考虑测量不确定性的ANN-Wiener过程加速退化试验评估

考虑加速退化试验过程中关键性能参数的测量不确定性,将测量不确定性处理为区间数,并建立一种结合人工神经网络与Wiener过程的区间加速退化数据可靠性评估方法。基于ANN-Wiener过程构建加速退化数据的负对数似然函数,采用遗传算法建立负对数似然函数未知参数的求解方法,最终实现了区间加速退化试验的可靠性评估。通过激光器的加速退化试验,对该方法进行验证,比较该方法与其他方法评估得到的可靠度和真实可靠度的绝对误差,结果表明,基于ANN-Wiener过程对可靠度的评估结果更准确,且考虑到测量不确定性因素的影响,得到激光器可靠度的保守和乐观估计。相同可靠度的情况下,忽略测量不确定性时的评估时间晚于保守估计的评估时间,会导致产品预防维护时机的推迟,增大产品运行过程中的失效风险,增加因产品失效而造成的损失。

基于Wiener过程的非线性加速退化可靠性评估方法

针对恒定应力加速退化试验场合下的非线性退化数据,考虑个体之间的退化差异,提出了基于Wiener过程的非线性加速退化可靠性评估方法。采用Wiener过程描述产品的退化过程;运用时间尺度模型对非线性数据进行线性变换;将Wiener过程的漂移系数随机化处理,提出考虑个体差异的可靠性模型和加速退化模型;采用两步极大似然估计法确定模型中的未知参数,结合算例分析验证了方法的正确性和优越性。

基于Wiener过程的步进应力加速退化建模

在现有的步进应力加速退化试验中,应力水平的改变时间通常被事先确定,这对高可靠性产品存在一定的不合理性。用Wiener过程描述产品性能退化轨道,在试验中当产品性能退化到某一阈值时,改变其应力水平,从而产品的应力水平改变时间是服从逆高斯分布的随机变量。基于该情形建立产品的步进应力加速退化模型。考虑到模型的计算复杂性,采用贝叶斯马尔科夫链蒙特卡罗方法获取模型参数的极大似然估计,最后通过仿真试验验证文中的模型和方法。

基于Wiener退化过程的动车组部件状态-机会维修模型分析与研究

针对动车组多部件存在运行维修成本高、欠维修或过维修的现象以及故障影响范围大等问题,提出一种基于Wiener退化过程的部件状态-机会维修优化模型。该模型利用Wiener过程描述部件在运行过程中的劣化程度,通过基于指数分布的随机几何过程反映不完全维修后部件的劣化损伤,同时利用定期检测获取部件的实际劣化值。从随机过程和拓扑的角度,分析不同类型维修策略之间的区别与联系。结合单部件状态维修优化策略,求得各部件的最优状态阈值和维修检测周期。引入机会阈值与状态阈值的比值,结合部件退化过程与状态阈值、机会阈值之间的关系,推导部件状态、机会维修次数期望值的数学表达式,建立状态-机会维修策略模型,采用蒙特卡洛算法进行模拟,确定各部件的最佳机会阈值,达到优化维修费用率的目标。以某型号动车组牵引供电系统为例,通过仿真验证,表明采取状态-机会维修模型,可以有效减少停机次数,降低维修费用率。

基于Wiener过程的多阶段非线性复杂退化产品可靠性分析模型

为提高非线性退化轨迹拟合的精度,针对多阶段退化中的非线性规律建立Wiener过程模型,考虑变点的连续性与部件个体的差异性,给出基于非线性复杂退化的可靠性评估方法。结合幂律函数推导出非线性多阶段Wiener过程模型,得到模型参数的极大似然估计量;通过最小均方误差原则给出变点以及幂参数的初值确定方法;根据SIC(schwarz information criterion)方法得到模型变点的精确值,并检验其准确性;结合不同部件之间的差异性,得到变点的连续分布;推导出非线性Wiener过程连续时段内的可靠度函数估计;利用本模型对高压脉冲电容器电容相对变化量的退化数据建模,与线性建模结果对比,验证多阶段Wiener过程模型在可靠性评估方面的有效性与可行性,估计结果更接近真实值。

基于Wiener过程的DRO加速退化试验方法研究

针对微波介质振荡器(DRO)样本量少、寿命长、贮存试验费用高的困难,提出了适用的基于Wiener过程的SSADT(Step-stress Accelerated Degradation Testing)试验方法,并给出试验方案。根据贮存期失效分析和环境应力分析,给出了加速方程。结合预试验结果,将DRO的性能退化过程建模为Wiener过程。为提高寿命预测精度,对模型参数统计量的无偏性和渐近方差进行分析,并对试验方案进行了优化设计。最后用仿真算例验证了方法的正确性。

