加速寿命试验样本分配方法及终端设备组成比例

本发明专利技术涉及加速寿命试验技术领域，提供了加速寿命试验样本分配方法及终端设备。该方法包括：将预设个数的样本分为多种分组组合，每种分组组合包括一种样本组合方式，且各种分组组合对应相同的加速寿命试验条件；基于威布尔分布，求解各种分组组合分别对应的威布尔分布参数；对求解出的各组威布尔分布参数进行优化，并根据优化结果从所述各种分组组合中确定所述预设个数的样本的最优分组组合。上述方法及终端设备能够较为精确的确定试验样本的分配组合。

Sample allocation method and terminal equipment for accelerated life test

The invention relates to the field of accelerated life testing technology, and provides a sample allocation method and terminal equipment for accelerated life test. The method includes: dividing the preset number of samples into multiple grouping combinations, each grouping combination includes a sample combination method, and the various grouping combinations correspond to the same accelerated life test conditions. Based on Weibull distribution, the Weibull distribution parameters corresponding to various grouping combinations are solved, and the calculated groups of Weibull distribution are solved. The parameters of the distribution parameter are optimized, and the optimal grouping combination of the predetermined number of samples is determined from the various grouping combinations according to the optimization results. The above method and terminal equipment can accurately determine the distribution and combination of test samples.

