中国航天工程可靠性理论研究成果综述

近年来,九个研究所及大学在航空航天部质量司的“基础可靠性理论研究基金”支持资助下,对若干在航天研制中需要解决的可靠性统计问题进行了研究。本文对主要成果作概括介绍,包括对正态分布的成果;对Weibull分布的成果;系统可靠性综合的成果——理化方法,近似方法、(二项分布,指数分布,Weibull分布,并联系统),一般情况;结构可靠性;零失效可靠性估计;贮存可靠性;其它成果。由“基础可靠性理论研究基金”支持资助的所有研究成果都是非密的,可以从航空航天部质量司得到。     

威布尔产品加速寿命试验的可靠性分析

利用似然理论对加速寿命试验的多个样本失效数据进行综合分析。在定数截尾场合下,建立威布尔寿命型产品的步进应力加速寿命试验模型,利用Newton Raphson方法求解似然方程,得到寿命参数的极大似然估计。针对迭代公式初始值敏感问题,结合部件寿命信息给出一种精度更高的初始值确定方法,并利用Bootstrap方法构造加速寿命试验参数的置信区间。最后,以固体钽电解电容器为例,利用随机模拟方法验证提出理论的正确性和有效性。     

Weibull分布可靠度下限的中转插值方法

对基于以BLIE(最好线性不变估计)及BLUE(最好线性无偏估计)为基础的Weibull分布的可靠度下限的数表,习惯上常用线性插值方法,但是这种插值方法精度很差,满足不了工程实践的需要。本文针对这种情况,为基于BLIE及BLUE的Weibull分布可靠性下限的两种数表,分别设计了一种中转插值方法,它既方便易行,又可将插值精度提高一个数量级以上,适用于在工程上推广使用。最后,并用数值例说明了这些方法。     

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。     

部件寿命服从威布尔分布时典型系统的寿命与剩余寿命估计

在实际工程中,对系统寿命以及剩余寿命的估计非常重要。在已知系统中部件寿命与可靠度的前提下,关于如何快速得到系统级寿命与剩余寿命的相关研究比较缺乏。针对这一问题,首先研究了可靠度、寿命以及剩余寿命的关系,进一步假设部件寿命服从同一威布尔分布,根据部件的寿命与可靠度函数,推导得到串联、并联和表决系统寿命与剩余寿命期望的封闭表达式,并给出了相应的计算方法。对于冷备系统,当部件寿命服从同一指数分布时,推得了系统寿命及剩余寿命期望的封闭表达式,而当部件寿命服从同一威布尔分布时,给出了系统寿命与剩余寿命的数值计算方法。仿真试验证明本文所提出的方法是准确高效的。最后,以卫星中的动量轮r/n(G)表决系统为例开展了实例研究,证明了该方法在工程实践中的有效性。     

指数情形随机截尾恒加速寿命试验测试统计分析

研究随机截尾情形指数分布场合下由恒定应力加速寿命试验得到的数据进行统计分析的方法。利用指数分布的大样本性质给出近似的简化算法,随机模拟例子表明,该方法计算有效而且应用可行。     

指数寿命分布多阶段可靠性增长决策研究

可靠性增长模型是可靠性增长决策的基础和关键,其在可靠性增长过程中有着重要作用。在故障延缓纠正模式下,对基于指数寿命分布的多阶段可靠性增长模型进行了研究。考虑到可靠度估计的不确定性,采用贝叶斯风险决策技术,通过期望效用函数量化可靠度的不确定性,并定义了停止可靠性增长试验的贝叶斯决策规则,最后给出了一个应用实例验证了方法的可行性。     

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...     

可靠性增长分析的整体推断技术

Gamma分布函数Γ(α,β)常常用作贝叶斯指数可靠性增长模型的先验分布密度函数,参数α、β值的不同,将使增长试验的评估结果有很大的差异。引入服从逆Gamma分布的折合因子,得到一种可靠性增长分析的整体推断技术。该技术是闭合的,具有递推分析形式。通过典型示例与其它确定分布参数的方法进行比较,可知这种方法更加接近工程实际。     

威布尔分布下系统全寿命周期成本建模与决策

系统可靠性设计优化与经济性密切相连.针对部件寿命服从威布尔分布的同质部件组成的系统,引入经济的预防性成组维修策略,构建设计费用、制造费用和维修费用函数,从而建立可靠性约束下的系统全寿命周期成本的优化模型.通过与无预防性维修下系统全寿命周期成本模型的比较分析,效用曲线充分验证所建优化模型的经济性和有效性.接着,给出包括系统全寿命周期成本、部件可靠性设计水平和预防性成组维修频率在内的系统设计均衡区间的决策方法.最后,以某大型科学装置的开关系统为例,说明该方法在工程应用上的实效性,为系统工程师开展可靠性设计优化提供系统的思路和方法.     

