[發明專利]一種基于高低溫濕熱試驗箱故障維修數據的可靠性評估方法

在審

• 申請號: 202011351876.2
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112578733A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 顧朝陽;周賢文;翟琳;朱宏泰
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: G05B19/4065
• 分類號: G05B19/4065
• 代理公司: 上海互順專利代理事務所(普通合伙) 31332
• 代理人: 成秋麗

本發明公開了一種基于高低溫濕熱試驗箱故障維修數據的可靠性評估方法。該方法具體包括對試驗箱故障數據收集整合；采用U統計量檢驗確定有無趨勢；根據趨勢檢驗結果進行分組可靠性建模，對試驗箱進行整體或者單獨的可靠性分析，通過擬合度檢驗的模型求取MTBF值，得出可靠性指標。泊松過程模型大量應用于數據量較大的數控機床可靠性分析，而高低溫濕熱試驗箱故障數據較少且當前采用故障樹分析方法需要采集大量部件級故障數據，構成故障樹的多余量相當繁重，本方法首次將泊松過程模型應用于高低溫濕熱試驗箱可靠性分析，避免了因故障數據量較小產生的模型準確度低的問題，并且可靠性模型求取簡單易懂，降低了可靠性分析成本。

技術領域：

本發明涉及高低溫濕熱試驗箱可靠性，具體是一種基于高低溫濕熱試驗箱故障維修數據的可靠性評估方法。

背景技術：

高低溫濕熱試驗箱屬于復雜的可修系統，高低溫濕熱試驗箱是進行產品可靠性檢測的重要設備，因此對于試驗設備自身的可靠性提出了更高的要求。目前針對高低溫濕熱試驗箱的可靠性研究較少，如采用故障樹分析方法，故障樹分析方法可以進行定性以及定量的分析，但故障樹需要采集大量部件級故障數據，構成故障樹的多余量相當繁重，分析量大，對于分析人員要求較高，難以滿足高低溫濕熱試驗箱可靠性評估，泊松過程模型大量應用于數控機床等其它領域，而數控機床故障數據量大，使得可靠性分析結果較為準確，而高低溫試驗箱往往數據量較小，因此有必要對高低溫濕熱試驗箱的可靠性研究考慮數據量大小的不同情況進行可靠性建模分析。

發明內容：

為了克服以上問題，本發明提供了一種基于高低溫濕熱試驗箱故障維修數據的可靠性評估方法。分別提供了數據量較小的單臺，以及可以整合的k臺數據可靠性建模方法，以滿足不同數據量選擇合適模型的需求，本發明的技術方案如下：

步驟1、故障數據的收集與整理：高低溫濕熱試驗箱故障數據應當采集每臺試驗運行起始時間點，因故障導致試驗箱無法繼續工作的時刻時間點以及選取故障截尾或者時間截尾的時間點數據；當數據量較小時，單臺設備故障維修記錄時間不需要進行特別處理，保持原有數據特征；當同型號設備較多時，k(k1)臺高低溫濕熱試驗箱故障數據由于運行時間存在不一致性，需要進行時間線整合。時間線整合方法如下：

其中，t為累計運行時間，t’為整合后累計時間，T為設備截尾時間點，k為試驗箱臺數；

步驟2、進行U統計檢驗進行趨勢檢驗：U統計趨勢檢驗包含兩個假設：其中零假設為無趨勢HPP；備選假設為數據具有單調趨勢，U統計檢驗方法如下所示，其中單臺試驗箱U統計趨勢檢驗為公式(2)，k臺試驗箱U統計趨勢檢驗為公式(3)：

其中k為設備數，r為各設備故障次數，T^*為各臺設備運行總時間，T_ij為第i臺設備的第j次故障發生時間，選取10％顯著水平，比較臨界值與實際計算U值的大小，當實際值大于臨界值時，表明拒絕零假設，為無趨勢的齊次泊松過程，數據存在單調趨勢；當實際值小于臨界值時，表明接受為恒定值的假設，否則采用PLP模型；

步驟3包含以下步驟：

步驟3-1、測試故障強度是否為恒定值，通過步驟2的趨勢檢驗結果，確定k臺或者單臺試驗箱U統計量趨勢檢驗是否判定失效強度為恒定值；

步驟3-1-1、對k臺數據進行失效強度恒定值判定，當判定k臺設備故障數據不存在趨勢時，表明故障強度為恒定值，因此對故障強度進行常數估計，并采用K-S檢驗進行指數性檢驗選取10％置信水平，得出恒定值失效強度函數；否則進行k臺設備PLP模型的應用求解；當判定k臺設備故障數據存在趨勢時，表明故障強度存在趨勢變化，通過采用PLP冪律過程模型進行描述；PLP模型包括參數β以及參數λ，參數估計完成后就可得到PLP故障強度函數，參數估計方法如下：