[發明專利]一種設備平均壽命的預測方法及系統

在審

• 申請號: 201810332287.6
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108595805A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 胡昌華;司小勝;龐哲楠;周濤;鄭建飛;張琪;裴洪
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍火箭軍工程大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王戈

本發明公開了一種設備平均壽命的預測方法及系統。所述方法包括：獲取設備的退化數據、失效數據和截尾數據；依據設備的個體差異參數和測量誤差參數，建立退化模型；構建加速退化模型；依據退化模型和加速退化模型構建失效率模型；依據退化數據，對退化模型中的第一待估參數進行估計；采用最小二乘法對加速退化模型中的第二待估參數進行估計；依據失效數據、截尾數據、第一待估參數的估計值和第二待估參數的估計值，對失效率模型中的第三待估參數進行估計；利用確定第三待估參數后的失效率模型對設備的平均壽命進行預測。本發明考慮了設備的個體差異性和數據測量誤差的影響，提高了設備平均壽命預測結果的準確性。

技術領域

本發明涉及可靠性工程技術領域，特別是涉及一種設備平均壽命的預測方法及系統。

背景技術

設備平均壽命的準確預測能夠為其維修、替換和備件訂購等管理決策的制定提供重要的參考依據。傳統方法大多僅利用了壽命數據，但隨著工程設計、工藝制造技術的不斷進步，設備的可靠性也不斷提高，在許多情況下要獲得設備的壽命數據是十分困難的；尤其是對一些具有高可靠性、長壽命要求的大型復雜系統而言，要得到其壽命數據需要耗費大量時間和高昂成本，難以獲得充足的壽命數據支撐產品的可靠性評估。因此，僅僅依賴壽命數據往往無法準確預測這類設備的壽命。

隨著傳感器技術和監測手段的發展，設備的退化數據能夠得到較好的記錄和保存，因此利用退化數據進行剩余壽命預測的方法成為近年來該領域的熱點。但是現有的基于退化數據的方法一般都僅僅利用了設備的實時性能退化數據，而工程實際中進行設備的壽命預測和可靠性分析往往需要大量的性能退化數據才能建立較為準確的性能退化模型。另一方面，在設備運行初期，僅能得到少量反映設備退化狀態的數據，僅僅利用這些數據進行剩余壽命預測難以保證預測結果的精度。針對現有的問題，研究人員考慮構建加速模型來得到應力環境與壽命之間的環境關系，但是現有的加速模型都沒有同時考慮產品的個體差異性和數據測量誤差的影響，這樣就導致難以準確地預測高可靠性產品的平均壽命，從而無法有效地對系統的故障進行預報，而任何微小的故障隱患都可能導致重大的事故，造成巨大的人員傷亡和財產損失，甚至會釀成無法挽回的災難性后果。

發明內容

基于此，有必要提供一種設備平均壽命的預測方法及系統，以提高設備平均壽命預測結果的準確性。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種設備平均壽命的預測方法，包括：

獲取設備的退化數據、失效數據和截尾數據；所述退化數據為未失效設備在不同時刻的設備性能參數值，所述失效數據為未失效設備在預設時間內達到預設失效閾值所需的時間，所述截尾數據為在所述預設時間內未達到所述預設失效閾值所對應的未失效設備的預設時間；

依據所述設備的個體差異參數和測量誤差參數，建立退化模型；所述退化模型表示隨著時間的變化所述設備的退化過程；

構建加速退化模型；所述加速退化模型表示應力與所述退化模型中退化參數的轉換關系；

依據所述退化模型和所述加速退化模型構建失效率模型；所述失效率模型表示所述設備在不同應力下對應的可靠度；

將所述退化數據作為所述退化模型的輸入，采用最大似然估計法對所述所述退化模型中的第一待估參數進行估計；

依據所述第一待估參數的估計值，采用最小二乘法對所述加速退化模型中的第二待估參數進行估計；

將所述失效數據和所述截尾數據作為所述失效率模型的輸入，依據所述所述第一待估參數的估計值和所述第二待估參數的估計值，采用最大似然估計法對所述失效率模型中的第三待估參數進行估計；

利用確定第三待估參數后的失效率模型對所述設備的平均壽命進行預測。

可選的，所述依據設備的個體差異參數和測量誤差參數，建立退化模型，具體包括：