本发明专利技术公开了一种基于贝叶斯网络的抽样试验设计方法，属于生产验收技术领域。所述方法包括确定产品生产过程中影响变更风险的因素，多层次分析，建立贝叶斯网络；基于贝叶斯网络量化变更风险指数；根据历史数据确定产品可靠性参数的先验分布；利用变更风险指数修正产品可靠性参数的先验分布；基于贝叶斯抽样试验设计方法设计动态抽样方案。本发明专利技术首次将贝叶斯网络用来量化变更风险，基于贝叶斯理论，可充分利用试验前的变更信息；通过量化的父节点对子节点的影响，有效的识别贝叶斯网络节点中要素的重要性，识别关键要素，从而给生产方有效信息，通过对关键要素的控制，到达降低物料变更风险，节省试验成本，提高试验效率的目的。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术提出一种基于贝叶斯网络以及贝叶斯理论的抽样试验设计方法，属于生产 验收
，用于解决可靠性与系统工程领域的技术问题。
技术介绍
随着科技的发展，在产品投入使用前，对产品进行验收试验是不可缺少的质量检 验规范。验收试验在工程上一般是用来决定是否接受某项产品的试验，当产品的可靠性指 标作为衡量产品是否被接受的重要性能指标时，为可靠性验收试验。可靠性验收试验的抽 样方案设计，必须能够有效控制生产方和使用方的风险，即保证生产方的利益，又保护使用 方的权益。传统的验收抽样试验设计是以数理统计中的大样本统计分析理论为基础的统计 决策方法，一般是在已知产品寿命服从指数分布，威布尔分布，二项分布等的前提下，对产 品的抽样方案进行设计，再根据现场试验样本提供的信息对所考虑的可靠性指标进行假设 检验，做出接受或拒绝统计假设的决策。根据传统的验收试验设计方法设计的抽样方案，无 法随着产品信息变更，比如生产工艺变更、元器件变更、外场使用条件的变更等产生改变， 本专利技术定义产品生产工艺的变更、元器件的变更、外场使用条件的变更等为产品信息变更。 产品的信息变更，会导致产品的可靠性发生变化，从而产生变更风险，而这个变更风险会影 响产品抽样风险。传统的验收试验抽样方案的制定是无法考虑到产品物料变更，工艺变更， 外场信息变更的，是静态的，是不合理的。如果能用贝叶斯网络衡量变更风险，将这个风险 引入到抽样方案设计中去，将解决传统验收试验的静态问题，而目前很少有研宄人员研宄 上述问题。 在实际的工业生产中，对于抽样方案的设计，国内外均采用成熟的验收试验抽样 标准。我国使用GB2828. 1-2012规定逐批检查计数抽样程序及抽样表，GB2829-2003规定 周期检查计数抽样程序及抽样表；美军军用抽样标准为MIL-STD-105E。 传统可靠性验收试验已经有大量的理论研宄，并产生了相对成熟的技术成果： 在国内的研宄中，黎南等人根据可靠性试验的标准以及要求，通过对标准试验 方法的有效分析，提出了一种船舶通用机电产品的可靠性分析方法，开创了在验收试验 标准上，开发适用于项目的实际验收抽样方案设计方法（文献:黎南，陈放.舰船机 电产品可靠性验收试验方法· Chinese Journal of Ship Research, 2012, 7(6)·);卢 彩玲等人提出了一种根据故障等级的划分和加权原则，对试验数据进行处理的评估的方 法，对试验中的故障处理、判定和加权，由此得到验收试验的判定结果（文献:卢彩 玲，康宁民，孟宪政.故障加权时某型雷达可靠性验收试验数据处理与评估.环境技 术，2009, 27 (5) : 46-48.);邱述斌等人提出了基于MTBF保证试验的可靠性验收试验方法， 在MTBF保证试验的原理，流程以及其数学模型的基础上，对生产方和使用方风险进行分析 评估。（文献:邱述斌，王春晖，李晓钢.可靠性验收试验的方法与途径.电子产 品可靠性与环境试验，2013, 31 (AOl) :24-28.)。与上述传统验收试验相比，基于贝叶斯进行 验收抽样试验方案设计，能够有效的利用先验信息，从而减少试验样本量，有可观的经济效 益，近几年对基于贝叶斯理论的抽样试验方案设计研宄更加深入。田艳梅等人在可靠性定 型试验的基础上，利用多层贝叶斯方法确定批产品可靠性指标的先验分布，从而制定出成 败型产品可靠性验收试验的一种贝叶斯方案（文献:田艳梅，张志华.成败型产品验 收试验方案研宄.海军工程大学学报，2003, 15 (5):75-78.)。周继锋等人提出了充分 考虑在武器装备研制阶段的可靠性试验信息，借助Bayes理论制定装备可靠性验收试验方 案，在确保较好验收效果的前提下，减少定型阶段的装备可靠性试验时间（文献:周 继锋，梁胜杰，张克克.某型武器装备的Bayes可靠性验收试验方案研宄.舰船科学 技术，2010 (3) :118-120.)。 国外开展关于可靠性验收试验的研宄要比国内早一些，技术也相对成熟些， Huang T T等人提出了在不确定环境下，为避免模糊的可靠性序贯试验结果，利用三角模 糊数（TFN)表达可靠性抽样检验的参数模糊现象，三角形两点以及两点之间的距离用来表 示模糊度。