一种考虑产品分散性的退化机理辨识方法技术

一种考虑产品分散性的退化机理辨识方法，属于产品加速退化试验领域。该方法首先以Wiener过程为基础，建立考虑产品分散性的退化模型。其次，基于失效激活能不变法，分别建立产品退化机理相同和退化机理变化时对应的对数似然函数。然后，利用加速退化试验数据，应用极大似然估计方法得到上述对数似然函数对应的极大似然函数值。最后，基于似然比检验方法，建立退化机理辨识准测，给出退化机理辨识结果。该方法充分考虑产品退化过程的分散性，能够在已有退化数据的基础上，快速、准确地给出产品退化机理辨识结果。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑产品分散性的退化机理辨识方法
本专利技术属于产品加速退化试验领域，具体涉及一种考虑产品分散性的退化机理辨识方法。
技术介绍
随着科学技术的进步与发展，现有产品普遍具有高可靠、长寿命的特点。用户和厂家广泛采用加速退化试验方法，以期能够在短时间内预测产品寿命，评估产品可靠性。一个有效的加速退化试验需要保证产品在高应力下的退化机理与工作应力下的退化机理相同。为了解决传统退化机理辨识方法中存在的无法适用于新型产品、成本高等问题，研究人员提出了基于退化数据的退化机理辨识方法。然而，受到加工工艺的限制，批次产品间必然存在个体差异，产品的退化过程将呈现分布形式。为了便于推导和计算，现有基于退化数据的退化机理辨识方法均未考虑产品退化过程的分散性，导致辨识结果准确度低。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决在产品退化机理辨识过程中未考虑产品分散性所导致的辨识结果不准确的问题，提供一种考虑产品分散性的退化机理辨识方法，基于加速模型，在考虑产品分散性的情况下分别建立退化机理相同和退化机理变化的退化模型，结合已有的产品退化数据，利用似然比检验方法判断产品在各加速应力下的退化机理是否相同。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：一种考虑产品分散性的退化机理辨识方法，所述方法包括如下步骤：步骤一：根据所采用的加速退化试验方法，基于Wiener过程建立考虑产品分散性的退化模型；步骤二：基于Wiener过程的性质和失效激活能不变法，结合加速模型，分别建立产品退化机理相同和退化机理改变时对应的对数似然函数，并利用极大似然估计方法分别计算上述似然函数对应的对数极大似然函数值；步骤三：基于似然比检验方法，构建退化机理辨识准则；步骤四：基于步骤二计算的对数极大似然函数值，利用步骤三的退化机理辨识准则，判断产品的退化机理是否改变。本专利技术相对于现有技术的有益效果为：正确地应用分布形式描述了产品由于制造工艺而导致的个体间退化过程存在差异的现象，解决了批次产品分散性大时，传统退化机理辨识方法辨识准确率低的问题。附图说明图1为本专利技术的设计方法的基本流程图；图2为碳膜电阻恒定应力加速退化试验数据图；图3为实施例1(退化机理相同)下的CSADT中CID方法的退化机理辨识准确率对比图；图4为实施例1(退化机理相同)下的CSADT中NCID方法的退化机理辨识准确率对比图；图5为实施例2(退化机理改变)下的CSADT中CID方法的退化机理辨识准确率对比图；图6为实施例2(退化机理改变)下的CSADT中NCID方法的退化机理辨识准确率对比图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本专利技术技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本专利技术技术方案的范围，均应涵盖在本专利技术的保护范围中。具体实施方式一：本实施方式记载的是一种考虑产品分散性的退化机理辨识方法，所述方法包括如下步骤：步骤一：根据所采用的加速退化试验方法，基于Wiener过程建立考虑产品分散性的退化模型；步骤二：基于Wiener过程的性质和失效激活能不变法，结合加速模型，分别建立产品退化机理相同和退化机理改变时对应的对数似然函数，并利用极大似然估计方法分别计算上述似然函数对应的对数极大似然函数值；步骤三：基于似然比检验方法，构建退化机理辨识准则；步骤四：基于步骤二计算的对数极大似然函数值，利用步骤三的退化机理辨识准则，判断产品的退化机理是否改变。具体实施方式二：具体实施方式一所述的一种考虑产品分散性的退化机理辨识方法，步骤一中，所述基于Wiener过程建立考虑产品分散性的退化模型有两个，分别为：常用的加速退化试验方法主要有恒定应力加速退化试验方法CSADT和步进应力加速退化试验方法SSADT，本专利技术主要针对上述两种加速退化试验方法进行介绍；(1)CSADT退化模型假设一个温度CSADT中有L个加速应力，即S1＜S2＜…＜SL，加速应力Si，i＝1,2,…,L下的试验样本为ni，共有个试验样本，测试次数为ξi，试验时间为定义Yj(t|Si)为第j(j＝1,2,…,ni)个产品的CSADT退化模型；基于Wiener过程，CSADT退化模型为：Y(t|Si)＝λijt+σBW(t)(1)式中，λij为加速应力Si下第j个产品的漂移系数；Si为第i个加速应力水平；t为退化时间；σB为扩散系数；W(t)为标准布朗运动；产品由于加工工艺分散性的原因，个体间的退化轨迹并不互相平行，即退化速率存在分散性；本专利技术应用漂移系数λi描述产品间的分散性，并假定λi正态分布，即：(2)SSADT退化建模模型假设一个SSADT中有N个试验样本，L个加速应力，即S1＜S2＜…＜SL，到加速应力Si为止，i＝1,2,…,L，样本累积测试次数为ωi(ω0＝0)，当试验进行到时，加速应力由Si变为Si+1；定义Yj(t)为第j个产品的SSADT退化模型，j＝1,2,…,N；根据累积损伤原理和Wiener过程，产品的SSADT退化模型为：与CSADT退化模型类似，假设λij服从正态分布以表征产品的分散性。具体实施方式三：具体实施方式一所述的一种考虑产品分散性的退化机理辨识方法，步骤二中，基于失效激活能不变法，建立产品退化机理相同和退化机理改变时对应的对数似然函数：表1常用的加速模型形式令E表示失效激活能。当产品退化机理相同时，假设各加速应力下的失效激活能相等，即E＝E1＝E2＝…,EL；当产品退化机理改变时，假设各加速应力下的失效激活能不相等，在加速应力Si下的失效激活能为Ei。常用的加速模型如表1所示。不失一般性，本专利技术以阿伦尼乌斯模型为例进行说明。由于λij服从正态分布，因此假定加速模型的系数aj服从均值为μa，方差为的正态分布；因此退化机理相同和改变时的漂移系数λij分别满足：基于上述的失效激活能不变法，分别建立产品退化机理相同和退化机理改变时对应的对数似然函数。对于N个试验样本开展CSADT，令yijk表示第i(i＝1,2,…,L)个加速应力Si下第j(j＝1,2,…,ni)个样本在tk(k＝1,2,…,ξi)时测试的退化增量，则：(a)CSADT下产品退化机理相同时对应的对数似然函数式中，为：(b)CSADT下产品退化机理改变时对应的对数似然函数式中，为：对于N个试验样本开展SSADT，共测试ωL次，令yijk表示第i(i＝1,2,…,L)个加速应力Si下第j(j＝1,2,…,N)个样本在tk(k＝ωi-1+1,2,…,ωi,ωi表示在Si前测量数的总和，ω0＝0)时测试的退化增量，则：(c)SSADT下产品退化机理相同时对应的对数似然函数式中，为：(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种考虑产品分散性的退化机理辨识方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：/n步骤一：根据所采用的加速退化试验方法，基于Wiener过程建立考虑产品分散性的退化模型；/n步骤二：基于Wiener过程的性质和失效激活能不变法，结合加速模型，分别建立产品退化机理相同和退化机理改变时对应的对数似然函数，并利用极大似然估计方法分别计算上述似然函数对应的对数极大似然函数值；/n步骤三：基于似然比检验方法，构建退化机理辨识准则；/n步骤四：基于步骤二计算的对数极大似然函数值，利用步骤三的退化机理辨识准则，判断产品的退化机理是否改变。/n

