一种基于模糊层次分析法的系统加速验证试验方法技术方案

本发明专利技术提供一种基于模糊层次分析法的系统加速验证试验方法，包括以下步骤：采用模糊层次分析法，将待验证的系统任务可靠性总指标R自上而下按功能、结构、机理、应力等四层次分解，确定总指标R与各应力关系；得到总指标R按应力类型分配权重；得到总指标R按应力类型分配的可靠度；确定加速试验剖面、统计试验方案和总加速因子，对系统开展不同应力类型的环境试验。本发明专利技术提供的基于模糊层次分析法的系统加速验证试验方法具有以下优点：采用“数理统计+故障物理”的方法，以易于开展的环境试验解决复杂系统可靠性指标验证难题，具有试验时间短、成本低以及样本量小的优点，并给出试验设计方法，从而能够快速确定试验方案，验证系统可靠性指标。

【技术实现步骤摘要】
一种基于模糊层次分析法的系统加速验证试验方法
本专利技术属于系统加速验证试验
，具体涉及一种基于模糊层次分析法的系统加速验证试验方法。
技术介绍
可靠性验证试验(Reliabilitydemonstrationtest,RDT)通过数理统计的方法验证产品失效率、平均故障间隔时间(meantimetofailure,MTBF)等寿命、可靠性参数是否达到规定要求，其目的在于使订购方能够拿到合格的产品，同时承制方也能了解产品的寿命与可靠性，一般采用真实应力条件，其试验时间主要取决于待验证的可靠性水平和选用的统计试验方案，在GJB899A-2009“可靠性鉴定与验收试验”中给出了各类可靠性验证试验统计试验方案。在航空航天领域等大多数工程应用场合，系统级产品通常逐一采用典型温度、振动等单项环境试验替代实际综合应力可靠性试验，开展鉴定、验收试验，对产品指标进行保守验证，得出“通过与否”的定性结论，仅对关键重要的寿命敏感部组件开展寿命评估试验。为了节约时间与成本，通常采用“数理统计+故障物理”的可靠性加速验证试验(Reliabilityacce本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于模糊层次分析法的系统加速验证试验方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1，确定系统任务可靠性总指标R；/n步骤2，采用模糊层次分析法，将影响系统任务可靠性总指标R的影响因素自上而下按层次分解，建立四层次结构模型；其中，四层次结构模型的第一层为功能层，所述功能层为系统任务可靠性总指标R；第二层为结构层，由组成系统的M个单元组成，设为S＝{S

【技术特征摘要】
1.一种基于模糊层次分析法的系统加速验证试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，确定系统任务可靠性总指标R；
步骤2，采用模糊层次分析法，将影响系统任务可靠性总指标R的影响因素自上而下按层次分解，建立四层次结构模型；其中，四层次结构模型的第一层为功能层，所述功能层为系统任务可靠性总指标R；第二层为结构层，由组成系统的M个单元组成，设为S＝{S1,S2,…SM}，其中，分别S1为第1单元,S2为第2单元,…,SM为第M单元；M为单元个数；第三层为机理层，由N个失效模式组成，分别为第1失效模式,第2失效模式,…,第N失效模式；第四层为应力层，由I个影响系统任务可靠性的应力组成，分别为第1应力,第2应力,…,第I应力；
步骤3，对于每个第i单元Si，采用模糊分配法得到第i单元Si的单元分配权重ωi；其中，i＝1,2,…,M；
步骤4，对于每个第i单元Si，通过三标度层次分析法得到第i单元Si与任意的第j应力之间的权重γij；其中，j＝1,2,…,I；
步骤5，采用下式，计算得到系统任务可靠性总指标R按应力类型分配权重：
ηij＝ωiγij(1)
其中：ηij为系统任务可靠性总指标R对影响第i单元Si可靠度的第j应力的分配权重；
假设共有I个影响第i单元Si可靠度的应力，因此，可计算得到I个分配权重；采用下式，对系统任务可靠性总指标R对影响第i单元Si可靠度的第j应力的分配权重ηij进行归一化，得到系统任务可靠性总指标R对影响第i单元Si可靠度的第j应力的归一化分配权重wij：



步骤6，采用下式，计算得到系统任务可靠性总指标R按应力类型分配的可靠度：



其中：
R为系统任务可靠性总指标；
Rj为系统任务可靠性总指标R对影响系统可靠度的第j应力的分配可靠度；
步骤7，确定加速试验剖面，方法为：
步骤7.1，确定系统寿命剖面；根据寿命剖面，得到任务剖面；再根据任务剖面，得到环境剖面；
步骤7.2，根据应力强度干涉模型，基于累积损伤准则确定第j应力对应的放大倍数Kj；



步骤7.3，考虑试验可行性，根据试验设备能力以及由强化试验或历史经验确定的产品应力极限，确定加速试验拟采用的应力类型和加速应力范围；根据应力类型，确定加速模型；再根据加速模型和加速应力范围，得到第j应力对应的加速因子Aj；
步骤7.4，根据步骤7.1确定的环境剖面，得到初始试验剖面，第j应力的试验时间tj，根据下式得到加速试验条件下第j应力的等效总试验时间tj_A：



确定加速试验条件下第j应力的等效总试验时间tj_A，便确定了加速试验剖面；
步骤8，根据生产方、使用方风险，以及鉴别比，获得统计试验方案，包括：确定定时、定数或序贯截尾抽验方案，总试验时间以及判决规则；
步骤9，确定总加速因子，方法为：
步骤9.1，根据步骤7.3确定的第j应力对应的加速因子Aj，得到第i单元Si的第n失效模式发生时，第j应力对应的加速因子Ainj；然后，采用下式，得到各种应力综合作用下，第i单元Si的第n失效模式发生时的加速因子Ain：



步骤9.2，采用下式计算得到总的等效加速因子ATest为：



式中：
λin为第i单元Si的第n失效模式发生时的参考失效率；其中，λin直接参考历史相似单元数据或查找标准获得；
λ为实际使用条件下的系统失效率；根据系统任务可靠性总指标R直接转化得到；
步骤10，结合步骤7确定的加速试验剖面，步骤8确定的统计试验方案以及步骤9确定的总加速因子，得到系统加速验证试验方案；采用所述系统加速验证试验方案，在不同类型应力下对系统进行加速试验，如果系统顺利通过各类型应力加速试验，没有发生异常，则表明系统任务可靠度符合要求。


2.根据权利要求1所述的基于模糊层次分析法的系统加速验证试验方法，其特征在于，步骤3具体为：
步骤3.1，确定影响第i单元Si可靠度的类影响因素，组成类因素集U＝{U1,U2,...,Uz}；其中，U1为第1个类因素，U2为第2个类因素；Uz为第z个类因素；z为类因素总数量；
步骤3.2，对于每个类因素，进一步细分为若干个子因素，由此得到z个子因素集，分别为：U1＝{u11,u12,...,u1c1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏，李桃，秦泰春，吕从民，
申请(专利权)人：中国科学院空间应用工程与技术中心，
类型：发明
国别省市：北京;11