航天产品科研样机数量计算方法技术

本发明专利技术公开了航天产品科研样机数量计算方法，包括以下方法步骤S1：根据结果的置信度、功能定位通过可靠性评估模型计算出所需要的样机数量的理论值；步骤S2：将成熟度(继承性)、试验的等效性等验前信息转化为验前子样数量；步骤S3：通过验前信息代替部分理论样机数量，计算出样机的试验数量；步骤S4：通过考虑试验成本、研制流程、产品规模等制约性因素最终确定所需科研样机数量；步骤S5：科研样机数量需求计算示范算例编写。本方法通过Bootstrap方法的基本思想，通过验前信息的这个概念在传统统计学方法的基础上缩减样机数量从而达到保证可靠性的情况下减少试验样本量。证可靠性的情况下减少试验样本量。证可靠性的情况下减少试验样本量。

【技术实现步骤摘要】
航天产品科研样机数量计算方法


[0001]本专利技术涉及样机数量计算方法
，更具体地说，本专利技术涉及航天产品科研样机数量计算方法。

技术介绍

[0002]我国航天事业经过数十年的发展，已经取得了骄人的成绩，一批重大型号(如北斗导航卫星、载人航天工程三期和探月工程三期等)任务圆满完成，现役运载火箭可靠性稳步提升，各类卫星应用领域也不断拓展，我国已成为航天大国。
[0003]随着航天事业的迅速发展，我国航天开始了由单星单箭到多星多箭，由几年发射一颗到一年发射几颗、十几颗、几十颗卫星的转变，高密度发射、批量化生产成为一种常态，航天产品越来越多，科研生产任务越来越重，风险控制越来越难，型号带隐患上天的情况时有发生。
[0004]目前大部分科研单位在确定试验样本数量的时候主要根据两个因素：一是技术指标覆盖率，也就是说需要多少台样机才可以验证所有技术指标的边界条件，二是可靠度和置信度指标。
[0005]技术指标覆盖率属于推算指标，各弹药研制单位可以根据产品技术指标情况推算出需要多少台样机。可靠度和置信度指标根据GB/T 4087
‑
2009《数据的统计处理和解释二项分布可靠度单侧置信下限》标准的规定。
[0006]在该标准中，可靠度单侧置信下限的计算公式如下：
[0007]假设样本大小为n，失败数f，在置信度γ下，可靠度R的单侧置信下限RL按以下公式计算：
[0008][0009][0010][0011]f＝0，R
L
＝0
[0012]γ、n和f的取值范围如下：
[0013]γ＝0.50(0.10)0.90,0.95,0.99
[0014]n＝1(1)70(5)100(10)140(20)200(50)1000
[0015]f＝0(1)20
[0016]上述两个指标都是从弹药研制单位自身角度出发考虑的，弹药产品交付给总体单位配套后还需进行系统测试，系统产品验证所有的边界条件需要的样本数量可能会超出弹药研制单位计算的样本数量，所以，样本数量要综合考虑上一级产品需求。
[0017]航天产品具有“小子样”、“高可靠”的特点，在全寿命周期内经历的工作阶段多、各阶段技术状态各不相同但具有一定的继承性，并且当前航天产品尤其是卫星不需要进行批
量生产，一些成熟的统计学方法已不适用于这种小子样的情况，对于传统的抽检一定量的试验样本保证产品的置信度是不同的。可以通过本计算产品正式投产前需进行试验验证的样本数量，也就是说，产品需要多少个试验样本可以证明该产品的功能性能等各项指标达到了研制任务书或技术要求，具备飞行条件，可进行批量生产。
[0018]因此我们提出了航天产品科研样机数量计算方法来解决上述问题。

