一种基于加速退化数据的可靠性抽样试验方法技术

本发明专利技术涉及可靠性试验技术领域，具体涉及一种基于加速退化数据的可靠性抽样试验方法，本发明专利技术根据产品的加速退化试验的数据通过极大似然估计法得到产品的可靠性函数，并根据可靠性函数，以加速验收试验的试验方差最小建立验收试验的优化模型和约束条件，并对优化模型的参数进行优化，得到加速验收试验的最优验收方案，解决了高可靠长寿命产品批次验收困难的问题。同时克服了基于保证试验时间的验收方案无法通过统计建模方法得到产品的失效参数的缺点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于加速退化数据的可靠性抽样试验方法
本专利技术涉及可靠性试验
，具体涉及一种基于加速退化数据的可靠性抽样试验方法。
技术介绍
目前常用的可靠性验收试验评估方法有两种：一是基于保证试验时间的验收，即对试验样本进行一定量的可靠性试验，看产品是否能经受住在该试验条件及试验时间内未暴露出故障。该方法的优点是试验成本可控，可以在确定的试验时间内一定程度上验证产品的可靠性；但是该方法无法准确估计产品实际可靠性参数，无法通过统计建模方法得到产品的失效参数，无法对产品进行有效管理且无法对不同厂家批次样品的可靠性好坏进行区分。二是基于失效时间及失效个数的验收，即对产品进行一定样本量的可靠性试验，搜集其失效时间或者失效数量，通过得到的数据对产品进行统计模型建模。该方法的优点是可以通过得到的参数判断产品是否可以接受或者拒绝；但是对于高可靠长寿命产品而言，试验条件不够会造成试验产品并无失效出现造成试验失败，而过高的试验条件又会造成试验失效模式的不确定以及试验成本过高，使得生产和使用方无法开展试验。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种基于加速退化数据的可靠性抽样试验方法，具体技术方案如下：一种基于加速退化数据的可靠性抽样试验方法包括以下步骤：(1)通过对产品进行加速试验得到产品的加速退化信息，记录加速退化试验的退化试验条件，并记录在不同测试时间点下的试验数据Di以及测试时间点Ti，其中i＝1，2，...，n，n为试验数据的数量；(2)通过上述得到的加速退化信息建立加速退化模型，得到产品的可靠性函数；(3)确定抽样试验的设计参数；(4)根据步骤(1)-步骤(3)的结果得到加速验收试验的试验参数，并对试验参数进行优化，得到加速试验应力、产品样本数、试验可接收失败的数量以及试验总时间长度。优选地，所述步骤(2)具体步骤包括：(1)假设产品的退化轨迹服从随机布朗运动其中，D0为初始退化值，为加速退化速率，σ为常值漂移量，B(t)为在时刻t的标准布朗运动B(t)～N(0,t)，Dt为在时刻t的退化值；得到产品的可靠性函数：其中，Df为产品失效的阀值；(2)假设加速退化试验中的加速采用震动作为加速应力，则单应力条件下的Coffin-Manson加速关系为：其中，NS及N0分别为加速及常规环境下的震动频次，w为指数参数；从而有此处设定μ(N0)＝aN0+b，其中a,b为约定常数；则有：(3)由步骤(1)和步骤(2)根据极大似然估计法得到该批产品的可靠性函数为：优选地，所述步骤(3)具体步骤包括：(1)建立假设条件：假设(1)：测试产品从流程中抽样，选择二项分布作为底层分布；假设(2)测试单元是独立的，可在测试时间τ内进行I型截尾测试；假设(3)退化是连续可测的，可忽略增量空间；假设(4)双方风险是由抽样风险及退化建模的模型风险构成；根据上述假设，抽样风险为：i＝1....n，表示n个产品；对于每一个v有表示不同测量时间点，Ω(τ)代表产品在时间τ点的拟合风险，其中Dijk和分别为在k应力条件下第i个样本的第j个退化量的测量值和估计值；为退化量估计值的方差，为误差的估计值；c为试验可接受失败的数量；α0为生产方风险，α1为产品抽样风险，α2为产品的拟合风险；Pr为失效风险函数；r表示第r个失效产品；R(t；N)为t时刻产品在应力为N下的可靠度；M为产品样本数(2)复合风险既受抽样因素影响又受退化模型影响，即α＝α1+α2；设置加速验收试验设计原则：使得加速验收试验的试验方差最小，则在测试时间τ内进行恒定单应力验收试验，试验方差为：Var(Dt)＝μ(N)+σ2τ2N2；⑩故验收试验的优化模型为：NL＜N＜NH其中，α0为试验开始前双方定下的生产者风险最大值；其中，Var(Dt)为验收试验所有退化量的方差；NL为试验应力的下限；NH为试验应力的上限；待优化参数：Θ＝[N,M,c,τ]T，其中N为试验应力，τ为试验时间。优选地，所述步骤(4)具体步骤包括：(1)建立验收试验的目标函数和约束条件NL＜N＜NH其中：(2)对上述进行数值优化，可以得到抽样试验的应力(N)、样本量M、试验可接受失败的数量c、以及试验总时间长度τ；(3)试验可以按照步骤(2)所得参数的试验方案进行，若该批次中抽样M个样本，进行应力为N的加速退化试验，若在τ时间内没有失效，则表示该批次产品合格。本专利技术的有益效果为：本专利技术根据产品的加速退化试验的数据得到产品的可靠性函数，并根据可靠性函数，以加速验收试验的试验方差最小建立验收试验的优化模型和约束条件，并对优化模型的参数进行优化，得到加速验收试验的最优验收方案，解决了高可靠长寿命产品批次验收困难的问题。同时克服了基于保证试验时间的验收方案无法通过统计建模方法得到产品的失效参数的缺点。