基于非线性Wiener过程的步进加速退化建模方法

针对步进加速退化试验中的非线性退化数据,考虑到产品之间的随机效应,给出了非线性Wiener过程的表达式,推导出了考虑随机效应的产品失效概率密度函数表达式;建立了步进加速退化模型,给出了各加速应力下性能退化量的关系模型;采用两步极大似然估计法,求解出退化模型中未知参数;结合某激光器的实例分析表明所建模型的拟合性较好,参数估计精度更高。

基于加速退化试验的漏电信号调理电路性能退化及可靠性研究

在电子电路服役过程中,元器件退化会引起电路输出特性变化,降低电子电路的可靠性。漏电信号调理电路作为一种电子电路,其可靠性直接决定了漏电断路器的可靠性。以漏电信号调理电路为研究对象,首先基于灵敏度分析方法确定影响电路性能退化的关键元器件,并对漏电信号调理电路进行了以温度为加速应力、动作电流值为退化特征量的恒定应力加速退化试验;其次根据不同温度应力下的试验数据建立基于Wiener过程的漏电信号调理电路性能退化模型,并利用极大似然估计法求取退化模型的未知参数,进而得出寿命预测的概率密度函数和可靠度函数;最后利用阿伦尼斯(Arrhenius)方程外推出正常应力下漏电信号调理电路的预测寿命。相关结论可为不同电子电路的寿命预测及可靠度分析提供支撑。

基于Wiener随机过程的混凝土加速寿命试验

设计了模拟自然环境的混凝土加速寿命试验,测试了试件的动弹性模量、质量和超声声速,并对其相对质量及相对动弹性模量变化规律进行了研究;结合混凝土试件寿命数据,采用Wiener过程对其动弹性模量的耐久性退化趋势建模,得到了剩余寿命可靠度函数.结果表明:模拟自然环境的加速寿命试验更接近混凝土结构在实际条件下的服役过程;以相对动弹性模量作为耐久性评价参数,与相对质量评价参数相比,其对环境因素的影响更为敏感;在混凝土劣化过程中,以盐冻循环破坏为主,其他破坏为辅;Wiener随机过程可有效描述混凝土的耐久性退化规律,基于收集的部分寿命数据,应用该方法建立的剩余寿命可靠度函数能直观反映其剩余寿命,且剩余寿命预测与试验结果一致.

基于Wiener过程的电子测量设备性能退化建模与寿命预测

目的开展电子测量设备寿命预测,评价其健康状态,提升装备状态监测的准确性,充分发挥装备性能。方法利用电子测量设备长期观测的性能退化数据,基于Wiener过程建立电子测量设备性能退化模型和可靠性模型,并结合环境剖面参数,进行性能退化模型参数估计。结果以某型电子测量设备为例,建立了拟合性较好的性能退化建模,并进行寿命预测。结论该方法降低了电子测量设备在寿命预测过程中的试验成本,提升了寿命预测技术的实践能力,具有一定的工程应用价值。

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。

Wiener过程性能退化产品可靠性评估新Bayes方法

针对Wiener过程性能退化产品的可靠性评估问题,通过分析先验分布和损失函数两个因素,提出一种新的Bayes方法.假定Wiener过程参数服从共轭先验分布,对求解参数的后验分布进行理论分析;基于平方损失、绝对损失、0-1损失3种损失函数,分别求得Bayes估计结果;对航空发动机可靠性评估进行了实例分析.相对于已有方法,该方法在求解参数的后验分布时具有更广泛的适用性,并且运算过程更简单.对于民航发动机可靠性评估这一特定应用,3种损失函数中选取绝对损失函数时参数估计的拟合程度最优.

广义逆高斯过程的步进应力加速退化试验设计

对于高可靠性、长寿命产品的寿命估计问题,步进应力加速退化试验是一种经济快捷有效的方法.为了解决步进应力加速退化试验中样本量、测量时间间隔和各应力下测量次数的配置问题,建立描述产品性能退化轨迹的广义逆高斯过程,采用改进的蒙特卡洛模拟方法估计模型的参数.给出产品分位寿命渐近方差的表达式,并以其最小化为目标,在试验总费用、试验样本量和试验时间的限制下,探讨步进应力退化试验的优化配置.最后通过实例,验证了模型和方法的正确性和实用性.

