[發明專利]性能退化產品可靠度置信區間估計數值仿真方法

在審

• 申請號: 201811053521.8
• 申請日: 2018-09-11
• 公開（公告）號: CN110895625A
• 公開（公告）日: 2020-03-20
• 發明（設計）人: 馮靜;孫權
• 申請（專利權）人: 湖南銀杏可靠性技術研究所有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種性能退化產品可靠度置信區間估計數值仿真方法，其步驟如下。1）確定隨機過程類型并估計特征參數；2）確定各時間點可靠度的估計值；3）產生一定數目的偽樣本；4）計算各偽樣本各時間點可靠度的估計值；5）得到可靠度置信區間。本發明為性能退化產品可靠度提供了一種符合適應性強、操作性強的置信區間估計方法，為產品的壽命設計、分析及驗證提供依據和保障。

一、技術領域

本發明涉及性能退化產品在退化試驗下的可靠度置信區間估計方法，具體是基于隨機過程的性能退化產品可靠度置信區間估計數值仿真方法，屬于可靠性建模技術與壽命預測分析領域，用于對產品的可靠度進行區間估計，為產品的壽命設計、分析及驗證提供依據和保障。

二、背景技術

目前對產品退化失效的研究中，大多采用隨機系數或混合隨機系數的回歸模型描述產品的退化過程，退化量的隨機性是利用模型中的隨機系數表現的。但是，即便是在額定工作環境下工作，產品也可能會受到許多隨機因素的影響，而隨機系數或混合隨機系數的回歸模型中的隨機系數，一般只能表征產品個體樣品間的特性差異的隨機性，它很難描述環境對產品狀態變化的隨機影響，因此，利用回歸模型描述產品的退化規律時，將存在一定的局限性。然而，產品狀態隨時間的變化本質上是一個隨機過程，因此使用隨機過程進行退化建模將更符合工程實踐。由于隨機過程具有良好的計算和分析性質，我們很容易得到基于隨機過程的產品可靠度的點估計，不過，僅僅得到點估計還遠不能保證產品可靠度的計算精度，為了提升產品可靠度估計的可信性，對可靠度進行置信區間估計是必要的。由于不存在簡單方法去估計性能退化產品可靠度的標準差，這時可利用數值仿真方法對基于隨機過程的產品可靠度進行置信區間估計。本發明利用數值仿真方法對基于隨機過程的產品可靠度進行區間估計，為提升產品可靠度估計的可信性提供保障。

三、發明內容

（一）目的

本發明的目的是針對性能退化產品的特點和可靠度置信區間估計的需求以及現有技術的不足，提供了一種適應性強、操作性強的性能退化產品可靠度置信區間估計數值仿真方法，一方面降低了產品可靠度置信區間的估計難度，另一方面，為提升產品可靠度估計的可信性提供保障。

（二）技術方案

一種性能退化產品可靠度置信區間估計數值仿真方法，該方法是以性能退化產品的性能退化數據為基礎，利用所屬隨機過程特征參數，生成一系列的Bootstrap偽樣本，每個樣本是單位時間退化量的有放回抽樣。通過對偽樣本的一系列計算，獲得產品可靠度的置信區間。

本發明一種性能退化產品可靠度置信區間估計數值仿真方法，其步驟如下。

步驟1，確定隨機過程類型并估計特征參數。通過性能退化數據，依據性能退化數據所屬隨機過程類型，確定隨機過程特征參數，并計算得到特征參數估計值。特征參數估計值可采用矩估計和極大似然估計進行確定。

步驟2，確定各時間點可靠度的估計值。通過步驟１得到的特征參數估計值，根據退化數據所屬隨機過程，計算得到各時間點可靠度的點估計值。

步驟3，產生一定數目的偽樣本。利用步驟１得到的特征參數估計值，根據退化數據所屬隨機過程，生成一定數目的偽樣本。

步驟4，計算各偽樣本各時間點可靠度的估計值。利用偽樣本計算得到對應退化軌道，其中每條退化軌道就像原始樣本那樣，計算各時間點可靠度的估計值。

步驟5，得到可靠度置信區間。根據既定置信度，對各時間點作出可靠度的Bootstrap區間估計。

其中，所述的“性能退化產品”，是指本發明所述的方法適用于下列產品，該性能退化產品包括：

（1）長貯退化失效型產品，是指在產品全壽命周期過程中，其絕大多數時間處于貯存狀態的產品，該產品隨著服役時間的增加，將產生劣化、老化現象；