[發明專利]基于加速因子不變原則的加速退化試驗優化設計方法

有效

• 申請號: 201710234110.8
• 申請日: 2017-04-11
• 公開（公告）號: CN106991074B
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 王浩偉;滕克難;蓋炳良;滕飛;李季穎;孫媛
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍航空大學
• 主分類號: G06F17/11
• 分類號: G06F17/11;G06F17/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種基于加速因子不變原則的加速退化試驗優化設計方法，該方法主要包括以下步驟：（1）利用加速因子不變原則推導出加速因子解析式；（2）建立極大似然方程，獲得各未知參數的偏導表達式進而求取極大似然估計值；（3）構建加速因子的漸進方差并將其設為優化目標函數；（4）確定決策變量并將試驗總費用作為約束條件；（5）建立加速退化試驗優化設計的數學模型；（6）設計數學模型的解析算法；（7）對傳統加速退化試驗方案進行優化。該方法可避免傳統方法由于過多依賴主觀判斷或工程經驗的不足，為加速退化試驗優化設計提供一種客觀、科學的方法。

技術領域

本發明屬于可靠性工程領域，涉及一種加速退化試驗優化設計方法。

背景技術

加速退化試驗已經成為退化失效型產品可靠性評估與壽命預測的高效手段，為了提高加速退化試驗的效費比，需要對加速退化試驗方案進行優化設計。加速退化試驗優化設計包含三個關鍵環節：1)準確建立產品的加速退化模型；2)合理確定優化目標函數及決策變量，構建試驗方案優化的數學模型；3)提出高效的尋優算法解析數學模型，獲取最優試驗方案。

準確建立產品的加速退化模型需要確定出性能退化模型的各參數隨加速應力的變化規律，然而目前大多數研究都是根據主觀判斷或工程經驗假定出變化規律，容易錯誤建立加速退化模型。此外，大部分對加速退化試驗優化設計的研究工作都是將產品在額定應力水平下百分位壽命的漸進方差作為優化目標函數，對于Wiener、Gamma、inverseGaussian等性能退化模型來說，無法推導出百分位壽命的閉環解析式，目前都是利用其近似解析式處理試驗方案優化問題，這可能導致獲取的試驗方案并不是最優方案。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于加速因子不變原則的加速退化試驗優化設計方法，該方法的具體技術方案為：

步驟一：利用加速因子不變原則推導出加速因子解析式

設F_k(t_k),F_h(t_h)分別為產品在任兩個應力水平S_k,S_h下的累積失效函數，當F_k(t_k)＝F_h(t_h)時，可將S_k相當于S_h的加速因子A_k,h定義為

A_k,h＝t_h/t_k (1)

加速因子不變原則是指A_k,h應該為一個不隨時間t_h,t_k變化，只由應力水平S_k,S_h所決定的常數。有效的加速試驗必須保證產品在加速應力水平下的失效機理與額定應力水平下的失效機理一致，如果產品在S_k,S_h下的失效機理具有一致性，則A_k,h不隨試驗時間t_h,t_k變化。

由加速因子的定義，得到

F_k(t_k)＝F_h(A_k,ht_k) (2)

由式(2)可推導出

f_k(t_k)＝A_k,hf_h(t_h) (3)

推導過程為