基于加速因子不变原则的加速退化试验优化设计方法技术

本发明专利技术涉及一种基于加速因子不变原则的加速退化试验优化设计方法，该方法主要包括以下步骤：（1）利用加速因子不变原则推导出加速因子解析式；（2）建立极大似然方程，获得各未知参数的偏导表达式进而求取极大似然估计值；（3）构建加速因子的渐进方差并将其设为优化目标函数；（4）确定决策变量并将试验总费用作为约束条件；（5）建立加速退化试验优化设计的数学模型；（6）设计数学模型的解析算法；（7）对传统加速退化试验方案进行优化。该方法可避免传统方法由于过多依赖主观判断或工程经验的不足，为加速退化试验优化设计提供一种客观、科学的方法。

Accelerated degradation test optimization design method based on invariance principle of acceleration factor

The invention relates to a method based on the principle of constant acceleration factor accelerated degradation test optimization design method, the method includes the following steps: (1) the use of the principle of constant acceleration factor derived acceleration factor analysis; (2) establish the maximum likelihood equations, partial derivative formulation calculates the maximum likelihood estimates for the unknown parameters; (3) construction of acceleration factor and its asymptotic variance was set as the optimization objective function; (4) to determine the decision variables and the total test cost as constraint conditions; (5) establish a mathematical model for optimal design of accelerated degradation test; (6) parsing algorithm design mathematical model; (7) the accelerated degradation test scheme the traditional optimization. The method can avoid the shortcomings of traditional methods because of too much reliance on subjective judgment or engineering experience, and provides an objective and scientific method for accelerating the optimization design of degradation tests.

【技术实现步骤摘要】
基于加速因子不变原则的加速退化试验优化设计方法
本专利技术属于可靠性工程领域，涉及一种加速退化试验优化设计方法。
技术介绍
加速退化试验已经成为退化失效型产品可靠性评估与寿命预测的高效手段，为了提高加速退化试验的效费比，需要对加速退化试验方案进行优化设计。加速退化试验优化设计包含三个关键环节：1)准确建立产品的加速退化模型；2)合理确定优化目标函数及决策变量，构建试验方案优化的数学模型；3)提出高效的寻优算法解析数学模型，获取最优试验方案。准确建立产品的加速退化模型需要确定出性能退化模型的各参数随加速应力的变化规律，然而目前大多数研究都是根据主观判断或工程经验假定出变化规律，容易错误建立加速退化模型。此外，大部分对加速退化试验优化设计的研究工作都是将产品在额定应力水平下百分位寿命的渐进方差作为优化目标函数，对于Wiener、Gamma、inverseGaussian等性能退化模型来说，无法推导出百分位寿命的闭环解析式，目前都是利用其近似解析式处理试验方案优化问题，这可能导致获取的试验方案并不是最优方案。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于加速因子不变原则的加速退化试验优化设计本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于加速因子不变原则的加速退化试验优化设计方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，利用加速因子不变原则推导出加速因子解析式；步骤二，建立极大似然方程，获得各未知参数的偏导表达式进而求取极大似然估计值；步骤三，构建加速因子的渐进方差并将其设为优化目标函数；步骤四，确定决策变量并将试验总费用作为约束条件；决策变量包括加速试验中的样品数量N

【技术特征摘要】
1.基于加速因子不变原则的加速退化试验优化设计方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，利用加速因子不变原则推导出加速因子解析式；步骤二，建立极大似然方程，获得各未知参数的偏导表达式进而求取极大似然估计值；步骤三，构建加速因子的渐进方差并将其设为优化目标函数；步骤四，确定决策变量并将试验总费用作为约束条件；决策变量包括加速试验中的样品数量N*，测量频率f*，样品在各加速应力Tk下的测量次数k＝1,2,…,M；加速退化试验总费用TC分解为三部分：1)试验样品总费用C1N*，C1表示样品的单价；2)测试总费用C2表示对每个样品进行一次测量的单价；3)试验设备折旧及能源、耗材费用C3表示单位时间内的试验设备折旧及能源、耗材费用；在试验方案Plan下的试验总费用表示为步骤五，建立加速退化试验优化设计的数学模型；步骤六，设计数学模型的解析算法；步骤七，对传统加速退化试验方案进行优化。2.如权利要求1所述的基于加速因子不变原则的加速退化试验优化设计方法，其特征在于，步骤一的具体方法为：设Fk(tk),Fh(th)分别为产品在任两个应力水平Sk,Sh下的累积失效函数，当Fk(tk)＝Fh(th)时，将Sk相当于Sh的加速因子Ak,h定义为Ak,h＝th/tk(1)加速因子不变原则是指Ak,h应该为一个不随时间th,tk变化，只由应力水平Sk,Sh所决定的常数，如果产品在Sk,Sh下的失效机理具有一致性，则Ak,h不随试验时间th,tk变化，由加速因子的定义得到Fk(tk)＝Fh(Ak,htk)(2)由式(2)可推导出fk(tk)＝Ak,hfh(th)(3)推导过程为产品性能退化服从Wiener过程，则产品寿命ξ是一个服从逆高斯分布的随机变量，其概率密度函数为

【专利技术属性】
技术研发人员：王浩伟，滕克难，盖炳良，滕飞，李季颖，孙媛，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军航空工程学院，
类型：发明
国别省市：山东,37