一种基于多源数据融合的可靠性评估方法技术

本发明专利技术公开了一种基于多源数据融合的可靠性评估方法，从分布于产品研制各阶段的多源试验数据及相似产品的多源历史试验数据出发，引入时间环境折合因子，解决了试验数据变环境的问题，引入可靠性增长模型，解决了样本数据变母体的问题，融合相似历史产品的研制阶段所生成的可靠性数据，解决了小样本系统可靠性评估问题，用VE

【技术实现步骤摘要】
一种基于多源数据融合的可靠性评估方法


本专利技术属于试验统计
，具体涉及一种可靠性评估技术。

技术介绍

可靠性是产品在规定的时间和条件下完成规定功能的能力，这种能力的表示通常归结于一个概率值。随着可靠性工作的深入开展，可靠性数据分析工作越来越显示出其重要的价值和作用。可靠性信息是多源的，其多源主要体现在两个方面：第一，在产品生命周期的不同寿命阶段均存在着可靠性信息；第二，产品某阶段的可靠性信息通常又来自于不同的信息源，如数据库、不同类别的可靠性试验等。对于复杂系统的可靠性评估，受到投试样品设备和时间的限制，开展大样本试验困难。因此，小子样的可靠性评估，是产品研制过程中需要解决的问题。现有的系统可靠性评估采用经典统计分析方法，一般要求统计样本信息完整，所需样本量较大，且统计样本要求同环境同母体，因此，许多在产品研制不同阶段产生的异环境异母体多源数据不能有效地利用。复杂系统的可靠性评估受到投试样品设备成本、时间的限制，开展大样本试验困难，因此，小子样的系统可靠性评估是产品研制过程中需要解决的问题。电子产品的研制过程具有阶段性，不同研制阶段对产品所作的各种试验，其环境条件是不同的，产生的试验数据呈现变环境的特征。同时，各研制阶段的产品状态不断调整和优化，产品的性能和可靠性也不断改进，又呈现出变母体的特征。此外，复杂系统的研制一般与产品有一定的继承性或相似性，故相似产品在研发阶段所生成的可靠性数据也可向目标产品可靠性评估提供可用数据。综合分布于产品研制不同阶段的变环境变母体数据和相似产品的可靠性信息，可以向评估产品可靠性提供有用的信息，在一定程度上扩充信息样本，解决小样本系统可靠性评估问题。目前评估复杂电子系统的可靠性主要采取的方法：一是开展可靠性验证试验，通过数理统计方法，如GJB899A中的试验统计方案，得到产品的可靠性估计值；二是可靠性增长试验；三是采用金字塔法，通过系统下层次产品的可靠性验证试验数据评估系统的可靠性。三种方法需要开展大量的可靠性试验，投入大量的人力物力，并且试验时间长，延长了产品的研制周期，对当前电子系统研发管理中的进度和成本带来了极大的困扰。

