床工作台的位移，使工作台跟随机指令脉冲移动。本文研究的内容，就是伺服系统的数学模型分析，该研究结果为伺服系统的动、静态性能分析提供理论基础。     

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。     

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。     

系统实时性能可靠性评估的贝叶斯方法

多数产品或系统的失效可归结为其潜在的退化过程,且系统退化通常为隐含的过程而无法直接观测或测量。针对隐含的退化过程不可直接观测的特点,本文提出一种基于状态空间模型的产品退化建模方法,以系统运行期间采集的性能数据为基础,结合贝叶斯估计理论,实现了对系统隐含退化状态的在线估计与预测,以及对系统性能可靠性的实时评估。以民航发动机为对象,通过对实际收集的性能数据的分析表明,本文所提方法能够较好地用于系统性能可靠性的实时评估。     

CNC车床故障模式及其原因分析

通过两年的现场跟踪记录,采集了国内外生产的８２台ＣＮＣ车床的故障数据,建立了ＣＮＣ车床可靠性数据库;较详细地分析了ＣＮＣ车床的故障部位、故障模式及其频率以及部分故障原因,指出了ＣＮＣ车床薄弱环节及其潜在弱点,为ＣＮＣ车床可靠性分析与可靠性设计提供了依据