具体实施方式为了更好的理解本专利技术，下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明：一种基于加速退化数据的可靠性抽样试验方法包括以下步骤：(1)通过对产品进行加速试验得到产品的加速退化信息，记录加速退化试验的退化试验条件，并记录在不同测试时间点下的试验数据Di以及测试时间点Ti，其中i＝1，2，...，n，n为试验数据的数量；以智能电表为例，每年电网公司要对大量的智能电表进行采购，电能表到货以后，需要对智能电表进行抽样检测，检测内容包含基本误差、启动、潜动等多项电能表性能指标。本实施例利用加速震动试验对智能电表进行加速退化试验，并记录下18块智能电表日计时误差，智能电表编号BE1-BE18，如表1和表2所示：表1BE1-BE9智能电表计时误差明细表表2BE10-BE18智能电表计时误差明细表(2)通过上述得到的加速退化信息建立加速退化模型，得到产品的可靠性函数：1)假设产品的退化轨迹服从随机布朗运动其中，D0为初始退化值，为加速退化速率，σ为常值漂移量，B(t)为在时刻t的标准布朗运动B(t)～N(0,t)，Dt为在时刻t的退化值；得到产品的可靠性函数：其中，Df为产品失效的阀值；2)假设加速退化试验中的加速采用震动作为加速应力，则单应力条件下的Coffin-Manson加速关系为：其中，NS及N0分别为加速及常规环境下的震动频次，w为指数参数；从而有此处设定μ(N0)＝aN0+b，其中a,b为约定常数；则有：(3)由步骤(1)和步骤(2)根据极大似然估计法得到该批产品的可靠性函数为：其中，μ(N)＝(0.02N0+0.05)*(N/200)，σ＝0.5，Df＝5，D0＝0.5。有很多文献已经利用极大似然估计法从退化数据有如何求得该函数的方法，本专利技术不在此赘述，则对其利用Di(i＝1...n)，以及测试时间点Ti(i＝1...n)进行极大似然估计可以得到上述可靠性函数。(3)确定抽样试验的设计参数：1)建立假设条件：假设(1)：测试产品从流程中抽样，选择二项分布作为底层分布；假设(2)测试单元是独立的，可在测试时间τ内进行I型截尾测试；假设(3)退化是连续可测的，可忽略增量空间；假设(4)双方风险是由抽样风险及退化建模的模型风险构成；根据上述假设，抽样风险为：i＝1....n，表示n个产品；对于每一个v有表示不同测量时间点；，Ω(τ)代表产品在时间τ点的拟合风险，其中Dijk和分别为在k应力条件下第i个样本的第j个退化量的测量值本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于加速退化数据的可靠性抽样试验方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)通过对产品进行加速试验得到产品的加速退化信息，记录加速退化试验的退化试验条件，并记录在不同测试时间点下的试验数据Di以及测试时间点Ti，其中i＝1，2，...，n，n为试验数据的数量；(2)通过上述得到的加速退化信息建立加速退化模型，得到产品的可靠性函数；(3)确定抽样试验的设计参数；(4)根据步骤(1)‑步骤(3)的结果得到加速验收试验的试验参数，并对试验参数进行优化，得到加速试验应力、产品样本数、试验可接收失败的数量以及试验总时间长度。

【技术特征摘要】
1.一种基于加速退化数据的可靠性抽样试验方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)通过对产品进行加速试验得到产品的加速退化信息，记录加速退化试验的退化试验条件，并记录在不同测试时间点下的试验数据Di以及测试时间点Ti，其中i＝1，2，...，n，n为试验数据的数量；(2)通过上述得到的加速退化信息建立加速退化模型，得到产品的可靠性函数；(3)确定抽样试验的设计参数；(4)根据步骤(1)-步骤(3)的结果得到加速验收试验的试验参数，并对试验参数进行优化，得到加速试验应力、产品样本数、试验可接收失败的数量以及试验总时间长度。2.根据权利要求1所述的一种基于加速退化数据的可靠性抽样试验方法，其特征在于：所述步骤(2)具体步骤包括：(1)假设产品的退化轨迹服从随机布朗运动其中，D0为初始退化值，为加速退化速率，σ为常值漂移量，B(t)为在时刻t的标准布朗运动B(t)～N(0,t)，Dt为在时刻t的退化值；得到产品的可靠性函数：其中，Df为产品失效的阀值；(2)假设加速退化试验中的加速采用震动作为加速应力，则单应力条件下的Coffin-Manson加速关系为：其中，NS及N0分别为加速及常规环境下的震动频次，w为指数参数；从而有此处设定μ(N0)＝aN0+b，其中a,b为约定常数；则有：(3)由步骤(1)和步骤(2)根据极大似然估计法得到该批产品的可靠性函数为：3.根据权利要求1所述的一种基于加速退化数据的可靠性抽样试验方法，其特征在于：所述步骤(3)具体步骤包括：(1)建立假设条件：假设(1)：测试产品从流程中抽样，选择二项分布作为底层分布；假设(2)测试单元是独立的，可在测试时间τ内进行I型截尾测试；假设(3)退化是连续可测的，可忽略增量空间；假设(4)双方风险是由抽样风险及退化建模...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨舟，李刚，唐利涛，蒋雯倩，张智勇，何涌，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：广西,45