考虑备件退化的贮备系统剩余寿命预测方法

针对非理想贮存条件下备件退化甚至失效,导致运行设备与备件组成的贮备系统实际运行寿命难预测的问题,提出了一种考虑备件性能退化的贮备系统剩余寿命预测方法。基于维纳过程分别建立了系统在运行和贮存条件下的随机退化模型,引入了随机效用刻画系统退化过程的个体差异性,推导出备件的时变退化状态分布及失效概率;结合运行条件下与贮存条件下的退化模型,推导出了首达时间意义下贮备系统剩余寿命分布的迭代求解方法;基于极大似然估计和贝叶斯理论,提出了模型参数的离线辨识和在线更新策略。通过数值仿真数据和某型号陀螺仪的实际数据进行实验验证,实验结果表明:所提方法的剩余寿命期望理论值与数值仿真结果高度吻合,且理论值与近似值的平均相对误差为0.030 3 h,验证了所提方法的理论正确性;同时,所提方法能够有效表征备件退化对于剩余寿命预测的影响,剩余寿命与真实剩余寿命的平均均方根误差为37.645 3 h,比不考虑随机效用的方法降低了1.004 h,预测精度显著提高。该方法为贮备系统剩余寿命预测提供了有效途径。