寿命的可靠性综论(二)——寿命及百分寿命的统计方法

指出寿命有两种:偶然故障期的寿命、耗损故障期的寿命,前者的重要特征量为MTBF及故障率λ(t),后者的重要特征量是百分寿命(有时加上MTTF)。长寿命、高可靠的长寿命要求是:偶然故障期的故障率低、平均寿命大,并且耗损故障期的百分寿命长(或加上长的MTTF)。对后者,当前重视不够。本文介绍了正态分布(两参数对数正态分布只要取对数即成为正态分布)、两参数Weibull分布完全子样及不完全子样情况下百分寿命估计的统计方法。     

正态分布单元可用度及其影响因素分析

在航空航天系统中,可修复单元的故障密度和修复密度并非总是服从指数分布,实际存在着正态分布情况,不能采用马尔可夫状态转移方法处理。文章以故障密度和修复密度都服从正态分布的产品为例,通过数值求解微分方程组,分析了正态分布单元的可用度变化规律以及影响因素。     

寿命的可靠性综论(三)——故障更新信息的汇总、分析、改进系统及维修策略

产品出了故障就要维修,到了使用寿命不报废就要更新,为此需要设计一个维修更新系统。在产品设计中偶然故障的可靠性预计的基本假设是:产品组成单元故障率之和即产品故障率。本文通过实际数据揭示,硬件故障只是产品故障的一部分。根本的办法是在预计的初步基础上,全面、详细地统计分析现场故障,从产品各方面有针对性地进行改进。因此建立全面的故障更新信息的汇总、分析、改进系统极为重要。维修性的数学模型应从现场数据总结并求数值解。备件的费用取决于备件价格。本文导出了最佳备件数公式,一般用数值法求解。它的最简单情况即古典运筹学中的库存公式。     

对数正态分布下的失效数据处理方法——介绍航天工业行业标准QJ2407—92

简述了指数分布和威布尔分布的特点。介绍了QJ2407—92《电子元器件寿命和加速寿命试验数据处理方法》的制定目的和依据;给出了假定产品的寿命服从自然对数正态分布的有关函数,并指出了对数正态分布的应用范围;对标准中对数正态分布参数的估计方法作了较具体的说明;讨论了图估计方法等5个数据处理的有关问题。     

基于故障物理的航空电子设备高可靠性评估

传统的基于事后统计的可靠性评估手段已不能满足高可靠性航空电子设备的设计需求。文章提出在产品的设计阶段应用一种基于故障物理的可靠性评估方法,以某型大气数据计算机为研究案例,将环境载荷模拟施加于产品数字模型上,提取应力信息,进行潜在故障机理分析和相应的故障物理模型确认,以及累积损伤分析,最后得到产品的故障前时间以及故障率和可靠度函数。结果表明,该方法与实际可靠性试验结果有较好的近似度。     

双参数指数分布的可靠性评估（Ⅱ）

本文对双参数指数分布的参数(位置参数μ，尺度参数θ)，可靠性测度(失效率λ，平均寿命M，可靠寿命tR，可靠度R(t))的UMVUE(一致最小方差无偏估计)，无信息先验分布下的Bayes估计进行了讨论，并系统地给出了这些参数与测度的经典精确限、Fiducial精确限、无信息先验分布下的Bayes精确可信限，并用数值例说明了这些方法。     

寿命的可靠性综论(四)——使用寿命的加速寿命试验

产品寿命(包括使用寿命)取决于环境、材料、结构、装配、加工等多种应力因素。但在产品研发阶段,开展使用条件下的几年甚至几十年的寿命试验来得出产品寿命可靠性的规律是不现实的。因此,只能用一、两种主要因素的加速寿命试验结果来外推或用相似产品法综合估算寿命可靠性规律,以此作为维修性设计及确定寿命周期成本(LCC)的依据。实际工作中,必须开展使用条件下的寿命试验并对现场寿命数据进行收集、统计、分析,得出实际的寿命可靠性规律,修正产品研发时的寿命估算值,从而修改维修性计划。常用的加速寿命试验结果外推一般采用简单最小二乘法(OLS)。本文指出,加速寿命试验的结果不符合OLS的条件,应改为加权最小二乘法(WLS)。     

