[发明专利]基于逆高斯过程的性能退化试验贝叶斯可靠性评估方法

说明书

本发明涉及一种基于逆高斯过程的性能退化试验贝叶斯可靠性评估方法，包含：S1、建立逆高斯过程退化统计模型，确定可靠度函数和平均失效时间；S2、收集产品在研制各阶段中试验件的性能退化数据；S3、将试验件性能退化数据折合到正样产品在正常工作应力下的性能退化数据，作为贝叶斯可靠性估计的先验信息；S4、将正样产品的性能退化数据作为后验信息，结合先验信息，得到计算可靠度函数的参数；S5、计算可靠度函数和平均失效时间，得到产品可靠性的贝叶斯估计结果。本发明采用逆高斯模型刻画产品性能的退化过程，能更好的拟合数据；将研制各阶段的试验件性能退化数据纳入贝叶斯估计先验信息范畴，使产品贝叶斯可靠性评估结果更精确、更全面。

技术领域

本发明涉及一种针对高可靠长寿命产品的性能退化试验贝叶斯可靠性评估技术，具体是指一种基于逆高斯过程的性能退化试验贝叶斯可靠性评估方法，属于性能退化试验分析、可靠性评估技术领域。

背景技术

随着技术的发展，产品的可靠性越来越高，寿命也越来越长，因此利用传统的寿命试验来评估产品的可靠性也已经越来越困难。然而，产品的功能是由其物理或化学性能参数动态表征的，失效与性能退化之间存在着必然的联系，性能退化信息中蕴含着丰富的与产品寿命有关的关键信息，有助于对产品的可靠性做出更准确的评估。

对于性能退化试验的可靠性评估问题，目前有许多学者开展了研究。其中，李晓阳、孙富强等提出了基于模糊理论的加速退化试验预测方法，该方法针对每个应力水平下的性能退化数据进行回归分析，然后利用加速模型外推产品在正常工作应力水平下的性能退化率，并采用极大似然估计法估计漂移布朗运动的扩散系数，建立基于模糊理论的加速退化试验寿命与可靠性预测模型。

王立志、李晓阳等提出了基于漂移布朗运动模型的加速退化试验贝叶斯估计方法，该方法通过确定加速模型参数的初值，建立各应力水平下模型参数的先验及后验分布，然后拟合加速模型参数的最终值，最后评估产品的寿命及可靠度。该方法结合相应的试验优化方法，可以对各应力水平分阶段进行优化试验设计。

高军、黄道平等人提出了一种基于改进的漂移布朗运动的加速退化试验方法，该方法通过定义退化增量，扩展了常见的漂移布朗运动模型，对加速退化试验处理方法进行改进，用异点准确位置检验替代常用的统计分析检验，并执行异点剔除步骤，由此获得退化模型的参数估计值和失效概率。

高军还提出了一种基于灰色系统理论的加速退化试验可靠性评估方法，该方法利用灰色系统理论对预处理后的数据进行分析，获得灰色系统理论分析数据进行可靠性评估，该方法能够实现对系统运行行为正确认识和有效控制。

以上对产品性能退化过程的各种分析方法，主要采用了维纳过程、伽玛过程等随机过程，然而有时候维纳过程或者伽玛过程的拟合效果并不是非常好。Ye和Chen指出逆高斯过程是复合Poisson过程的极限，并进行了很好的物理解释，可以应用于退化试验中，并且比伽玛过程灵活。另一方面，对于复杂的高可靠性产品往往有多个具有高度继承性的研制阶段，研制各阶段试验件的性能退化信息在很大程度能够帮助评估最终产品的可靠性，即正样产品的可靠性，然而传统的性能退化试验分析往往忽略了这些宝贵的信息。

因此，本发明提出一种基于逆高斯过程的性能退化试验贝叶斯可靠性评估方法，将研制各阶段的试验件的性能退化数据纳入贝叶斯估计先验信息范畴，结合正样产品性能退化试验数据，使产品可靠性评估结果更加精确、全面。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于逆高斯过程的性能退化试验贝叶斯可靠性评估方法，采用逆高斯模型刻画产品性能的退化过程，能更好的拟合数据；将研制各阶段的试验件的性能退化数据纳入贝叶斯估计先验信息范畴，使产品贝叶斯可靠性评估结果更精确、更全面。

为实现上述目的，本发明提供一种基于逆高斯过程的性能退化试验贝叶斯可靠性评估方法，包含以下步骤：

S1、建立逆高斯过程退化统计模型，确定可靠度函数和平均失效时间的表达式；