一种基于伪失效阈值的寿命分析方法

为了有效地利用来自退化试验或加速退化试验的信息,提出了一种新的采样策略来获取退化过程超过一系列伪失效阈值的首次通过时间数据,给出了有关模型假设和详细的伪失效时间数据分析步骤,利用极大似然估计获取时变参数分布的参数估计,根据拟合的分布参数函数预测将来的失效时间分布,得到了一种基于伪失效时间数据的可靠性分析方法.最后,利用...     

基于Ⅱ型广义logistic分布和粒子群优化的退化可靠性建模

广义概率分布能够更加准确地描述性能退化数据的特性,降低奇异点和概率分布选择错误时带来的影响,为此,文中引入Ⅱ型广义logistic分布(Ⅱ-GLD)进行退化可靠性评估.通过加入位置参数和尺度参数对时变退化量建模,根据各时刻分布的分位数和对应试验数据之间的均方误差建立目标函数,结合粒子群优化(PSO)算法实现对目标函数中多个参数的同时估计.运用所提方法对实例进行退化可靠性评估、验证和对比,结果表明:该模型计算得到的退化数据均值和标准差与实际值的相对误差在8%以内,不同失效阈值下的可靠性评估结果与试验数据吻合良好;对比分析表明,与正态分布和威布尔分布相比,Ⅱ-GLD能够有效挖掘退化数据的尾部特性,真实反映产品的初期退化.     

基于马氏距离的竞争失效可靠性分析

为了解决产品退化失效与冲击失效共存的竞争失效下可靠性评估,提出了一种基于马氏距离的评估方法.引入马氏距离将多元退化数据降至一元马氏距离,采用具有随机影响的Wiener过程进行退化建模.研究了泊松过程以及固定时间发生的两类极端冲击过程,建立了同时考虑变阈值和最小冲击幅值的相关竞争失效模型.采用裂纹增长案例验证了所提方法的有效性,敏感性分析评估了模型参数对产品可靠性的影响.结果表明泊松过程冲击和固定时间冲击都对产品可靠性水平的分析值产生影响.      

竞争失效场合恒定应力加速退化试验统计分析

为了解决恒定应力加速退化试验中突发与退化同时存在的竞争失效可靠性评估问题,针对产品的退化过程,采用退化量分布函数进行刻画,弥补伪失效寿命建模方法的缺陷.同时考虑到突发失效与性能退化和应力水平的相关性,提出基于比例危险的突发失效模型,并用线性回归和极大似然估计(MLE)模型中的参数,实现对竞争失效场合恒定应力加速退化问题的建模分析.最后应用算例验证该方法的有效性.     

竞争失效下多元退化建模的航空发动机可靠性分析

为了解决航空发动机的竞争失效下多元退化系统可靠性评估问题,提出一种多元退化失效和突发失效之间相关竞争失效的可靠性评估方法.以具有随机效应的非线性Wiener过程与Gamma过程描述退化失效过程,选择合适的Copula函数对多元退化失效相关性进行建模,通过马尔科夫链蒙特卡洛方法进行多元退化系统相关失效模型参数估计;引入Weibull分布描述突发失效时间,采用比例危险模型构建关于性能退化量的突发失效率函数,利用两步极大似然估计法识别模型参数.结合航空发动机的性能退化数据实现了竞争失效下多元退化系统可靠性评估,通过分析结果验证了模型的有效性与准确性.     

基于Wiener过程的数控转台寿命及可靠度评估

为了对数控转台回转定位精度误差的非单调递增特征进行描述,采用Wiener过程对数控转台退化数据进行建模.由于不同转台角度下的退化轨迹不同,假设退化模型中退化量初值和漂移系数服从正态分布,基于贝叶斯全概率公式推导了失效寿命的全概率密度函数和可靠度函数的解析形式.采用两步法和极大似然函数估计法对模型中的未知参数进行估计.基于提出的模型对某数控转台的失效寿命进行预测,得到了数控转台的可靠度函数,并将本文的模型与只考虑退化量初值随机性的退化模型进行对比,结果表明,本文提出的模型更符合数控转台的退化规律.     

基于支持向量回归与Bayesian理论的性能退化产品可靠性分析

为提高小样本非线性下的性能退化产品可靠性评估准确性,提出一种融合性能退化数据与寿命数据的可靠性评估方法.首先选定产品的性能退化变量并记录下与时间相关的退化数据,随后利用支持向量回归(Support Vector Regression,SVR)理论对性能退化轨迹进行拟合建模,再通过首达阈值的概念推算出产品伪失效寿命数据.假设产品寿命服从特定的概率分布,则可求得产品的可靠性解析表达式.为了充分利用可得到的多种信息,增加评估的可信度,结合Bayesian理论,融合可得的真实寿命数据,一旦得到新的失效寿命数据,便可更新迭代模型参数提高评估准确性.最后通过数值仿真与陀螺仪退化数据的实例验证所提方法的可行性.结果表明,本研究有效地解决了小样本非线性情形下性能退化产品可靠性分析不精确的难题.     

基于改进比例失效率模型的设备剩余寿命预测

产品的剩余寿命预测能够为产品的维修和更换提供重要的决策依据.传统的比例失效模型方法在剩余寿命预测中得到了广泛的应用,然而此方法没有充分利用产品的历史寿命信息,对产品的退化过程也没有很好地描述.针对此问题,提出了一种融合退化过程与失效率建模的产品剩余寿命预测方法.该方法首先利用线性过程对产品的退化过程建模,然后利用比例失效模型融合退化过程对失效率的影响,达到充分利用产品历史信息的目的.此外,与传统比例失效模型方法不同,模型中的比例参数分为两部分,分别将产品退化的初始信息和产品的退化增量联系起来,进一步利用产品的当前退化信息对产品的参数进行Bayes更新,基于此进行剩余寿命预测,从而实现产品历史数据和当前退化数据的有效融合.通过激光发生器的退化数据验证了所提方法的有效性.     