指数分布定时截尾样本下步进加速寿命试验的统计分析

在产品寿命服从指数分布情况下,给出了定时截尾样本下的步进加速寿命试验的统计分析方法,根据时间折算公式建立似然函数得到各参数估计,利用最大似然估计的近似正态分布性和Fisher信息阵的简单近似式得到参数的置信限,最后对试验数据实例进行了相关的统计分析。     

地空导弹武器系统最佳预防维修策略研究

以往在研究武器系统的维修策略时 ,一般都假设武器寿命和维修时间服从指数分布 ,实际上做这种假设是不科学的 ,因为一般的武器系统寿命和维修时间不一定服从指数分布。本文在武器系统寿命、故障维修时间服从一般分布情况下 ,在介绍以首次故障前平均工作时间为目标函数的预防维修策略的基础上 ,利用半马尔可夫过程给出了备份系统的可用度 ,并提出了以可用度为目标函数的最佳预防维修周期的估计方法     

航天器用固态功率放大器加速寿命试验方法研究

针对航天器电子产品的寿命预示问题,文章指出对航天器电子产品开展加速寿命试验(ALT)研究,首先要利用故障模式、机理及影响分析(FMMEA),确定产品的主要失效机理和敏感应力;然后利用理论分析或可靠性强化试验确定产品的工作极限;最后设计出完整的试验方案。针对航天器固态功率放大器进行试验,验证了加速寿命试验在航天器电子产品中的适用性。     

低温泵现场使用可靠性评价及维修保障方法

结合北京卫星环境工程研究所现有低温泵使用情况,建立低温泵任务可靠性模型,开展低温泵FMEA。对2009年—2015年的低温泵故障数据进行收集和整理,采用直方图法进行现场故障率和MTBF估计,评估低温泵现场使用可靠性水平;又通过基于P-P理论的寿命分布假设检验方法,获得低温泵现场使用寿命分布特征。根据现场可靠性分析结果并结合多年维修保障经验,给出了低温泵使用过程中常见故障的维修保证流程及方法,有助于后续真空热试验的连续实施。     

寿命型产品定数截尾可靠性鉴定试验方案

寿命型产品定数截尾试验方案的研究较少。首先从理论上证明了寿命服从指数分布的产品,无论对定数截尾试验中的故障产品是否用新产品替换,其鉴定试验方案的设计公式完全相同。之后推导出了同时能满足检验上限、检验下限、生产方风险、使用方风险要求的定数截尾鉴定试验方案设计公式,并用GB 5080.7中的数据验证其正确性。给出了指数寿命型产品定数截尾试验中的接收概率公式,并推论出同一产品在不同试验方案的鉴定结果可能完全相反。最后,建议在鉴定试验前尽可能知晓产品的可靠性水平,从而可有目的选择或设计试验方案,以求产品高概率通过鉴定试验。     

关于“寿命摸底试验”的一点意见

《遥测技术》1985第3期“可靠性试验”一文中(60～61页)“(1)寿命摸底试验”一节有值得商榷之处,请容阐述。设产品寿命T服从正态分布N(μ,σ~2),随机地抽取n个产品进行试验,到t_0时刻截止,其中有k个失效,寿命各为t_1,t_2,…,t_k,余下的n-k个寿命超过t_0。这是(无替换)定时截尾试验。μ与σ的估算公式来自它的似然函数(即联合概率密度函数)L(t:μ,σ)。由统计分析得到:     

航天电子产品可靠性验证的链式模型

一、前言可靠性验证(reliability verification)是可靠性工程的一个终端环节。它是一种统计试验方法,通过抽样对部分产品的可靠性指标如平均寿命、失效率等进行鉴定,以确定是否达到了设计或合同规定的可靠性水平。     

