基于多性能退化的數(shù)控裝備可靠性建模與評(píng)估.pdf

1、新時(shí)期背景下的新型數(shù)控裝備產(chǎn)品往往具有同類產(chǎn)品少、壽命比較長(zhǎng)以及失效數(shù)據(jù)少的特點(diǎn)，這使得傳統(tǒng)的基于大樣本失效壽命數(shù)據(jù)的可靠性評(píng)估方法難以再有用武之地。在這種背景下，基于性能退化數(shù)據(jù)的可靠性分析技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并逐漸成為了可靠性研究領(lǐng)域的熱門方向。目前關(guān)于退化過(guò)程的研究成果往往是針對(duì)單個(gè)性能指標(biāo)表征的系統(tǒng)，具有很大的局限性，本文選取更為符合工程實(shí)際的多性能退化產(chǎn)品作為研究對(duì)象，運(yùn)用隨機(jī)過(guò)程、Copula理論、沖擊理論以及Markov Cha

2、in Monte Carlo(MCMC)算法等多種技術(shù)手段，從多性能退化過(guò)程建模以及競(jìng)爭(zhēng)失效建模兩個(gè)方向出發(fā)對(duì)其展開(kāi)了相關(guān)研究，主要研究?jī)?nèi)容可以總結(jié)為以下三方面：
　　(1)針對(duì)數(shù)控裝備產(chǎn)品存在的相關(guān)競(jìng)爭(zhēng)失效問(wèn)題，建立了考慮突發(fā)失效和退化失效相關(guān)性的可靠性分析模型。采用退化量分布法和泊松過(guò)程分別對(duì)產(chǎn)品所遭受的退化過(guò)程和沖擊過(guò)程進(jìn)行了建模研究，通過(guò)額外退化增量這一變量表示了沖擊過(guò)程對(duì)產(chǎn)品自身退化過(guò)程造成的影響，在此基礎(chǔ)上建立了系統(tǒng)的

3、相關(guān)競(jìng)爭(zhēng)故障模型。最后通過(guò)算例驗(yàn)證了模型的有效性，證明沖擊過(guò)程會(huì)加速產(chǎn)品的退化過(guò)程，使產(chǎn)品的可靠性加速下降。
　　(2)針對(duì)數(shù)控裝備產(chǎn)品存在的多元相關(guān)退化問(wèn)題，建立了考慮多元退化過(guò)程相關(guān)性的可靠性模型。采用維納過(guò)程對(duì)系統(tǒng)的邊緣性能退化過(guò)程進(jìn)行了建模分析，針對(duì)各個(gè)性能退化過(guò)程的相關(guān)性這一關(guān)鍵問(wèn)題，利用Copula函數(shù)對(duì)其進(jìn)行了刻畫。在此基礎(chǔ)上，給出了基于貝葉斯理論的兩階段參數(shù)估計(jì)方法，并對(duì)模型中涉及的未知參數(shù)進(jìn)行了估計(jì)計(jì)算。最后通過(guò)

4、算例驗(yàn)證了考慮多元退化過(guò)程之間相關(guān)性的模型比傳統(tǒng)的假設(shè)多元退化過(guò)程相互獨(dú)立的模型更加符合產(chǎn)品的實(shí)際情況。
　　(3)針對(duì)數(shù)控裝備產(chǎn)品存在突發(fā)失效與多元退化失效共同作用的工程實(shí)際問(wèn)題，建立了基于有效沖擊閥值的多元相關(guān)競(jìng)爭(zhēng)失效模型。傳統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)失效模型往往認(rèn)為每一次沖擊過(guò)程都會(huì)對(duì)系統(tǒng)的退化過(guò)程造成損傷累積，但是這種假設(shè)并不完全符合實(shí)際，具有很大的局限性。本文通過(guò)引入有效沖擊閥值這一概念對(duì)沖擊過(guò)程進(jìn)行了更為細(xì)致的分類研究，使得改進(jìn)后的沖擊