发动机无失效数据可靠性评估研究

在定时截尾寿命试验特别是高可靠性、小子样试验中的无失效数据,引入了逆Weibull寿命分布函数,提出采用不完全Beta分布作为故障概率的先验分布,给出分布参数的最小二乘估计以及故障概率的Bayes估计和多层Bayes估计,从而得到可靠度的估计。最后针对实际问题进行了计算,结果表明Bayes估计稳定合理且容易计算,假定发动机寿命服从逆Weibull分布时的计算结果具有较高精度和较小的偏差。     

考虑先验信息可信度的后验加权Bayes估计

 先验信息失真及先验样本数量过大会扭曲小子样条件下Bayes融合评估的效果，引入可信度可以改善这个问题。现有的可信度度量方法大都直接基于数据层，即通过判断两种样本是否属于同一分布，这种度量在小子样情况下不太可信，为此提出了一种基于数据物理来源的可信度度量方法。同时归纳了可信度融合评估的准则，分析了现有可信度融合评估方法的不足，并结合正态分布的参数估计问题，给出了一种考虑先验信息可信度的后验加权Bayes估计方法。理论分析和算例都证实了该方法优于常用的Bayes估计方法。     

某型发动完全寿命数据基于威布尔分布模型的MTBF计算研究

本文对国内某型现役航空发动机的完全寿命数据进行了收集整理，并通过假设检验得到了用威布尔分布模型处理这些数据优于采用其它模型的结论。接着采用三参数威布尔分布混模法对该型发动机317起故障的故障间隔时间进行了计算分析，得到了其MTBF的分布均值和给定置信度下的置信区间。结果表明，威布尔分布能够较好地反映该型发动机故障间隔时间的实际分布规律。通过本文研究，建立了对外场使用发动机MTBF统计评估的基本思路和方法。     

电子整机加速贮存试验的Dirichlet分析方法

 针对电子整机系统结构复杂,失效机理众多,无法利用传统的加速模型外推对其寿命和可靠性特征进行分析的问题,提出一种基于顺序Dirichlet分布的分析模型,利用多应力、多水平的环境应力,对每一阶段上的失效率建立指数分布模型。通过先验信息和基于反应论的修正加速模型,给出各应力水平上的失效率先验信息,利用多变量顺序Dirichlet分布描述先验失效率概率密度函数,并根据先验信息对Dirichlet分布参数进行辨识设计和对参数物理意义进行阐述。根据恒加定数试验特点,提出似然函数的解析步骤,利用Gibbs拒绝抽样方法对Dirichlet后验分布进行推断分析,得到后验信息。最后分析一个实例,给出抽样过程和几个分位点上的失效率估计值,并比较正常状态下先验和后验的可靠度变化趋势,验证算法具有一定的效率,为电子整机寿命预测与评估提供一种新方法。     

基于贝叶斯理论的低循环疲劳寿命模型不确定性量化

为量化低循环疲劳寿命模型中的不确定性因素,利用贝叶斯理论,采用经典的模型校准形式确立了寿命模型的不确定性量化形式,并结合正态性检验对误差项进行验证;应用马尔可夫链-蒙特卡罗(MCMC)算法获得了模型参数后验分布的抽样样本,在小子样试验数据条件下确定了低循环疲劳寿命的95%不确定性区间,较好地覆盖了寿命的分散性;对参数样本进行了相关性分析,并将异方差回归概率模型与贝叶斯概率模型进行了比较。最后,利用Morris全局灵敏度分析方法获得了Manson-Coffin模型参数的全局灵敏度指标;同时,验证了在模型参数对先验信息敏感,或者说在先验信息影响极大的情况下,采用无信息先验处理方法的合理性。     

小子样疲劳试验数据的特征寿命估算方法评估

疲劳试验数据一般属小子样范畴,在Weibull寿命分布的假设下应考虑特征寿命的统计置信度.总结特征寿命概率估计的贝叶斯法和虚拟增广样本的Bootstrap法,通过2024-T3直耳片的七组疲劳试验数据对二者进行对比和评估.针对EDF拟合检验法无法对特征寿命估计值的合理性提供实质性指导的问题,提出一种新的试验样本数据全部落入寿命分布（1-a）双侧百分位区间的判定方法.结果表明：Bootstrap法的特征寿命估计值比贝叶斯法偏大;本文提出的判定方法可有效定性判断特征寿命估计值偏大或偏小.     

