[發明專利]一種用于可靠性評估的截尾壽命數據取舍方法

有效

• 申請號: 201810332446.2
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108564282B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 謝里陽;吳寧祥;李海洋
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 李曉光

1.一種用于可靠性評估的截尾壽命數據取舍方法，其特征在于包括以下步驟：

1)確定用于表征機電產品壽命的Weibull分布函數中形狀參數β；

2)確定用于表征機電產品壽命的Weibull分布函數中位置參數γ；

步驟2)中確定機電產品壽命Weibull分布位置參數γ估計為：

若共有n個壽命觀測樣本，將壽命觀測值由小到大排列，其中第i個樣本的壽命為ti，應用非參數方法估計其壽命大于ti的概率；

若觀測值中有部分壽命數據ti，取i＝1,2,…,r和部分截尾數據ti+，取i＝r+1,r+2,…,n則通過修正秩來近似估計壽命大于各ti值的概率；

若只有n個截尾壽命數據ti+，取i＝1,2,…,n則估計出壽命大于t1+的概率：

估計失效概率，即性能指標小于ti的概率的中位秩公式為：

式中，i為n個樣本中壽命為ti的第i個樣本的秩，F_{2(n+1-i),2i,(1-α)}為自由度為2(n+1-i)和2i的F分布的中位數，α為顯著水平；

3)確定用于表征機電產品壽命的Weibull分布函數中尺度參數η；

4)通過形狀參數β、位置參數γ以及尺度參數η寫出產品壽命分布具體表達形式，進而計算得到機電產品壽命均值、標準差和變異系數的值；

5)根據機電產品壽命均值、標準差和變異系數的值，對截尾試驗數據進行取舍。

2.根據權利要求1所述的用于可靠性評估的截尾壽命數據取舍方法，其特征在于：步驟4)中，機電產品壽命分布具體表達形式為：

機電產品的壽命t用威布爾分布描述，三參數威布爾分布的概率密度函數和可靠性函數分別為：

式中，β為形狀參數，β0；η為尺度參數，η0；γ為位置參數，γ≥0；t為樣本的壽命。

3.根據權利要求1所述的用于可靠性評估的截尾壽命數據取舍方法，其特征在于步驟2)中公式(1)在工程應用時，表達為：

若通過試驗獲得了n個觀測時間分別為ti的右截尾試驗數據，壽命分布的位置參數γ大于ti的概率下限值的中位秩估計為：

4.根據權利要求1所述的用于可靠性評估的截尾壽命數據取舍方法，其特征在于步驟3)Weibull分布尺度參數η估計為：

對于成功/失效型統計分析問題，用二項分布表達可靠度、置信度、樣本量與失效數之間的關系：

式中，n為截尾樣本數量，r為失效樣本數，R為可靠度，C為置信度，j為截尾樣本序號；

對于r＝0的特殊情形，有：

Rⁿ＝1-C (7)。

5.根據權利要求4所述的用于可靠性評估的截尾壽命數據取舍方法，其特征在于對于多重截尾、無失效數據條件下的壽命估計問題，有：

式中，n為截尾樣本數量，Ri為壽命大于ti的概率，ti為從小到大排列的第i個樣本的截尾時間。

6.根據權利要求4所述的用于可靠性評估的截尾壽命數據取舍方法，其特征在于對于壽命服從Weibull分布的情況，有：

給定置信度的Weibull分布尺度參數η估計式：

其中e為自然常數，γ為位置參數，η為尺度參數，β為機電產品壽命Weibull分布形狀參數，C為置信度，ti為第i個樣本的壽命。

7.根據權利要求1所述的用于可靠性評估的截尾壽命數據取舍方法，其特征在于步驟4)根據產品壽命均值和標準差和變異系數的值，結合實例對截尾試驗數據的進行選擇，在無失效數據樣本為15～25組時：

1)舍棄較短的前3～5組截尾時間對應的無失效數據樣本，保留其他樣本；

2)保留較長的后6～8組截尾時間對應的無失效數據樣本，舍棄其他樣本。