一种预测元器件失效时间的方法技术

本发明专利技术公开了一种预测元器件失效时间的方法，该方法的步骤如下：步骤S01：通过加速老化试验得到所述元器件的失效时间；步骤S02：计算在所述元器件的估计失效时间的统计学估值；步骤S03：构建加速失效模型；步骤S04：以步骤S01中的所述加速老化试验中的失效时间验证所述加速失效模型以得到实际加速失效模型；步骤S05：在恒定应力水平下，调用计算机仿真检测系统对元器件的可靠性进行分析，或调用视觉检测系统对元器件可靠性进行分析。

【技术实现步骤摘要】
一种预测元器件失效时间的方法
本专利技术涉及元器件寿命预测领域，具体为一种预测元器件失效时间的方法。
技术介绍
由于科学、工业技术的快速提升，使机械行业朝着严密化、精密化实现快速发展，如果在较为精密的视觉检测系统中不具有较好的稳定性，将有一定的概率会在实验中或者工作中出现故障时会导致更多更大的经济损失和名誉上的影响，所以能够采用具有较高稳定性或可靠性的视觉检测系统将会对实际生产有不可缺少的作用。目前，国内大部分缺陷检测都还停留在人工检测的现状，所耗费的人力物力是极大的，如果能够让视觉检测系统稳定运行、正常工作，将能够给视觉检测带来更加强大的竞争力，也就能够为企业产生更多的效益。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，一种预测元器件失效时间的方法，该方法的步骤如下：步骤S01：通过加速老化试验得到所述元器件的失效时间；步骤S02：计算在所述元器件的估计失效时间的统计学估值；步骤S03：构建加速失效模型；步骤S04：以步骤S01中的所述加速老化试验中的失效时间验证所述加速失效模型以得到实际加速失效模型；步骤S05：在恒定应力水平下，调用计算机仿真检测系统对元器件的可靠性进行分析，或调用视觉检测系统对元器件可靠性进行分析。优选地，所述方法包括：理想情况1：在温度应力水平Si[i＝0,1,2,3...k]下，元器件的失效数据服从于对数正态分布、贝叶斯分布；理想情况2：在温度应力水平Si[i＝0,1,2,3...k]下，第一参数σk相等，即：σ0＝σ1＝...＝σk≈σ；理想情况3：第二参数μi与温度应力水平Si满足如下的加速模型，即：μi＝a+bψ(Si)，(i＝0,1,...,k)；式中，第二参数μi为元器件失效值函数；ψ(Si)是温度应力水平函数；a、b是待估参数。优选地，验证所述理想情况1的具体过程为：步骤S021：设定元器件温度值范围为40℃-100℃，选取间隔相同的六个温度值；步骤S022：在选取的所述六个温度值下通电使元器件正常工作；步骤S023：当元器件发生失效时工作停止并记录失效时间，其余正常工作的元器件继续工作并等待至1000小时截止，记录所述元器件的失效时间和失效元器件数量；步骤S024：以所述失效时间来计算相关值R，公式如下：式中，xi为各温度值下的所述失效时间，m为试验中第m个发生失效的元器件，yi为元器件的失效时间的对数值，计算公式为yi＝lnt，为对失效时间的对数值的均值，为所述失效时间的均值；步骤S025：判断|R|是否大于Ra，Ra为相关值临界值，若|R|大于Ra即验证所述理想情况1成立。优选地，验证所述理想情况2的具体过程为：步骤S031：根据最优线性无偏估计公式，计算所述统计估计值包括失效时间均值估计值和方差的估计值步骤S032：B2、C的巴特列特计算公式如下：其中，为的方差系数，n为试验中的元器件数量，r是试验中第r个发生失效的元器件，r<n；k为皮尔逊检验法的自由度；步骤S033：判断B2/C的值，若即验证所述理想情况2成立，其中Xa2为皮尔逊分布值。优选地，所述最优线性无偏估计公式为：式中，和分别为所述方差和所述均值，C、D为无偏系数，n为试验中的元器件数量，r是试验中第r个发生失效的元器件，r<n，j是元器件失效时间的顺序编号。优选地，所述验证理想情况3的具体过程为：步骤S041：利用所述失效时间进行阿伦尼斯模型验证，得到相关值r，所述相关值r的计算公式：其中，z表示衡量线性相关的系数，lxx为失效时间的方差系数与lyy为元器件失效时间的对数值的方差系数，lxy为失效时间和元器件失效时间的对数值的协方差，k为试验次数。步骤S042：判断|z|是否大于ra，若|z|大于ra即验证所述理想情况3成立。优选地，所述理想情况3中的a，b数值的计算公式如下：a＝μi-bψ(Si)式中，xi为元器件失效时间，yi为失效时顺序值，m为试验次数。优选地，所述调用视觉检测系统包括：获取所述失效时间的均值估计值和方差的估计值通过可靠性计算公式计算元器件可靠性，公式为：式中，R(t)为可靠度函数，即所述元器件不发生失效的概率；F(t)为累积失效概率函数，t为失效时间，u为均值估计值，σ为方差估计值；通过失效率函数计算元器件失效率，公式为：式中，λ(t)为失效率函数；f(t)为失效概率密度函数。优选地，所述调用计算机仿真检测系统包括：调用所述计算机仿真检测系统中的数据抓取模块获取所述失效时间的均值估计值和方差的估计值通过所述计算机仿真检测系统可靠性算法计算元器件可靠性，可靠性算法为：式中，R(t)为可靠度函数，即所述元器件不发生失效的概率；F(t)为累积失效概率函数，t为失效时间，u为均值估计值，σ为方差估计值；通过所述计算机仿真检测系统失效率算法计算元器件失效率，失效率算法为：式中，λ(t)为失效率算法；f(t)为失效概率密度函数。附图说明图1是本专利技术实施例的整体流程示意图；图2是本专利技术实施例中的恒定温度应力水平下的试验数据；图3是本专利技术的最优线性无偏估计系数表；图4是本专利技术实施例中的均值和方差随温度变化趋势图；图5是本专利技术实施例中的各温度应力水平下的可靠度和失效率。具体实施方式现在将参照若干示例性实施例来论述本专利技术的内容。应当理解，论述了这些实施例仅是为了使得本领域普通技术人员能够更好地理解且因此实现本专利技术的内容，而不是暗示对本专利技术的范围的任何限制。如本文中所使用的，术语“包括”及其变体要被解读为意味着“包括但不限于”的开放式术语。术语“基于”要被解读为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”和“一种实施例”要被解读为“至少一个实施例”。术语“另一个实施例”要被解读为“至少一个其他实施例”。根据本专利技术的一个实施例：基于正态分布下视觉检测元器件寿命预测方法所包括的步骤如下：步骤1：以温度为加速应力进行加速老化试验，使元器件发生快速失效；设定元器件温度值范围为40℃-100℃，选取间隔相同的六个温度值；在选取的所述六个温度值下通电使元器件正常工作；当元器件发生失效时工作停止并记录失效时间，其余正常工作的元器件继续工作并等待至1000小时时截止，记录所述元器件的失效时间和失效元器件数量；步骤2：能否利用加速老化试验进行元器件寿命评估的试验，必须得先满足加速老化试验的前提条件，即提出了3个基本理想情况：理想情况1：在温度应力水平Si[i＝0,1,2,3...k]下，元器件的寿命服从于正态分布；理想情况2：在温度应力水平Si[i＝0,1,2,3...k]下，形状参数σk相等，即：σ0＝σ1＝...＝σk≈σ；理想情况3：第二参数μi与温度应力水平Si满足如下的加速模型，即：μi＝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预测元器件失效时间的方法，其特征在于，包括：/n步骤S01：通过加速老化试验得到所述元器件的失效时间；/n步骤S02：计算在所述元器件的估计失效时间的统计学估值；/n步骤S03：构建加速失效模型；/n步骤S04：以步骤S01中的所述加速老化试验中的失效时间验证所述加速失效模型以得到实际加速失效模型；/n步骤S05：在恒定应力水平下，调用计算机仿真检测系统对元器件的可靠性进行分析，或调用视觉检测系统对元器件可靠性进行分析。/n