NEPE推进剂力学性能的统计特性及贮存老化的影响

固体推进剂力学性能是决定固体推进剂药柱可靠性的关键性能。为准确评估贮存寿命和可靠性,需要掌握固体推进剂力学性能的分布规律以及贮存老化的影响。研究了NEPE推进剂老化过程中抗拉强度、初始模量、最大伸长率和断裂伸长率等力学性能参量的统计分布特性,以及加速老化过程中统计参数的变化规律。研究结果表明:同一老化状态和测试条件下,NEPE推进剂单向拉伸力学性能参量测试值呈正态分布;不同老化状态的力学性能变异系数与老化时间、温度无关,呈正态分布。将不同老化温度、老化时间的力学性能变异系数作为来自同一总体样本的随机变量,求出了NEPE推进剂抗拉强度、最大伸长率、初始模量和脱湿因子的变异系数的99%置信上限,作为固体推进剂药柱贮存可靠性评估的基础数据。     

电子整机加速贮存试验方案设计

对于长寿命高可靠的整机设备,难以通过传统的统计试验方法来验证其可靠性。而现阶段基于模型的加速试验方法受到加速模型的限制,只适用于元器件级及材料级产品。本文在充分利用元器件、材料级产品加速试验(加速寿命试验,加速退化试验)既有经验的基础上,提出了整机加速试验方法。根据整机在库房自然贮存期内和加速应力条件下两者的失效概率相等的原则计算加速贮存试验时间。基于概率统计理论,按照IEC或GJB899A中规定的方案验证整机的贮存可靠性或可靠寿命,并介绍了应用实例。     

空间辐射环境引起在轨卫星故障分析与加固对策

文章对卫星由于空间辐射环境导致的在轨故障进行了统计;对某卫星数传综合处理器在轨单粒子翻转故障的现象、机理和措施等进行了分析;根据在轨故障案例、实际工程经验和仿真分析,从硬件和软件两方面提出了具体的降低单粒子效应的多种抗辐射加固设计方法,以延长卫星在轨工作寿命。     

面向产品综合设计的故障知识本体研究

以满足产品的性能与可靠性维修性保障性(RMS)综合设计需求为目标,对产 品设计过程中如何预防故障,定位故障及故障维修的相关概念进行分析、总结和归纳,提出 了以故障知识为核心,面向产品综合设计的知识本体框架,该框架将相关概念划分为四层进 行描述,即产品层、故障基本概念层、故障扩展层、故障应对层。利用本体论方法对相关的 核心概念进行了形式化的定义,并给出了基本的故障知识本体和设计应对本体结构。最后以 挑战者号航天飞机的失事为例,应用本文建立的故障本体较好地表达了航天飞机故障过程及 应对的改进措施,验证了该方法的可行性。
     

数据驱动的卫星关键部件剩余寿命预测模型

针对目前基于统计学方法对卫星及其关键部件进行剩余寿命预测时普遍存在的建模困难、预测精度不高等问题,为更快速、更精确地预测在轨运行卫星关键零部件的剩余使用寿命(RUL),选取时序数据特征提取能力较强的门控循环单元(GRU)网络构建RUL预测模型.在模型构建时,除了利用卫星遥测数据之外,还将反映卫星通信质量的统计类数据添加...     

星载大功率GaN固态功放寿命评估方法

近年来大功率氮化镓(GaN)固态功放开始逐步星载应用,但产品可靠性仍未得到充分验证.文章提出利用加速寿命试验(ALT)和在轨工作情况相结合的方法进行大功率GaN固态功放寿命评估.首先利用故障模式、机理及影响分析(FMMEA)确定固态功放的薄弱环节和主要失效机理;然后基于阿仑尼乌斯(Arrhenius)模型研究加速寿命试...