[发明专利]一种机电类产品的可靠性度量方法

说明书

技术领域

本发明的技术方案涉及专门适用于特定应用的数字计算的方法，具体地说是一种机电类产品的可靠性度量方法。

背景技术

可靠性是产品质量的重要特征。产品的可靠性水平是一个国家技术队伍素质以及工业基础水平的重要标志，它要求应用现代科技，对产品在全寿命周期内所处条件下的性能进行全面考虑，从而便于产品的改进和质量控制，降低故障发生率，延长工作寿命。当前，可靠性已成为产品进入市场的必备条件，生产出高质量、高可靠性的产品是企业在国际市场竞争中获胜的关键。

产品的可靠性体现了它在规定条件下在规定时间内完成预定功能的能力，产品的可靠性度量是指通过某种方法获得其可靠度、失效概率等可靠性特征量，从而对其上述能力给予量化描述。产品的全生命周期包括设计、制造、存储、运输、服役期、回收，一个即将服役或正在服役的产品在除回收之外的各个环节中会受多种不确定因素的影响，从而影响其可靠性，因此可靠性度量中必须将多种不确定性考虑在内。

不确定性的类型很多，包括随机性、模糊性、因人们对当前所获得的信息不完全信任而引起的不完全可信性、因对对象的某些信息不知道所引起的不知性等。由于所关注的不确定性种类不同，目前已有多种可靠性方法，包括仅处理随机性的概率可靠性、可处理模糊性的模糊可靠性、可克服统计方法和概率模型中数据记录不足这一缺点的稳健可靠性、旨在解决大系统贫信息问题的灰色可靠性，然而除概率可靠性外的各种方法均不成熟，其可靠性指标体系都没能完善建立起来，在可靠性度量中如何综合处理各种不确定性也一直是被重点讨论的问题。

可靠度是概率可靠性中的最基础、最重要的可靠性指标，用于描述一个产品或系统在规定条件下、在预期时间内完成预定功能的概率。该指标在模糊可靠性中衍生为模糊可靠度。模糊可靠性方法的出现，使蕴涵在基础信息中的随机不确定性和模糊不确定性得以在可靠性度量中被综合处理，是可靠性理论的显著进展，然而对于如何在可靠性度量中综合处理随机性、模糊性和不完全可信性这一问题，却未见报道，而该问题非常有必要解决，因为在现实中不完全可信性通常与随机性或模糊性共存，原因如下：

可靠度是根据随机应力和随机强度的概率密度函数、基于应力-强度干涉模型算出的，而概率密度函数本身可能带有不完全可信性，因为随机变量的分布概型是采用数理统计的方法得到的，当样本容量较小时，在一定置信度下，两个不同的分布概型可能会被同时接纳，因此随机变量的概率密度函数或多或少地带有不完全可信性。这种不完全可信性在模糊变量的隶属函数中更加显著，因为隶属函数的建立不仅与所采用的模糊统计方法有关，而且明显带有人的主观经验。

不仅如此，事实上在很多情况下人们对于某个或某批产品的工作条件是不完全确定的，这就导致人们对产品的广义应力的观测数据不完全信任。例如对于服役在宇宙飞船上的某个机电产品来说，外部环境施加给它的作用力究竟有多大并不完全肯定，即使已获得了这种作用力的一组观测值，也会出于对测量设备的精密性、测量方法的正确性、太空环境的时变性等方面的考虑而对这组观测值产生一定程度的不信任。类似地，如果某型号产品的工作环境与其在可靠性试验时所处的标准环境差异很大，那么产品在服役期表现出来的强度值很可能与标准环境下测得的强度值有所不同，那么如果把试验中的观测数据作为产品的强度数据来度量产品的工作可靠性，则试验中的观测数据只能是一种重要的参考而不是完全可用的，即此时这组数据带有不完全可信性。

在可靠性度量中，如果广义应力、广义强度的基础数据本身带有不完全可信性，或者其概率密度函数、隶属函数带有不完全可信性，那么可靠性度量结果也必然带有不完全可信性。然而对于如何在可靠性度量中同时处理随机性、模糊性和不完全可信性，并将不完全可信性表达在可靠性度量结果中，目前未见报道。

发明内容