【技术特征摘要】
1.一种预测元器件失效时间的方法，其特征在于，包括：
步骤S01：通过加速老化试验得到所述元器件的失效时间；
步骤S02：计算在所述元器件的估计失效时间的统计学估值；
步骤S03：构建加速失效模型；
步骤S04：以步骤S01中的所述加速老化试验中的失效时间验证所述加速失效模型以得到实际加速失效模型；
步骤S05：在恒定应力水平下，调用计算机仿真检测系统对元器件的可靠性进行分析，或调用视觉检测系统对元器件可靠性进行分析。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括：
理想情况1：在温度应力水平Si[i＝0,1,2,3...k]下，元器件的失效数据服从于对数正态分布、贝叶斯分布；
理想情况2：在温度应力水平Si[i＝0,1,2,3...k]下，第一参数σk相等，即：
σ0＝σ1＝...＝σk≈σ；
理想情况3：第二参数μi与温度应力水平Si满足如下的加速模型，即：
μi＝a+bψ(Si)，(i＝0,1,...,k)
式中，第二参数μi为元器件失效值函数；ψ(Si)是温度应力水平函数；a、b是待估参数。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，验证所述理想情况1的具体过程为：
步骤S021：设定元器件温度值范围为40℃-100℃，选取间隔相同的六个温度值；
步骤S022：在选取的所述六个温度值下通电使元器件正常工作；
步骤S023：当元器件发生失效时工作停止并记录失效时间，其余正常工作的元器件继续工作并等待至1000小时截止，记录所述元器件的失效时间和失效元器件数量；
步骤S024：以所述失效时间来计算相关值R，公式如下：






式中，xi为各温度值下的所述失效时间，m为试验中第m个发生失效的元器件，yi为元器件的失效时间的对数值，计算公式为yi＝lnt，为对失效时间的对数值的均值，为所述失效时间的均值；
步骤S025：判断|R|是否大于Ra，Ra为相关值临界值，若|R|大于Ra即验证所述理想情况1成立。


4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，验证所述理想情况2的具体过程为：
步骤S031：根据最优线性无偏估计公式，计算所述统计估计值包括失效时间均值估计值和方差的估计值
步骤S032：B2、C的巴特列特计算公式如下：






其中，为的方差系数，k为皮尔逊检验法的自由度，n为试验中的元器件数量，r是试验中第r个发生失效的元器件，r<n；
步骤S033：判断B2/...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺福强，刘浩，李荣隆，张明月，李思佳，何昊，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：贵州;52