【技术特征摘要】
1.一种考虑产品分散性的退化机理辨识方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
步骤一：根据所采用的加速退化试验方法，基于Wiener过程建立考虑产品分散性的退化模型；
步骤二：基于Wiener过程的性质和失效激活能不变法，结合加速模型，分别建立产品退化机理相同和退化机理改变时对应的对数似然函数，并利用极大似然估计方法分别计算上述似然函数对应的对数极大似然函数值；
步骤三：基于似然比检验方法，构建退化机理辨识准则；
步骤四：基于步骤二计算的对数极大似然函数值，利用步骤三的退化机理辨识准则，判断产品的退化机理是否改变。


2.根据权利要求1所述的一种考虑产品分散性的退化机理辨识方法，其特征在于：步骤一中，所述基于Wiener过程建立考虑产品分散性的退化模型有两个，分别为：
(1)CSADT退化模型
假设一个温度CSADT中有L个加速应力，即S1＜S2＜…＜SL，加速应力Si，i＝1,2,…,L下的试验样本为ni，共有个试验样本，测试次数为ξi，试验时间为tξi；定义Yj(t|Si)为第j(j＝1,2,…,ni)个产品的CSADT退化模型；基于Wiener过程，CSADT退化模型为：
Y(t|Si)＝λijt+σBW(t)(1)
式中，λij为加速应力Si下第j个产品的漂移系数；Si为第i个加速应力水平；t为退化时间；σB为扩散系数；W(t)为标准布朗运动；
应用漂移系数λi描述产品间的分散性，并假定λi正态分布，即：



(2)SSADT退化建模模型
假设一个SSADT中有N个试验样本，L个加速应力，即S1＜S2＜…＜SL，到加速应力Si为止，i＝1,2,…,L，样本累积测试次数为ωi(ω0＝0)，当试验进行到tωi时，加速应力由Si变为Si+1；定义Yj(t)为第j个产品的SSADT退化模型，j＝1,2,…,N；根据累积损伤原理和Wiener过程，产品的SSADT退化模型为：



与CSADT退化模型类似，假设λij服从正态分布以表征产品的分散性。


3.根据权利要求1所述的一种考虑产品分散性的退化机理辨识方法，其特征在于：步骤二中，基于失效激活能不变法，建立产品退化机理相同和退化机理改变时对应...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈岑，郑博恺，翟国富，叶雪荣，张东，杨赟，杜俊亮，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23