基于Wiener过程的性能退化产品可靠性评估

针对产品性能退化分布具有随机性的特点,讨论基于Wiener过程性能退化可靠性模型,并给出其参数估计方法及可靠性寿命表达式,最后举例说明该方法的适用性.

基于Wiener退化的混凝土加速试验耐久性研究

为研究酒泉盐渍土地区混凝土耐久性,设计了模拟酒泉地区气候与腐蚀环境的室内加速试验,定期测定混凝土试样的质量和动弹性模量,以相对动弹性模量和相对质量作为评价指标,对酒泉盐渍土地区混凝土耐久性进行评价,选择Wiener函数进行退化过程建模并对混凝土加速寿命进行评定,同时,结合X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析了混凝土损伤劣化机理,其研究结果表明:在室内大循环初期混凝土内部发生复杂的物理化学反应,生成腐蚀产物导致耐久性评价参数得到强化,随着腐蚀产物增多混凝土逐渐劣化。且相对动弹性模量和相对质量都可以有效表征混凝土劣化过程,其相对动弹性模量作为耐久性评价参数对环境因素更加敏感,基于一元Wiener退化过程可以很好地对混凝土进行可靠度建模并且进行寿命预测,利用相对动弹性模量作为耐久性退化指标可以得到混凝土可靠度函数和概率密度函数,并确定出混凝土试件在175 d左右失效。

基于Gamma过程加速退化试验的优化设计(英文)

本文研究了基于Gamma过程恒定应力加速退化试验的优化设计问题.在D–最优和V–最优为准则下,确定了试验最优应力和各个应力下所分配的最优比例数.广义等价性定理被用来确保最优点的全局最优性.另外我们还研究了其平衡试验.最后,通过一个例子说明本文所提的方法,同时通过敏感性分析研究了优化点的稳键性.

基于Wiener强度退化过程的机械零部件可靠性灵敏度分析

考虑到机械产品在时间历程上的时变性,引入不确定性的随机变量表达产品各个参数的不确定性,引入不确定性的随机变量表达形式代表产品各参数在使用过程中的不确定因素。利用带漂移参数的Wiener过程描述强度退化过程,以应力干涉模型为可靠性模型基础,结合可靠性灵敏度设计方法,采用一次二阶矩技术得出研究对象可靠度及可靠性灵敏度在强度退化过程中随时间变化的规律。文章以螺栓为具体算例对所提出的方法进行研究,推导得出螺栓在强度退化情况下的可靠度及灵敏度的计算结果,并用Monte-Carlo方法对计算结果进行验证。

基于加速Wiener退化模型的管道裂缝评价和预测

用长距离在役原油管道检测数据进行评价和预测,对能源资源通道的通畅和维护国家能源安全都有着重要意义。文章基于加速Wiener退化模型的原理和结论,构建了管道裂缝评价模型。把评价结果中的高危区域作为未来出问题区域的预测。使用中国-哈萨克斯坦原油管道的2009年的管道检测数据用于模型求解,并且用标准系数法进行了相互验证,二者结果相对一致。利用2015年管道检测数据加以验证,文章采用的管道检测的数据挖掘建模方法是可行的。

Wiener过程的金属化膜脉冲电容器步降应力退化建模

由于强激光装置中金属化膜脉冲电容器高可靠长寿命的特点,导致退化试验的时间长效率低,传统的退化试验统计分析方法复杂,对先验信息依赖性大,针对这些问题提出了基于Wiener过程的金属化膜脉冲电容器步降应力加速退化建模和参数估计的方法。首先,用Wiener过程刻画电容器的退化过程,然后结合随机过程的特性采用MCMC方法进行参数估计,大大简化了统计分析过程。最后通过对电容器的仿真实验,将步降应力下的评估结果与恒定应力、步进应力的情况相对比,说明了步降应力对改善退化试验的试验效率的有效性。

两阶段非线性Wiener过程退化建模与可靠性分析

基于性能退化数据对产品进行可靠性分析一直是可靠性工程领域研究的热点与难点。针对多阶段退化过程中存在的非线性规律,同时考虑变点位置位于测试时刻之间的一般情形且各试样变点存在个体差异性的实际情况,提出了基于Wiener过程的两阶段非线性退化模型,给出了模型参数极大似然估计方法,建立了可靠性分析和寿命预测方法。最后通过高压脉冲电容器实例的对比分析,验证了所提方法的合理性与有效性。结果表明,与多阶段线性Wiener过程方法相比,所提方法能够更加准确地描述退化过程的非线性时变特征,进而得到更为合理的寿命评估结果。