比较不同序贯试验模糊度评估结果，从而得到较好去模糊的方法（文献: Huang T T, Huang C M, Chiu K K S.Reliability sequential sampling test based on exponential lifetime distributions under fuzzy environment//Intelligent Information and Database Systems. Springer Berlin Heidelberg, 2012:346-355)〇 Rao G S.提出了在定时或定数截尾试验的情况下，产品全寿命周期为Marshall-Olkin 型扩展洛马克斯分布时的寿命验收抽样试验设计（文献 :Rao G S. A group acceptance sampling plans based on truncated life tests for marshall-Olkin extended Lomax distribution. Electronic Journal of Applied Statistical Analysis，2009,3(l):18-27.)。Aslam M等人提出了产品服从寿命威布尔分布时，定 时截尾验收试验的抽样方案设计，在已知产品的寿命分布为威布尔的条件下，考虑生 产方和使用方的两类风险，进行样本量以及可接受故障数的设计（文献 :Aslam M, Jun C H. A group acceptance sampling plan for truncated life test having Weibull distribution. Journal of Applied Statistics, 2009, 36(9):121-1027.) Xue-mei X U.等人提出了通过利用先验信息，设计贝叶斯序贯截尾抽样试验，从而解 决了通信系统验收试验抽样时间长的弊端（文献 :Xue-mei X U. An Evaluation Method of Reliability Acceptance Test of Range Communications System. Radio Communications Technology, 2009, 1:022.)〇 从目前国内外的研宄情况可以看出，早期的可靠性抽样试验的研宄，是在控制两 类风险的情况下，研宄针对寿命服从指数分布，威布尔分布，二项分布等产品进行抽样方案 设计，并深入研宄验收试验数据的分析与评估；而近年，对验收抽样试验的研宄，重点在于 对抽样中出现的两类风险的控制研宄，通过贝叶斯抽样设计的方法充分利用先验信息，或 是通过加速试验来有效的减少试验时间和试验成本，从而到达最大的经济效益。 在进行验收试验设计时，风险是要考虑的重要的因素之一，风险可能由很多因素 所影响，其中包括变更信息本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于贝叶斯网络的抽样试验设计方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、确定产品生产过程中影响变更风险的因素，建立贝叶斯网络；步骤二、基于贝叶斯网络量化变更风险指数；具体包括量化贝叶斯网络中每个节点成功和失败的概率以及父节点对子节点影响的概率；量化每个节点成功和失败的概率，采用两种不同方法：历史数据法和专家评分法；父节点对子节点的影响需要量化父节点的不同状态的组合对子节点的条件概率，如果影响某子节点的父节点有n个，那么父节点对该子节点的条件概率就有2n种结果，在每一种条件下，利用专家评分法，求出父节点对子节点的影响概率；已知每个节点成功和失败的概率以及父节点对子节点的影响概率，利用matlab贝叶斯网络工具箱建模，输入上述得到的每个节点的成功和失败的概率以及父节点对子节点的影响，计算出最终的子节点，即产品本身成功和失败的概率，即求出baseline产品信息变更风险指数Rb和抽样试验产品信息变更风险指数Rm，得出相对风险ΔR＝Rm‑Rb；步骤三、根据历史数据确定产品可靠性参数的先验分布；步骤四、利用变更风险指数修正产品可靠性参数的先验分布；具体过程是，设置baseline，提出修正因子k：其中，Rb为baseline的经专家评分的产品信息变更风险指数，Rm为设计抽样方案的产品信息变更风险指数，b为常数；根据历史信息得到的可靠性参数的先验分布为π(λ)，经过修正因子修正的可靠性参数的分布为π(kλ)，修正因子对可靠性参数的修正只改变可靠性参数的均值，不改变方差；baseline的含义为标准物料、标准生产过程工艺、标准外场使用条件下的生产及试验设计过程；步骤五、基于贝叶斯抽样试验设计方法设计动态抽样方案：基于贝叶斯理论，根据上述步骤四中所得的修正的可靠性参数的分布，在给定抽样方案的两类风险以及可靠性参数的验收上下限的条件下，得出零失效条件下的抽样方案。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李晓阳，胡雨晴，李人擎，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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