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。     

基于马氏距离的二元退化可靠性分析

为解决二元退化产品可靠性建模困难,提出了基于马氏距离(Mahalanobis distance,MD)的二元退化产品可靠性分析方法。首先引入MD,将二元退化数据降维至一元MD,并采用蒙特卡罗方法确定MD失效阈值;然后分别采用了Wiener过程的基本模型和3个具有随机参数的Wiener过程模型进行退化建模,运用贝叶斯方法进行参数估计,并通过模型验证、分位数图(quantile-quantile plot,QQ图)和改进的留一法交叉验证等模型选择方法综合判断确定最优模型。最后采用裂纹增长数据实例验证了所提方法的有效性。     

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。     

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.     

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。     

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。     

基于空间相似性和波动阈值的退化模型一致性检验方法

针对退化模型中存在模型一致性检验不充分问题,借鉴数理统计知识和灰色系统理论,提出一种基于空间相似性和波动阈值的退化模型一致性检验方法。首先,考虑基于正态总体的波动阈值一致性检验,确定退化模型和验证试验结论具有动态一致性,即退化模型结论在容许的波动阈值内;然后,考虑基于灰色关联的空间形状相似性一致性检验,确定退化模型曲线之间的相似度;最后,根据退化模型同时满足基于正态总体的波动阈值一致性检验和基于灰色关联的空间形状相似性一致性检验,认为退化模型通过一致性检验;反之,认为不通过一致性检验。通过实例建模和试验数据对比,验证了所提方法的有效性。     

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。     

基于证据GO法的复杂多态系统动态可靠性分析

为了准确把握复杂多态系统及其部件可靠性指标的演变规律,需要对其进行动态可靠性分析。针对复杂多态系统退化参数的认知不确定性问题,提出一种用于动态可靠性分析的证据GO算法,以GO法原理为分析基础,结合证据理论构建一种考虑认知不确定性的多态GO法操作符,完成对复杂多态系统的不确定量化,结合马尔可夫模型对复杂多态系统进行可靠性建模,从而有效地分析认知不确定性给系统可靠度的影响,并用算例验证方法的可行性。     

基于加速退化数据的可靠性评估技术综述

随着加速退化试验技术的不断进步,加速退化数据日趋复杂,可靠性评估理论和方法需要不断完善和发展。可靠性建模与统计分析是可靠性评估的两大核心问题,从这两方面对基于加速退化数据的可靠性评估技术进行综述,重点阐述了性能退化建模、加速退化建模、失效机理一致性辨识等关键问题,提炼了基于加速因子不变原则进行加速退化数据可靠性评估的新思路,展望了未来的研究重点和发展前景。研究工作对完善加速退化数据可靠性评估理论和方法,提高评估准确性具有一定的指导意义。     

三维地质模拟中不确定性分析方法

三维地质模拟中的不确定性问题直接影响模型精度、空间数据分析和应用效果。通过分析三维地质模拟各个环节中存在的不确定性问题,建立了基于不确定性的三维地质模拟流程,并提出误差检测与分析校正的有效方法。以矿区复杂的地质构造断层建模为例,研究了逻辑不一致性、数据不完整性以及构造特征推演等问题,并对断层模型误差与评价进行了初步分析。实验证明,所提出的方法能够减少不确定性的传播,提高模型的精度和质量。     

双重不确定冷贮备系统的可靠性分析

运用不确定理论研究了无充足样本的冷贮备冗余系统。假设系统所有元件的寿命服从具有不确定参数且相互独立的不确定分布,基于可靠度函数和平均寿命建立了3类冗余系统可靠性的数学模型:转换开关完全可靠型、转换开关离散型、转换开关连续型的冷贮备系统。此外,针对元件寿命为独立同分布的特殊情况进行了分析,给出数值算例,进一步印证模型的合理性。     

隐含非线性退化设备的剩余寿命在线预测方法

随机退化设备在实际运行中会产生非线性、隐含性等问题,对其剩余寿命预测会产生不确定性影响。现有剩余寿命预测方法尚未系统研究隐含非线性退化建模及相应的剩余寿命分布。因此,采用Wiener过程,建立了隐含双重非线性退化模型;利用设备现场监测数据,更新了隐含状态的后验分布;利用全概率公式,基于首次达到失效阈值的时间分布推导出设备剩余寿命分布;基于激光器实测退化数据设定仿真参数,对所提方法的正确性和合理性进行了对比验证。     

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。