【技术实现步骤摘要】
加速寿命试验样本分配方法及终端设备
本专利技术属于加速寿命试验
，尤其涉及加速寿命试验样本分配方法及终端设备。
技术介绍
加速寿命试验是在产品失效机理不变的基础上，通过寻找产品寿命与应力水平之间的数学关系，利用加速应力水平下的寿命特征去推算评估正常应力水平下的寿命特征的试验技术和方法。当前的加速寿命试验方法包括恒定应力加速寿命试验、步进应力加速寿命试验和序进应力加速寿命试验，以上三种加速寿命试验方法在我国都有应用，但以恒定应力加速寿命试验的应用最为广泛，试验与评估技术也最为成熟。步进应力加速寿命试验(包括步进应力加速寿命试验和步降应力加速寿命试验)目前处于研究阶段，它可以提高试验效率，也有少量的应用。对于长寿命、高可靠性的产品，为了进一步缩短试验时间，提高试验效率，以满足现实的工程需求，加速寿命试验可以采用步加试验的形式，而步降试验比步进试验的加速效率更高。目前，无初始试验步降试验优化设计的相关研究较少，在具体约束条件下，往往难以给出较好的最优解结果。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了加速寿命试验样本分配方法及终端设备，以解决现有技术中难以给出较好的最优解结果的问题。本专利技术实施例的第一方面提供了一种加速寿命试验样本分配方法，包括：将预设个数的样本分为多种分组组合，每种分组组合包括一种样本组合方式，且各种分组组合对应相同的加速寿命试验条件；基于威布尔分布，求解各种分组组合分别对应的威布尔分布参数；对求解出的各组威布尔分布参数进行优化，并根据优化结果从所述各种分组组合中确定所述预设个数的样本的最优分组组合。可选的，所述基于威布尔分布，求解各种分组组合分别对应的威布尔分布参数，包括：对所述试验样本的失效寿命进行顺序统计量处理；根据顺序统计量处理结果，求解各种分组组合分别对应的威布尔分布参数。可选的，所述对所述试验样本的失效寿命进行顺序统计量处理的过程为：设试验样本的失效寿命的密度函数为f(t)，分布函数为F(t)，T1,T2,T3,…,Tn为所述试验样本的失效寿命，其值为t1,t2,t3,…,tn，将所述试验样本的失效寿命从小到大排列，得出T(1)≤T(2)≤T(3)≤…≤T(n)，即为所述试验样本的失效寿命的顺序统计量，其中n为大于1的整数。可选的，对于所述试验样本的失效寿命的顺序统计量，T(n)为最大顺序统计量，T(1)为最小顺序统计量；其中，第k个顺序统计量的密度函数为：第k个顺序统计量和第r个顺序统计量的联合密度函数为：其中，r<k，且r和k均为正整数；第k个顺序统计量的均值为：第k个顺序统计量的方差为：其中，第k个顺序统计量和第r个顺序统计量的协方差为：cov(T(r),T(k))＝E(T(r),T(k))-E(T(r))E(T(k))其中，可选的，所述基于威布尔分布，求解各种分组组合分别对应的威布尔分布参数，过程为：设在应力水平Sj(j＝1,2,…,p)下有nj个样品进行试验，共有qj个样品失效，失效时间分别为所述预设试验条件为应力水平Sj；样品寿命t服从威布尔分布，累计失效函数为：F(t)＝1-exp(-(t/η)m)其中，η为威布尔分布的特征寿命，m为威布尔分布的形状参数；令y＝lnt，则转化为I型极小值分布，其累积失效函数为：其中，位置参数μ＝lnη，尺度参数密度函数为：设定样品寿命满足：在统计上相互独立；在任一应力水平下，样品寿命服从威布尔分布；在各应力水平下，样品寿命分布的参数σ保持不变；寿命分布的参数μ是应力的线性函数，即μ＝a+bx；其中x＝1/T，模型参数a,b,σ由试验数据估计得到；令y＝lnt，极小值分布的前qj个顺序统计量分别为令则标准极小值分布的前qj个顺序统计量为其均值方差为由于所以yji＝a+bxj+σμji+εji其中，εji服从均值0，标准差为σ的极小值分布EV(0,σ)(i＝1,2,…,qj)，yji＝lntji，xj＝1/Tj；设根据加权最小二乘法，令分别对a,b,σ求偏导，得到以下线性方程：求解线性方程组得到a,b,σ的估计值可选的，所述对求解出的各组威布尔分布参数进行优化，并根据优化结果从所述各种分组组合中确定所述预设个数的样本的最优分组组合，包括：基于整体最佳线性无偏估计理论，威布尔分布模型参数的协方差阵为：其中式中，gjkl＝(vjkl)-1，M为应力水平个数，rj是第j个应力水平下产品的失效数；由于样品实际寿命服从威布尔分布能够转化为I型极小值分布，则μjk是第j个应力水平下，标准I型极小值分布的第k个顺序统计量的均值，vjkl是第j个应力水平下，标准I型极小值分布的第k个和第l个顺序统计量的协方差；其中，最小化协方差阵的行列式等价为最小化矩阵CM的行列式，通过最小化CM行列式求得在D最优准则下所述试验样本的最优分组组合。可选的，所述对求解出的各组威布尔分布参数进行优化，并根据优化结果从所述各种分组组合中确定所述预设个数的样本的最优分组组合，包括：基于整体最佳线性无偏估计理论，威布尔分布模型参数的协方差阵为：对线性—极值/正态模型来讲，在转化应力x下，产品分位点寿命gP(x)是参数γ0,γ1,σ的函数，gP(x)的估计值为：gP(x)的渐近方差为：其中，Σ为D最优准则中模型参数的协方差阵；则在正常工作应力x0下，P分位寿命的渐进方差为：根据P分位寿命的渐进方差，确定所述试验样本的最优分组组合。可选的，试验约束条件为：试验各个应力水平S1,S2,…Sk-1,Sk应满足Si-1<Si(i＝1,2,…k)；且每一应力水平下放置的样本数n1,n2,…nk，若样本总量为N，则满足本专利技术实施例的第二方面提供了一种加速寿命试验样本分配终端设备，包括存储器、处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如下步骤：将预设个数的样本分为多种分组组合，每种分组组合包括一种样本组合方式，且各种分组组合对应相同的加速寿命试验条件；基于威布尔分布，求解各种分组组合分别对应的威布尔分布参数；对求解出的各组威布尔分布参数进行优化，并根据优化结果从所述各种分组组合中确定所述预设个数的样本的最优分组组合。本专利技术实施例的第三方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种加速寿命试验样本分配方法的步骤。本专利技术实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本专利技术实施例，首先将预设个数的样本分为多种分组组合，每种分组组合包括一种样本组合方式，且各种分组组合对应相同的加速寿命试验条件；然后基于威布尔分布，求解各种分组组合分别对应的威布尔分布参数；再对求解出的各组威布尔分布参数进行优化，并根据优化结果从所述各种分组组合中确定所述预设个数的样本的最优分组组合，从而能够较为精确的确定试验样本的分配组合。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的加速寿命试验样本分配方法的流程图；图2是本专利技术实施例提供的加速寿命本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加速寿命试验样本分配方法，其特征在于，包括：将预设个数的样本分为多种分组组合，每种分组组合包括一种样本组合方式，且各种分组组合对应相同的加速寿命试验条件；基于威布尔分布，求解各种分组组合分别对应的威布尔分布参数；对求解出的各组威布尔分布参数进行优化，并根据优化结果从所述各种分组组合中确定所述预设个数的样本的最优分组组合。

