[發明專利]一種考慮混合不確定性的性能退化實驗建模與分析方法

有效

• 申請號: 202010696455.7
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111967140B
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 李曉陽;吳紀鵬;康銳
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/04;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 北京航智知識產權代理事務所(普通合伙) 11668
• 代理人: 黃川;史繼穎

本發明公開了一種考慮混合不確定性的性能退化實驗建模與分析方法，綜合考慮性能退化實驗在時間維度隨機不確定性和樣品、應力維度認知不確定性，通過本發明的技術方案，建立了產品的退化方程、裕量方程和度量方程，分別合理客觀的量化了時間維度的隨機不確定性以及樣品和應力維度的認知不確定性；給出了一種獲取度量方程(可靠度)數值解的仿真方法；給出了估計未知參數的隨機不確定統計分析方法，分別對模型中考慮隨機和認知不確定性的參數進行了估計，其中考慮了異常值的處理以及不同應力水平下的數據權重的不同。

技術領域

本發明屬于基于性能退化實驗數據的確信可靠性建模與分析技術領域，涉及一種考慮混合不確定性的性能退化實驗建模與分析方法，尤其涉及一種綜合考慮性能退化實驗在時間維度隨機不確定性和樣品、應力維度認知不確定性的確信可靠性建模與分析方法。

背景技術

根據可靠性科學原理，產品性能在內因和外因作用下沿不可逆時間退化，而且受到各種不確定性的影響。性能退化實驗(Performance?Degradation?Experiment，PDE)?是一種認識產品性能退化規律并量化不確定性的重要手段。在實際中，受時間、技術和成本等因素的影響，性能退化實驗中存在多種來源的不確定性，如時間維度、樣品維度和應力維度的不確定性。當各維度的數據量，如時間維度性能檢測次數、樣品維度實驗樣品數量以及應力維度應力水平數目，充足時，在該維度體現為隨機不確定性，而當各位的數據量有限時，則會導致認知不全面，從而導致認知不確定性。

然而，在現有技術都存在一些問題。首先，是基于概率論建立的精確概率模型，如退化路徑模型和隨機過程模型，這類模型過于追求不確定性的概率解釋，僅考慮了隨機不確定性，而忽視認知不確定性，根據概率論中的大數定律，這類模型不適用于數據量有限導致認知不確定性的情況。其次，是非精確概率模型，如貝葉斯模型、區間-概率模型以及模糊-概率模型等。這類模型采用貝葉斯理論、區間分析理論和模型理論等量化認知不確定性，但是這類模型的數學基礎存在問題，沒有公理系統，或公理系統不完備自洽，而且對認知不確定性的量化過于主觀。最后，是現有的基于不確定理論的模型，這類模型僅適用于僅存在數據量有限導致認知不確定性的情況，而無法量化性能退化實驗中同時存在的隨機和認知不確定性。

發明內容

為了解決上述已有技術存在的不足，本發明從可靠性科學原理出發，基于機會理論，提出了一種綜合考慮性能退化實驗在時間維度隨機不確定性以及樣品和應力維度認知不確定性的確信可靠性建模與分析方法，本發明的具體技術方案如下：

一種考慮混合不確定性的性能退化實驗建模與分析方法，其特征在于，考慮性能退化實驗在時間維度隨機不確定性以及樣品和應力維度認知不確定性的確信可靠性建模與分析方法，所建立的模型為時間維度隨機不確定性和樣品、應力維度認知不確定性的隨機不確定性能退化模型，即Random?Uncertain?Performance?Degradation?Model-considering?epistemic?uncertainties?in?Time,Unit?and?Stress?dimensions，簡稱RUPDM-TUS，所述方法包括以下步驟：

第一步：考慮時間維度隨機和樣品、應力維度認知的確信可靠性建模；

由于考慮性能退化實驗在時間維度的隨機不確定性和樣品、應力維度的認知不確定性，故產品的退化方程為：