采用区间分析的加速退化试验评估方法.pdf

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1、2015年12月北京航空航天大学学报December2015第41卷第12期JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsV01．41No．12http：ffbhxb．buaa．edu．cajbuaa@buaa．edu．caDOI：10．13700／j．bh．1001—5965．2014．0790采用区间分析的加速退化试验评估方法刘乐1’2，李晓阳“”，姜同敏1(1．北京航空航天大学可靠性与系统工程学院，北京100191；2．可靠性与环境工程技术重点实验室，北京100191)摘要：传统的加速退化试验(ADT)评

2、估方法基于精确退化数据进行可靠性和寿命评估，然而考虑到测量中人的不确定因素，试验数据可能是区间型而非精确数据．针对此类问题，基于维纳过程提出一种采用区间分析的加速退化试验寿命评估方法，区间分析方法包括可能性模型和必要性模型．首先基于区间回归将各加速应力条件下的区间退化数据的建模分析问题转化为二次规划问题，利用可能性模型获取各应力条件下的漂移系数区间和扩散系数．然后利用必要性模型结合加速模型，外推得到正常工作应力条件下的漂移系数区间，进而分析测量不确定性与可靠性和寿命评估结果的关系．最后通过数值案例对提出的方法进行阐述和验证，并进行不确定性敏感性分析．结果表明，可靠性和寿命

3、评估结果受测量中认知不确定性的影响，降低该不确定性水平能够保证评估结果的合理性．关键词：加速退化试验(ADT)；区间分析；可靠性；寿命评估；认知不确定性；敏感性分析中图分类号：TBll4．3文献标识码：A文章编号：1001．5965(2015)12—2225-07现代工业对产品的长寿命高可靠性有不断增长的需求，为了考核该类产品的寿命与可靠性水平，在产品正式投产之前需开展加速试验．加速试验技术采用严酷于产品正常使用的环境条件，加速产品失效或退化过程，从而在短时间内获取寿命或退化数据进行可靠性和寿命评估⋯．与寿命数据相比，退化数据包含更多的产品性能变化信息，因此加速退化试验(

4、ADT)技术得到了较多的关注嵋。1．然而，传统的加速退化试验数据评估方法假设采集到的退化数据是精确数据，该假设可能与一些实际情况存在不符，这些不符来源于：①测量设备的容差；②不同测试人员对同一数据的认知；③数据的缺失等．因此，在实际试验中可能获取到的是区间型退化数据．若只对其进行简单的均值处理，则忽略了其蕴含的随机与认知不确定性，那么就会给出不合理的寿命和可靠性评估结果．若能采用区间型数据分析方法，通过敏感性分析定量给出认知不确定性对评估结果的影响，最大程度地保证评估结果的可信性，为消除测量的认知不确定性或评价决策风险提供依据．在考虑非精确数据方面，文献[4]研究了竞争失

5、效状态下的产品可靠性分析方法，采用模糊方法的隶属函数来刻画区间型退化数据．文献[5]采用模糊回归方法对退化过程进行建模，该模型假设退化数据是精确的，而采用非精确模型参数来表征退化建模的不确定性．通常来说，非精确退化数据可以表征为区间型，采用区间运算来加以处理∞。．文献[7]给出一种精确输入和区间输出的区间回归方法，将最小二乘的中心趋势特性和模糊回归的可能性特性结合到二次规划问题收稿日期：2014—12-15；录用日期：2015-02．12；网络出版时间：2015-03-1814：37网络出版地址：WWW．cnki．net／kcms／detail／11．2625．V．201

6、50318．1437．004．html基金项目：国家自然科学基金(61104182)；中央高校基本科研业务费专项资金(YwF-14-KKX-004)作者简介：刘乐(1989一)，男，安徽蚌埠人，博士研究生，liule89@gmail．com·通讯作者：李晓阳(1980一)，女，贵州贵阳人，副教授，leexy@buaa．edu．cn，主要研究方向为加速试验技术、可靠性理论．引用格式：刘乐，李晓阳，姜周敏．采用区间分析的加速退化试验评估方法ⅣJ．北京航空航天大学学报，2015，41(12)：2225-2231．LiuL，LixY，JiangTM．Evaluationmetho

7、dforaccelerateddegradationtestingwithintervalanalysisfJJ．JournalofBeijingUni—versityofAeronauticsandAstronautics，2015，4102)：2225—2231(inChinese)．2226北京航空航天大学学报2015年中，给出两类特性模型的优化结果．文献[8]采用区间分析方法研究了线弹性断裂力学中应力强度因子的不确定性问题，结果表明该方法优于传统的概率分析方法．在加速试验领域，文献[9-10]指出在加速试验中除系统自身