技术实现思路

本专利技术为了解决现有技术存在的问题，提出了一种基于多源数据融合的可靠性评估方法，实现了复杂电子系统的小子样可靠性综合评估，采用了以下技术方案。根据可靠性增长模型的基础理论，选取变母体变环境的试验数据，包括产品情况、试验项目、试验顺序、试验时间、故障点次序和故障点时间，试验数据按照产品编号、试验项目序号、试验时间、故障点次序和故障点时间归纳整理。
选择VE
‑
AMSAA构建可靠性评估模型，引入时间环境折合系数，将不同试验环境的数据折合成标准环境的数据，估算模型参数，评估产品的可靠性特征量。特别的，产品情况包括同类产品或相似产品，因为AMSAA模型评估可靠性增长时，不同产品保持相同或相似的可靠性变化规律，是保证结果准确的重要条件；试验项目和试验顺序在多组产品数据保持统一，因为多组数据进行模型拟合，不同产品在试验内容和顺序的统一，是为了保证一致的可靠性变化规律；试验时间与故障点次序准确记录，因为时间数据是表征可靠性变化的最主要手段，也是可靠性评估的依据；数据来源的背景一致，为了多源数据融合处理时的一致性，数据采样的方式方法和精度需要一致。特别的，评估步骤包括：步骤1输入试验数据，用预设的时间环境折合系数k计算原始数据，得到折合数据；步骤2采用工程法或优化法，根据折合数据计算时间环境折合系数，在满足拟合优度和增长趋势离散系数指标最小的情况下，检验可靠性增长趋势与拟合优度；步骤3计算可靠性增长趋势检验统计量，检验折合数据的增长趋势，要求增长趋势检验统计量小于增长趋势检验统计量临界值，使数据不呈现负增长趋势；步骤4计算VE
‑
AMSAA模型尺度参数与形状参数；步骤5拟合优度检验，确定数据符合VE
‑
AMSAA模型，计算拟合优度检验统计量，要求拟合优度检验统计量小于拟合优度检验统计量临界值，使拟合数据符合模型；步骤6由计算得到的时间环境折合系数、尺度参数与形状参数，计算产品的MTBF估计值。进一步的，步骤1中：设试验数据中有p个(p≥2)同类或相似产品在研制阶段共经历了m
i
个(m
i
≥2)试验项目，同时与各试验项目相对应有一组假设的时间环境折合系数
产品i在研制阶段发生的总故障数为n
i
，T
i(j
‑
1)
、T
ij
分别表示产品i的第j个试验项目的起止时间点，TT
i(j
‑
1)
、TT
ij
为产品i的第j个试验折合后的试验起止时间点，产品i落在某个试验项目内的第q次故障的累计试验时间为t
ijq
(i＝1，2，...，p；j＝1，2，...，m
i
；q＝1，2，...，n
i
)，折合后的累计试验时间为tt
ijq
，在[0，tt
ijq
]内产品所生成的故障数N(tt
ijq
)为随机变量，服从均值为强度函数为的非齐次泊松过程；设公式其中tt
ijq
代表产品i的第j个试验中第q次经过折合计算后的累计试验时间，a代表模型尺度参数，b代表模型形状参数，求解产品i在研制阶段在第j个试验中发生第q次故障的折合后的累计试验时间，用tt
ijq
表示；设公式其中T
i(j
‑
1)
、T
ij
表示产品i的第j个试验项目的起止时间点，t
ijq
表示产品i的第j个试验中第q次故障的累计试验时间，T
i(j
‑
1)
≤t
ijq
≤T
ij
，tt
ijq
表示产品i的第j个试验中第q次故障经过折合计算后的累计试验时间，T
i0
表示产品i在整个研制阶段折合后的起始节点，k
ij
表示产品i的第j个试验的时间环境折合系数。表示产品i的第j个试验的时间环境折合系数。AMSAA模型加入时间环境折合系数后，得到的折合试验数据，适用于变母体变环境数据，具有AMSAA模型大多数优点，但是时间环境折合系数未知，还不能得出可靠性评估结论。进一步的，步骤2中：假设同类或相似产品的相同试验有相同或相近的时间环境折
合系数，这个假设主要是建立在认为对于相同或相似产品而言，它们的可靠性变化规律相同或相似；假设同类产品在具有相同环境应力的不同试验阶段的时间环境折合系数相同，这个假设建立在对于时间环境折合系数而言，环境应力的不同会影响可靠性的变化规律。模型中的时间环境折合系数表示的是试验环境与使用环境之间的相对值，将产品外场实际使用环境定义为标准环境，其时间环境折合系数取为1，对于其它环境，时间环境折合系数越小，表示其相对于实际使用环境要恶劣，反之要宽松。先工程分析时间环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多源数据融合的可靠性评估方法，其特征在于，包括：根据可靠性增长模型的基础理论，选取变母体变环境的试验数据，包括产品情况、试验项目、试验顺序、试验时间、故障点次序和故障点时间；产品情况包括同类产品或相似产品，试验项目和试验顺序在多组产品数据保持统一，试验时间与故障点次序准确记录，数据来源的背景一致，试验数据按照产品编号、试验项目序号、试验时间、故障点次序和故障点时间归纳整理；选择VE
‑
AMSAA构建可靠性评估模型，引入时间环境折合系数，将不同试验环境的数据折合成标准环境的数据，估算模型参数，评估产品的可靠性特征量。2.根据权利要求1所述的基于多源数据融合的可靠性评估方法，其特征在于，还包括：步骤1输入试验数据，用预设的时间环境折合系数k计算原始数据，得到折合数据；步骤2采用工程法或优化法，根据折合数据计算时间环境折合系数，在满足拟合优度和增长趋势离散系数指标最小的情况下，检验可靠性增长趋势与拟合优度；步骤3计算可靠性增长趋势检验统计量，检验折合数据的增长趋势，要求增长趋势检验统计量小于增长趋势检验统计量临界值，使数据不呈现负增长趋势；步骤4计算VE
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AMSAA模型尺度参数与形状参数；步骤5拟合优度检验，确定数据符合VE
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AMSAA模型，计算拟合优度检验统计量，要求拟合优度检验统计量小于拟合优度检验统计量临界值，使拟合数据符合模型；步骤6由计算得到的时间环境折合系数、尺度参数与形状参数，计算产品的MTBF估计值。3.根据权利要求2所述的基于多源数据融合的可靠性评估方法，其特征在于，所述步骤1，包括：设试验数据中有p个(p≥2)同类或相似产品在研制阶段共经历了m
i
个(m
i
≥2)试验
项目，同时与各试验项目相对应有一组假设的时间环境折合系数产品i在研制阶段发生的总故障数为n
i
，T
i(j
‑
1)
、T
ij
分别表示产品i的第j个试验项目的起止时间点，TT
i(j
‑
1)
、TT
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为产品i的第j个试验折合后的试验起止时间点，产品i落在某个试验项目内的第q次故障的累计试验时间为t
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(i＝1，2，...，p；j＝1，2，...，m
i
；q＝1，2，...，n
i
)，折合后的累计试验时间为tt
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，在[0，tt
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]内产品所生成的故障数N(tt
ijq
)为随机变量，服从均值为强度函数为的非齐次泊松过程；设公式其中tt
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代表产品i的第j个试验中第q次经过折合计算后的累计试验时间，a代表模型尺度参数，b代表模型形状参数，求解产品i在研制阶段在第j个试验中发生第q次故障的折合后的累计试验时间，用tt
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表示；设公式其中T
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1)
、T
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表示产品i的第j个试验项目的起止时间点，t
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表示产品i的第j个试验中第q次故障的累计试验时间，T
i(j
‑
1)
≤t
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≤T
ij
，tt
ijq
表示产品i的第j个试验中第q次故障经过折合计算后的累计试验时间，T
i0
表示产品i在整个研制阶段折合后的起始节点，k
ij
表示产品i的第j个试验的时间环境折合系数；表示产品i的第j个试验的时间环境折合系数；将时间环境折合系数加入AMSAA模型，得到的折合试验数据，适用于变母体变环境数据。
4.根据权利要求2所述的基于多源数据融合的可靠性评估方法，其特征在于，所述步骤2，包括：假设同类或相似产品的相同试验有相同或相近的时间环境折合系数、同类产品在具有相同环境应力的不同试验阶段的时间环境折合系数相同，用时间环境折合系数表示试验环境与使用环境之间的相对值，将产品外场实际使用环境定义为标准环境，其时间环境折合系数取为1，对于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宏，孙强，王宇歆，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十四研究所，
类型：发明
国别省市：