基于核密度估计的性能退化数据建模分析方法

针对现有性能退化建模分析方中存在试验样本数据量少和先验分布假设过于严格的不足,提出了一种基于核密度估计的性能退化数据建模分析方法,并详细说明了进行核密度估计时最佳窗宽的确定方法.通过实际算例对建模分析方法进行了验证,结果表明:基于核密度估计方法能有效地克服试验样本数据量少和先验分布假设严格的不足,从而为该情况下产品的性能退化分析提供了一种新方法.     

基于维纳过程的锂离子电池剩余寿命预测

锂离子电池内部结构复杂,受外界影响大,使其容量退化过程具有不确定性因素而呈现随机性.对电池容量退化服从非线性维纳过程建立状态空间模型,并认为参数是服从共轭分布的随机变量,增加了模型不确定性使之更加符合锂离子电池容量的退化过程.利用自助法获得先验分布参数初始值,由共轭分布的性质可以得到后验分布的类型,由此得到简便的参数估计方法.粒子滤波可对每一时刻的参数及退化状态进行估计和更新,根据提前设定的状态阈值可以预测电池的剩余寿命.具体实例验证了方法的准确性,该方法对可靠性高、样本量少的电池的剩余寿命预测有借鉴意义.     

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.     

动态概率模型跟踪性能退化的实时可靠性评估方法

针对实时可靠性评估中先验信息难以获取、分布假设不符合实际情况的问题,提出一种基于动态概率模型的实时可靠性评估方法.采用Parzen核密度估计构造滑动概率神经网络,使用滑移时间窗进行统计样本的动态选择,以非参数方式实时估计性能退化数据的条件概率分布,将超过失效阈值的分布函数值作为可靠性指标,来实现个体设备无先验信息条件下的可靠性评估.通过对高压水除鳞泵和加热炉风机失效过程数据的分析,验证了该方法的可行性和实用性.     

基于变动失效阈值和退化速率的系统可靠性模型

为对同时存在退化过程和冲击过程的系统进行可靠性分析,建立了突发型失效与退化型失效共存的系统可靠性模型.考虑退化过程和冲击过程的相关性,通过退化过程和冲击过程的分布函数,基于变动失效阈值,建立系统可靠性模型的一般形式.进一步用线性退化路径描述系统的退化过程,考虑退化速率的改变,建立系统可靠性模型的具体形式.通过具体算例,对所建立模型的有效性与合理性进行了验证与分析.     

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。     

多阶段复杂退化产品的可靠性统计模型

针对多阶段退化产品,基于性能退化响应数据的回归统计拟合,建立变速率复杂退化可靠性评估模型。首先利用分段回归拟合对性能退化数据进行变点回归建模,推导变点分布的极大似然函数;其次鉴于模型的复杂性,变点估计的最大似然估计无法得到显式解,采用分层Bayes进行建模;然后结合MCMC(Markov chain Monte Carlo)算法中的Gibbs采样对模型进行参数诊断,依据Schwarz信息准则(Schwarz information criterion,SIC)构建经验似然比对模型的变点进行估计与检验;最后根据产品失效退化的定义,推导该失效模式下产品的可靠度函数。以手机运行的游戏性能数据建模分析,演绎说明了多阶段退化模型适应性强、可行性高的特点。与传统两阶段建模相比,多阶段退化建模考虑了各个阶段的退化信息,提高了数据利用率和产品的可靠性评估可信度。     

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。     

基于竞争失效的起爆电容贮存可靠性评估

为了评估起爆电容的贮存可靠性,采用了竞争失效模型,模型利用了失效数据,将试验过程中的退化数据也考虑在内。在突发失效和退化失效相关性分析中,采用随机抽样的方式避免失效时间分配产生的偶然误差,得到的结果更加客观、真实。以某起爆电容恒定应力加速寿命试验数据为例,验证了模型的有效性。     

流形拓展t-过程回归（英文）

本文提出了一种流形拓展t-过程回归模型,用来分析带有复杂协变量的函数型数据.该流形拓展t-过程回归模型可将协变量数据变换至特征空间,然后用拓展t-过程回归将特征空间数据转换到观测数据空间,从而对观测数据进行建模.我们建立了一个估计程序来估计模型中的参数.对真实数据和模拟数据进行了分析,结果说明所提流形拓展t-过程回归模型是可行的.     

格尔木地区钢筋混凝土现场暴露的竞争失效分析

为研究格尔木盐渍土地区钢筋混凝土服役期间的退化过程,采用现场暴露的试验方法,对钢筋混凝土的退化过程进行跟踪研究.将相对动弹性模量评价参数、相对质量评价参数作为钢筋混凝土耐久性退化的2个因素,基于Weibull分布函数对其进行综合分析.结果表明,Weibull分布函数可以很好地对钢筋混凝土的退化过程进行表述;相对动弹性模量评价参数和相对质量评价参数可分别作为劣化前期和后期的评价指标;钢筋混凝土的失效时间为870 d.     

基于Wiener过程的数控转台极小子样可靠性分析

针对数控转台性能退化过程较为缓慢且存在波动的特点,采用Wiener过程进行数学建模,利用极大似然法结合试验数据分析模型中各未知参数的特点。根据分析结果将模型中的漂移系数和扩散系数设为恒定值,假设性能退化初值服从正态分布,得出数控转台的相关可靠性函数,并与基于伪寿命分布法得出的结果进行比较。结果表明:基于Wiener过程得出的结果较基于伪寿命分布法得出的结果更加符合实际情况。