【技术特征摘要】
1.一种加速寿命试验样本分配方法，其特征在于，包括：将预设个数的样本分为多种分组组合，每种分组组合包括一种样本组合方式，且各种分组组合对应相同的加速寿命试验条件；基于威布尔分布，求解各种分组组合分别对应的威布尔分布参数；对求解出的各组威布尔分布参数进行优化，并根据优化结果从所述各种分组组合中确定所述预设个数的样本的最优分组组合。2.如权利要求1所述的加速寿命试验样本分配方法，其特征在于，所述基于威布尔分布，求解各种分组组合分别对应的威布尔分布参数，包括：对所述试验样本的失效寿命进行顺序统计量处理；根据顺序统计量处理结果，求解各种分组组合分别对应的威布尔分布参数。3.如权利要求2所述的加速寿命试验样本分配方法，其特征在于，所述对所述试验样本的失效寿命进行顺序统计量处理，过程为：设试验样本失效寿命的密度函数为f(t)，分布函数为F(t)，T1,T2,T3,…,Tn为所述试验样本的失效寿命，其值为t1,t2,t3,…,tn，将所述试验样本的失效寿命从小到大排列，得出T(1)≤T(2)≤T(3)≤…≤T(n)，即为所述试验样本的失效寿命的顺序统计量，其中n为大于1的整数。4.如权利要求3所述的加速寿命试验样本分配方法，其特征在于，对于所述试验样本的失效寿命的顺序统计量，T(n)为最大顺序统计量，T(1)为最小顺序统计量；其中，第k个顺序统计量的密度函数为：第k个顺序统计量和第r个顺序统计量的联合密度函数为：其中，r<k，且r和k均为正整数；第k个顺序统计量的均值为：第k个顺序统计量的方差为：其中，第k个顺序统计量和第r个顺序统计量的协方差为：cov(T(r),T(k))＝E(T(r),T(k))-E(T(r))E(T(k))其中，5.如权利要求4所述的加速寿命试验样本分配方法，其特征在于，所述基于威布尔分布，求解各种分组组合分别对应的威布尔分布参数，过程为：设在应力水平Sj(j＝1,2,…,p)下有nj个样品进行试验，共有qj个样品失效，失效时间分别为所述预设试验条件为应力水平Sj；样品寿命t服从威布尔分布，累计失效函数为：F(t)＝1-exp(-(t/η)m)其中，η为威布尔分布的特征寿命，m为威布尔分布的形状参数；令y＝lnt，则转化为I型极小值分布，其累积失效函数为：其中，位置参数μ＝lnη，尺度参数密度函数为：设定样品寿命满足：在统计上相互独立；在任一应力水平下，样品寿命服从威布尔分布；在各应力水平下，样品寿命分布的参数σ保持不变；寿命分布的参数μ是应力的线性函数，即μ＝a+bx；其中x＝1/T，模型参数a,b,σ由试验数据估计得到；令y＝lnt，极小值分布的前qj个顺序统计量分别为令则标准极小值分布的前qj个顺序统计量为其均值方差为由于所以yj...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆希辉，牛跃听，马小兵，郑波，姜志保，葛强，罗赓，高飞，王晗，张煊工，赵晓东，宋桂飞，吕晓明，
申请(专利权)人：中国人民解放军六三九零八部队，
类型：发明
国别省市：河北,13