基于幂律退化轨道的小样本性能可靠性评定

结合航空航天领域高可靠、长寿命产品试验小子样的特点,运用性能退化可靠性理论和Bayes方法,对系统可靠性的统计推断方法进行了研究.首先对基于Bayes方法幂律退化轨道参数的计算模型进行研究,然后结合随机变量函数的分布的计算,推导出系统可靠性后验估计和置信下限估计的计算公式.在理论推导的基础上,结合工程实例说明该方法的有效性.     

小子样条件下正态先验信息的融合

对于Bayes小子样检验方法,先验信息的有效性影响着统计推断的准确性。在对多源正态先验信息进行融合时,采用自助法将之转换为先验子分布,其中采用了改进的经验分布函数法进行再抽样。然后,基于专家水平确定其权重,再结合专家估计法确定各先验子分布的权重。最后,通过计算综合先验分布与假设的正态分布的差异部分的面积,对综合先验分布为正态分布的假设进行检验。案例分析表明此融合方法是有效的。     

试飞阶段可靠性评估方法及试验方案设计

提出将基于2参数威布尔分布的小子样零故障寿命试验方法用于航空发动机等高可靠性航空武器装备设计定型试飞阶段平均故障间隔时间评估以及可靠性专项试飞/地面试验设计,通过计算给出可靠性评估及试验设计系数用表;同时采用Matlab对航空发动机历史试验数据进行拟合,得到对应的形状参数;在此基础上,以某航空发动机为例对该方法工程应用的适用性和有效性进行验证。结果表明:该方法具有较强的工程应用性,可用于解决试飞阶段航空发动机等高可靠性产品可靠性评估及试验设计问题。     

航空发动机MTBF的Bayes评估

针对航空发动机的试验样本量和故障数据少，采用传统的数学平均值法对其平均故障间隔时间（MTBF）评估不能反映其真实可靠性水平的问题，基于Bayes理论，把历史试验数据视为先验信息，采用矩等效方法确定先验分布，然后通过Bayes理论综合现场试验数据，建立了一种基于Bayes理论的航空发动机MTBF评估方法。该方法可以扩大MTBF评估所需的信息量。采用所提出的Bayes方法对某航空发动机MTBF进行评估，得到其MTBF评估值为302.68h，比采用数学平均值法约提高了18.7%，评估结果更符合实际。表明该方法可应用于航空发动机MTBF的评估。      

基于成败试验的导弹贮存可靠性Bayes分析模型

针对传统导弹贮存可靠性分析方法的缺点,提出了一种Bayes分析模型.这种模型以狄氏分布为先验分布,综合利用了历史信息和专家信息,结合导弹检测时间段的成败试验数据,给出了各检测时间段可靠性的联合后验分布,然后利用Gibbs抽样算法进行后验推断,得到了各阶段可靠性的Bayes估计和区间估计.此外,基于当前试验数据,利用这种模型以预测未来导弹贮存可靠性.算例表明这种Bayes模型参数含义清楚,利于工程应用.     

模糊贝叶斯方法在航空设备可靠性评估中的应用

在小样本情况下，利用数理统计方法来确定航空设备的寿命分布类型是不太适用的，本文运用模糊综合评判方法综合经验信息来确定先验分布，同时运用贝叶斯理论将统计推断建立在后验分布的基础上，给出了一种有小样本试验数据确定寿命分布的可靠性方法。     

Bayes方法应用中验前信息可信度的影响分析

Bayes方法已在航空航天类装备的参数估计与决策分析中得到了广泛应用。但现有的研究主要集中于验前分布的构造与方法的工程应用,而对验前信息或验前分布可信性影响的分析较少。给出了验前可信度的定义与计算方法,建立了验前可信度的影响分析模型,给出了基于验前可信度要求的验后置信区间计算方法。以装备精度分析为例,给出了验前可信度影响的分析结果。     

