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。     

基于信息熵和Bayes理论的高可靠性产品可靠性评估

产品的可靠性是其通用质量特性的重要指标,研究产品的可靠性评估方法至关重要.当产品只收集到寿命试验数据时,现有的基于极大似然估计和最小二乘估计的可靠性评估方法应用较为广泛,但在适用性上存在一定的局限性.针对这一问题,提出了一个基于信息熵函数和Bayes理论的产品可靠性评估方法.通过理论分析可知本文提出方法的适用性比现有方法更广,且结合仿真实验,可验证利用本文提出方法评估高可靠性产品的可靠性时,评估结果的精度也优于现有方法.最后,通过加工中心设备的算例分析,说明了本文提出方法的具体应用.     

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。     

考虑模型选择的退化数据分析方法

对于高可靠长寿命产品,利用产品的退化数据进行可靠性评估的一种常用方法是基于退化量分布的方法。这种方法需要假设产品各检测时刻退化量分布服从相同的分布形式,这在实际中往往不能满足。本文提出的方法充分利用各检测时刻退化数据的信息,利用模型选择的方法获得产品在各检测时刻的退化量分布,在不依赖分布参数的退化轨迹前提下,通过分布拟合估计产品寿命分布参数进行可靠性评估。最后通过实例分析,验证了本方法的灵活性和有效性。     

微分建模法及其在疲劳可靠性研究中的应用

很多工程问题可用微分方程描述,由此导出了微分建模方法.该方法的实质是直接用微分方程来描述客观物理现象,同时通过微分近似公式来直接辩识微分方程的系数.该方法用于三参数威布尔分布的参数估计和疲劳性能S N曲线拟合、低周疲劳特性曲线拟合、疲劳裂纹扩展a-N曲线拟合等问题,取得了较好的效果,为疲劳可靠性研究提供了新工具,对工程中建模和数据分析问题也有相当参考价值.     

Wiener过程性能退化产品可靠性评估的Bayes方法

在分析性能退化数据模型的基础上,针对Wiener过程性能退化产品提出了一种可靠性评估的Bayes方法,给出了参数的递推估计.该方法计算简单,并且能随着性能退化试验进行不断更新可靠性评估结果,而不需要重新处理历史数据,因而也适合于实时可靠性评估.最后通过金属化膜电容器可靠性评估实例分析验证了该方法的适用性,并进行了相关讨论.     

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。     

支持向量机用于性能退化的可靠性评估

为解决性能退化轨迹建模中的小样本训练问题,研究了基于统计学习理论的支持向量机回归原理,提出了基于支持向量机回归模型的产品性能退化轨迹建模、寿命预测及可靠性评估方法.给出两种性能退化轨迹的支持向量机回归模型——单一模型和加权模型.实例分析表明,所提方法有较好的预测精度.加权支持向量机回归模型可在早期实现较高精度的寿命预测,提高性能退化的可靠性评估精度,从而可缩短试验时间,节约经费开支.     

基于混合Gamma分布的机载产品可靠性建模

针对研制生产阶段的可靠性试验和评价方法并不能准确推断出复杂机载产品在真实服役环境下的可靠性,而且单一寿命分布模型如指数、正态、威布尔等也不能准确反映机载产品在复杂环境下的故障特征的问题,通过舰载机机群在服役过程中产生的故障数据,利用有限混合Gamma分布可以逼近任意概率分布的特性,根据不同样本容量分别构建了以均方误差和皮尔逊统计量为优化目标的优化模型。采用自适应权重粒子群优化算法对混合分支数和分布参数进行优化,从而获得产品的可靠性模型。研究结果可较好地表征产品故障的统计特征,为系统的可靠性评估、预防性维修周期优化等提供决策依据。     

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。     

基于无失效数据的加权E-Bayes可靠性评估方法

针对无失效数据情况下产品的可靠性评估问题,提出加权最小二乘法结合期望Bayes（expected Bayesian, E-Bayes)可靠性评估方法与模型。根据工程经验,构造出产品失效概率的先验分布;运用Bayes理论与方法,给出产品失效概率的E Bayes估计;在威布尔分布场合下,采用加权最小二乘法来拟合产品寿命分布参数,给出产品可靠性指标的点估计和区间估计;结合算例分析,探讨模型的稳健性与方法的优越性,表明该方法具有较好的工程应用价值。     

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。     

Improvement method for the combining rule of Dempster-Shaferevidence theory based on reliability

1.INTRODUCTION DSisakindofreasoningalgorithmbasedonevidence theory.ItwasputforwardbyDempsterfirst,and developedbyShafer,soitwascalledDSevidence theory.Thealgorithmsolvedtwoproblemsofproba bility:Itcangiveaclearexpressiontoanunknown case,andthesupporttonegativesuppositionofevi dencecanbeexpressedbysomevalueiftheevidence supportsapartofsupposition.DSevidencetheoryis usedtodealwithsomeinexactinformationorinexact informationsometimes.SupposeΩistheaggregateofallprobableele mentsofvariableX…     

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...     

基于竞争失效模式的数控机床可靠性建模

数控机床是复杂的机电一体化系统,其故障不仅包括由于机械磨损造成的性能退化失效,还包括电子器件等引起的突发性失效,数控机床故障是退化失效和突发失效竞争的结果. 故本文假设突发失效和退化失效相互独立并且都服从Weibull分布,综合考虑突发失效和性能退化之间的相关性和竞争关系进行数控机床可靠性建模研究. 采用最小二乘估计法估计模型参数,运用D检验法进行参数拟和性检验;得出了一种基于竞争失效模式分析的可靠性评估模型. 最后,以15台某系列数控机床60个故障数据对该方法进行验证,说明了该方法的有效性和可行性.     

一种基于证据融合的高可靠性产品可靠性评价方法

如何综合来自不同信息源的信息进行可靠性评价是高可靠产品可靠性分析领域的研究热点.针对存在随机不确定性和认知不确定性时高可靠产品的可靠性评价问题,结合证据理论提出了一种新的评价模型.鉴于不同可靠性信息源对产品可靠性指标的贡献不同,利用K-L交叉熵定义各个信息源的权重,对每个信息源生成的基本概率分配函数(BPA)进行修正.然后,将修正后的BPA按照D-S证据组合规则进行融合,进而利用可转移信度模型(TBM)对合成后的BPA进行概率测度的转换,从而实现对高可靠产品可靠性的度量.最后,以某型号电子器件的寿命评估为例,验证了本文提出的评价方法的可行性和有效性.     

基于粗糙集和D-S证据理论的设备技术状态评估

针对设备技术状态评估中存在着不确定性,建立了基于粗糙集理论和D-S证据理论的设备技术状态评估模型,以提高评估的准确度,降低不确定性。首先利用粗糙集理论的知识约简功能来优化设备技术状态评估指标,其次采用D-S证据理论来组合优化过的指标,最后采用基于基本可信度分配的决策来获得设备的技术状态类别。以汽轮鼓风机为研究对象,详细描述了基于粗糙集理论和D-S证据理论的设备技术状态评估方法,并进行实例计算。实例表明采用粗糙集理论,优化了评估指标,减少了数据收集;采用D-S证据理论,进一步综合各指标,并能计算出评估结果可能存在的不确定性量。     

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.