维修性对称原理

本文给出了维修性置信下限与最大维修时间置信上限间的对称原理,它类似于可靠性下限与可靠寿命下限间的对称原理。文中对常见的五种维修时间分布说明了该原理的应用,并将此原理用于推导上侧性能可靠性置信下限。     

Progress in Theoretical Research on Reliability for China''''s Space Engineering

With the support of the Fundamental Reliability Theoretical Research (FRTR) Foundation of the Quality Control Bureau of Ministry of Astronautics (MOA), PRC, 9 Chinese institutes and universities have worked for years on reliability statistics problems pending to be solved in space research and development. This paper gives a brief review of our main research results, including (1) Results on Normal Distributions; (2) Results on Weibull Distributions; (3) Results on the Synthesisof System Reliability-Theoretical Method; (4) Results on the Synthesis of System Reliability-Approximation Method: Binomial Distribution, Exponential Distribution, Weibull Distribution, Parallel System, General Cases; (5) Structual Reliability; (6) Zero-Failure Reliability Estimation; (7) Storage Life and Others. All these results can be acquired from the Quality Control Bureau of the Ministry of Aero-Space Industry (MAS).     

正态应力强度结构可靠性的精确限

对正态强度、应力，在参数均未知但都取得完全样本的情况下，本文在给出其结构可靠性的精确限的基础上，对几种近似限的误差做了比较。所有这些结果可方便地应用于对数正态应力、强度的情况。     

The Exact Limits of Structural Reliability for Normal Stress and Normal Strength

ＴｈｅＥｘａｃｔＬｉｍｉｔｓｏｆＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｆｏｒＮｏｒｍａｌＳｔｒｅｓａｎｄＮｏｒｍａｌＳｔｒｅｎｇｔｈＹｅＸｉｔａｏＬｕｏｙａｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｒａｃｋｉｎｇａｎｄＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＴｅｃｈ...     

某型光学经纬仪寿命分布及可靠性的研究

本文对某型光学经纬仪的寿命试验数据进行了拟合优度检验。某结果是：指数分布、双参数指数分布、Ｗｅｉｂｕｌｌ分布、极值分布都能适用。在此基础上对这些分布进行鉴别，指出指数分布是该产品较合适的寿命分布。由此也给出了产品的ＭＴＢＦ及可靠性下限。这表明该仪器的可靠性已高于外国先进标准的规定指标。     

计算网络系统可靠度下限的二种M—C方法及结果分析

本文研究系统可靠性结构为网络型,已知分系统的可靠性估计值,然后转化为折合的成败型数据。用二种蒙特卡罗(M—C)方法对网络系统进行可靠性综合,最后对计算结果进行分析。     

Exact Bayesian and Fiducial Limits for the Mean of Lognormal Distribution

ＥｘａｃｔＢａｙｅｓｉａｎａｎｄＦｉｄｕｃｉａｌＬｉｍｉｔｓｆｏｒｔｈｅＭｅａｎｏｆＬｏｇｎｏｒｍａｌＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＺｈｏｕＹｕａｎｑｕａｎ；ＷｅｎｇＺｈａｏｘｉ；ａｎｄＬｉｕＺｈｅｎｇｘｉａｎ（ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｔｒｕ...     

轮盘疲劳可靠性分析的Monte-Carlo数字仿真

低循环多轴疲劳失效是航空发动机低压压气机轮盘的主要失效形式。轮盘是一种价格昂贵的部件，对其进行部件的可靠性试验在经济上难以承受。据此以临界平面法为基础，通过Ansys有限元分析与材料的应变疲劳试验相结合。利用Monte-Carlo数字仿真方法。确定了轮盘寿命的分布形式，建立了轮盘疲劳可靠性模型，并编制了轮盘疲劳可靠性分析软件，对某型轮盘进行了疲劳可靠性分析。与传统的确定性方法相比更加符合轮盘的失效状况，与基于真实轮盘的试验相比则可以有效降低试验费用，缩短试验周期。