[發(fā)明專利]基于相似壽命模型和相似壽命的復(fù)雜產(chǎn)品可靠性評(píng)定方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911366300.0
• 申請(qǐng)日: 2019-12-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111125918A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈祥;程志君;王昊冉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍國(guó)防科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06F119/02;G06F111/08;G06F111/10
• 代理公司: 長(zhǎng)沙國(guó)科天河知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

本申請(qǐng)涉及一種基于相似壽命模型和相似壽命的復(fù)雜產(chǎn)品可靠性評(píng)定。所述方法包括：獲取新研發(fā)產(chǎn)品與相似產(chǎn)品的相似度，根據(jù)相似度確定相似因子，再根據(jù)相似產(chǎn)品壽命服從威布爾的形狀參數(shù)和尺度參數(shù)，以及對(duì)應(yīng)的相似因子，構(gòu)建相似產(chǎn)品對(duì)應(yīng)的相似壽命模型，而后利用獲取的相似產(chǎn)品的壽命試驗(yàn)數(shù)據(jù)，構(gòu)建聯(lián)合似然函數(shù)，并設(shè)置相似壽命模型中模型參數(shù)的初始值，通過(guò)相關(guān)數(shù)值優(yōu)化算法和所述似然函數(shù)，求解相似壽命模型中的模型參數(shù)的參數(shù)估計(jì)值，最終根據(jù)參數(shù)估計(jì)值、新研發(fā)產(chǎn)品的相似因子以及相似壽命模型，得到新研發(fā)產(chǎn)品的可靠度函數(shù)。采用本方法能夠提高復(fù)雜產(chǎn)品可靠性評(píng)定的效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及可靠性評(píng)定技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于相似壽命模型和相似壽命的復(fù)雜產(chǎn)品可靠性評(píng)定方法。

背景技術(shù)

可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。可靠性是產(chǎn)品的固有屬性，是衡量產(chǎn)品質(zhì)量好壞的重要指標(biāo)，因此研究產(chǎn)品的可靠性非常重要，其中評(píng)定可靠性是研究的重要內(nèi)容，評(píng)定的具體指標(biāo)包括可靠度、壽命和剩余壽命等。

產(chǎn)品的可靠性與故障密切相關(guān)，因而產(chǎn)品的壽命是隨機(jī)變量。現(xiàn)有的可靠性評(píng)定理論往往假定或驗(yàn)證產(chǎn)品壽命服從某個(gè)特定分布，再利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法對(duì)可靠性進(jìn)行分析和評(píng)定。由于威布爾分布符合“浴盆曲線”這一產(chǎn)品的失效規(guī)律，故被廣泛應(yīng)用于描述復(fù)雜產(chǎn)品的壽命。記復(fù)雜產(chǎn)品的壽命為T，則在威布爾分布下，相應(yīng)的概率密度函數(shù)是

其中m＞0和η＞0分別為威布爾分布的形狀參數(shù)和尺度參數(shù)。根據(jù)概率密度函數(shù)，可以推導(dǎo)得到相應(yīng)的可靠度函數(shù)和剩余壽命函數(shù)等，如可靠度函數(shù)為：

因此，對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品的可靠性進(jìn)行評(píng)定，關(guān)鍵是利用其壽命試驗(yàn)的樣本數(shù)據(jù)估計(jì)威布爾分布中的參數(shù)m和η。

在產(chǎn)品制造中，為了提高研制的速度和產(chǎn)品的質(zhì)量，常用做法是借鑒歷史產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)。因此，新研發(fā)的產(chǎn)品與歷史產(chǎn)品相比，在原理設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)等方面，都具備很大的相似性。在評(píng)定新研發(fā)產(chǎn)品的可靠性時(shí)，如果充分利用這些相似產(chǎn)品的壽命試驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以豐富產(chǎn)品的可靠性信息，進(jìn)而提高可靠性評(píng)定結(jié)果的精度。針對(duì)這一問(wèn)題，在現(xiàn)有研究中，首先衡量相似產(chǎn)品與待評(píng)估產(chǎn)品的相似程度并給出繼承因子，然后再利用貝葉斯理論，基于繼承因子構(gòu)造權(quán)重，對(duì)各相似產(chǎn)品的壽命數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)融合，從而給出待評(píng)估產(chǎn)品的可靠性評(píng)定結(jié)果。但這一方法在應(yīng)用時(shí)，由于運(yùn)用到了加權(quán)融合，因而造成相關(guān)的數(shù)學(xué)運(yùn)算十分復(fù)雜。另一方面，如果有了新的相似產(chǎn)品壽命試驗(yàn)數(shù)據(jù)，就需要計(jì)算新增相似產(chǎn)品的繼承因子，再更新權(quán)重從而重新對(duì)所有相似產(chǎn)品的壽命試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)融合，造成現(xiàn)有方法的擴(kuò)展性較差，且隨著相似產(chǎn)品數(shù)量的增加，會(huì)造成相關(guān)的數(shù)學(xué)運(yùn)算更加復(fù)雜。

由此可知，針對(duì)利用相似產(chǎn)品的壽命試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)新研發(fā)產(chǎn)品進(jìn)行可靠性評(píng)定的問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)學(xué)運(yùn)算過(guò)于復(fù)雜，且方法擴(kuò)展性較差。因而現(xiàn)有技術(shù)存在一定的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種能夠解決新研發(fā)產(chǎn)品可靠性評(píng)定復(fù)雜問(wèn)題的基于相似壽命模型和相似壽命的復(fù)雜產(chǎn)品可靠性評(píng)定方法。

一種基于相似壽命模型和相似壽命的復(fù)雜產(chǎn)品可靠性評(píng)定方法，所述方法包括：

獲取新研發(fā)產(chǎn)品與相似產(chǎn)品的相似度，根據(jù)相似度確定相似因子；

根據(jù)相似產(chǎn)品壽命服從威布爾的形狀參數(shù)和尺度參數(shù)，以及對(duì)應(yīng)的所述相似因子，構(gòu)建相似產(chǎn)品對(duì)應(yīng)的相似壽命模型；

根據(jù)所述相似壽命模型，利用獲取的相似產(chǎn)品的壽命試驗(yàn)數(shù)據(jù)，構(gòu)建聯(lián)合似然函數(shù)；

設(shè)置所述相似壽命模型中模型參數(shù)的初始值，通過(guò)相關(guān)數(shù)值優(yōu)化算法和所述似然函數(shù)，求解所述相似壽命模型中的模型參數(shù)的參數(shù)估計(jì)值；

根據(jù)所述參數(shù)估計(jì)值、新研發(fā)產(chǎn)品的相似因子以及所述相似壽命模型，得到新研發(fā)產(chǎn)品的可靠度函數(shù)。