Study on segmented distribution for reliability evaluation

In practice, the failure rate of most equipment exhibits different tendencies at different stages and even its failure rate curve behaves a multimodal trace during its life cycle. As a result, traditionally evaluating the reliability of equipment with a single model may lead to severer errors. However, if lifetime is divided into several different intervals according to the characteristics of its failure rate, piecewise fitting can more accurately approximate the failure rate of equipment. There-fore, in this paper, failure rate is regarded as a piecewise function, and two kinds of segmented dis-tribution are put forward to evaluate reliability. In order to estimate parameters in the segmented reliability function, Bayesian estimation and maximum likelihood estimation (MLE) of the seg-mented distribution are discussed in this paper. Since traditional information criterion is not suit-able for the segmented distribution, an improved information criterion is proposed to test and evaluate the segmented reliability model in this paper. After a great deal of testing and verification, the segmented reliability model and its estimation methods presented in this paper are proven more efficient and accurate than the traditional non-segmented single model, especially when the change of the failure rate is time-phased or multimodal. The significant performance of the segmented reli-ability model in evaluating reliability of proximity sensors of leading-edge flap in civil aircraft indi-cates that the segmented distribution and its estimation method in this paper could be useful and accurate.     

Testability evaluation using prior information of multiple sources

Testability plays an important role in improving the readiness and decreasing the lifecycle cost of equipment. Testability demonstration and evaluation is of significance in measuring such testability indexes as fault detection rate（FDR） and fault isolation rate（FIR）, which is useful to the producer in mastering the testability level and improving the testability design, and helpful to the consumer in making purchase decisions. Aiming at the problems with a small sample of testability demonstration test data（TDTD） such as low evaluation confidence and inaccurate result, a testability evaluation method is proposed based on the prior information of multiple sources and Bayes theory. Firstly, the types of prior information are analyzed. The maximum entropy method is applied to the prior information with the mean and interval estimate forms on the testability index to obtain the parameters of prior probability density function（PDF）, and the empirical Bayesian method is used to get the parameters for the prior information with a success-fail form. Then, a parametrical data consistency check method is used to check the compatibility between all the sources of prior information and TDTD. For the prior information to pass the check, the prior credibility is calculated. A mixed prior distribution is formed based on the prior PDFs and the corresponding credibility. The Bayesian posterior distribution model is acquired with the mixed prior distribution and TDTD, based on which the point and interval estimates are calculated.Finally, examples of a flying control system are used to verify the proposed method. The results show that the proposed method is feasible and effective.     

疲劳寿命概率分布的模糊贝叶斯确定方法

 运用模糊综合评判方法综合经验信息以确定先验分布,同时运用贝叶斯理论将统计推断建立在后验分布基础上,给出了一种由小样本试验数据确定疲劳寿命分布的可靠方法；并用算例进行了说明。     

燃油调节器可靠性评估研究

一、验前分布的选取　　根据贝叶斯可靠性分析原理 ,充分利用燃油调节器的有关信息及专家意见和工程经验来分析确定验前分布。对已批量生产使用的航空机械产品 ,历史资料数据比较充足 ,我们要利用这些信息 ,不把估计基于一次试验。由贝叶斯公式 p(θ|x) =p(x|θ) p(θ) / p(x)知 ,p(θ)是没有得到试验数据以前对参数θ的了解 ,称为验前分布 ;p(θ|x)是已知试验数据后对θ的了解 ,称为验后分布。当已知数据 x时 ,p(x|θ)是 θ的函数 ,称为给定 x时 θ的似然函数 ,记作 L(θ|x) ,于是贝叶斯公式可表达为 p(θ|x)∝ L (θ|x) p(θ) ,即验后分…     

小子样武器装备可靠性评定过程中专家信息的规范化描述

在对航空航天领域可靠性工程中专家信息的特征进行分析的基础上,分别对模糊描述、概率描述法、专家打分法、主观语言描述方式的专家信息规范化进行了研究,并对基于专家信息的验前分布确定过程进行了分析.建立了专家信息规范化的广义验前信息描述、基于不确定性加权验前信息描述、最大熵法验前信息描述的验前分布确定模型.论文的研究对于小子样条件下运用Bayes方法分析系统可靠性时,基于专家信息的验前分布确定具有重要的工程指导意义.