技术实现思路

[0019]为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术的实施例提供航天产品科研样机数量计算方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0020]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：航天产品科研样机数量计算方法，包括以下方法：
[0021]步骤S1：根据结果的置信度、功能定位通过可靠性评估模型计算出所需要的样机数量的理论值；
[0022]步骤S2：将成熟度(继承性)、试验的等效性等验前信息转化为验前子样数量；
[0023]步骤S3：通过验前信息代替部分理论样机数量，计算出样机的试验数量；
[0024]步骤S4：通过考虑试验成本、研制流程、产品规模等制约性因素最终确定所需科研样机数量；
[0025]步骤S5：科研样机数量需求计算示范算例编写。
[0026]本方法通过Bootstrap方法的基本思想，通过验前信息的这个概念在传统统计学方法的基础上缩减样机数量从而达到保证可靠性的情况下减少试验样本量。
[0027]在一个优选地实施方式中，步骤S1中，针对不同类型的数据，通过分别给出的可靠性参数的置信下(上)限，进一步求解样本数量规模。
[0028]在一个优选地实施方式中，步骤S1中，不同类型的数据包括定时截尾情形和定数截尾情形。
[0029]在一个优选地实施方式中，步骤S1中，功能定位与科研样机数量的关系中，项目组按照单机的重要程度将单机划分为关键、重要和一般三个等级；
[0030]单机重要程度系数用F表示，关键单机、重要单机和一般单机分别用F1、F2和F3表示，重要程度系数与置信度挂钩，单机越重要，置信度取值越高，对应所需的科研样机需求数量也越多。
[0031]在一个优选地实施方式中，步骤S2中，产品的成熟度(继承性)越高，被折算的科研样机数量越多，所需的样机数量越少。
[0032]在一个优选地实施方式中，步骤S3中，关于验前信息的预处理，在Bootstrap方法中应用验前信息的前提是验前信息能够反映性能参数的统计特性，即要求验前信息与现场试验信息近似服从同一总体，这就需要对验前信息和现场试验信息进行相容性检验。
[0033]在一个优选地实施方式中，步骤S3中，常见的相容性检验方法有参数检验法(要求总体分布形式已知)、秩和检验法及KS检验法等；
[0034]在存在多个验前信息源的情况下，应分别将各类子样与现场子样进行相容性检验，从而确定出哪种信息源数据可以利用。
[0035]在一个优选地实施方式中，步骤S4中，试验成本与科研样机数量的关系中试验成
本与样机数量息息相关，样机数量越多，可靠度的值越高，但是随着样机数量的增加，会导致试验成本的增加。
[0036]在一个优选地实施方式中，步骤S4中，产品成熟度(继承性)与科研星数量的关系中宇航系统级产品成熟度划分为原理样机、工程样机、飞行产品、一次飞行考核、多次飞行考核、技术状态固化、小批试产和批量生产8个等级。
[0037]本专利技术的技术效果和优点：
[0038]1、当前航天产品尤其是卫星不需要进行批量生产，而且航天产品的样机造价较高，传统的样机数量计算方法不适用。
[0039]2、本方法通过Bootstrap方法的基本思想，通过验前信息的这个概念在传统统计学方法的基础上缩减样机数量从而达到保证可靠性的情况下减少试验样本量。
[0040]3、通过Bootstrap方法的基本思想将影响样机数量的重要因素量化到计算模型中。
[0041]4、以成熟度与继承性相融合的方式计算样机折合数量。
附图说明
[0042]图1为宇航单机科研样机数量需求计算方法总体思路。
具体实施方式
[0043]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0044]参照图1，航天产品科研样机数量计算方法，选取其中几项重要影响因素如样机的功能定位、成熟度(继承性)、结果的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.航天产品科研样机数量计算方法，其特征在于；包括以下方法：步骤S1：根据结果的置信度、功能定位通过可靠性评估模型计算出所需要的样机数量的理论值；步骤S2：将成熟度(继承性)、试验的等效性等验前信息转化为验前子样数量；步骤S3：通过验前信息代替部分理论样机数量，计算出样机的试验数量；步骤S4：通过考虑试验成本、研制流程、产品规模等制约性因素最终确定所需科研样机数量；步骤S5：科研样机数量需求计算示范算例编写。2.根据权利要求1所述的航天产品科研样机数量计算方法，其特征在于：步骤S1中，针对不同类型的数据，通过分别给出的可靠性参数的置信下(上)限，进一步求解样本数量规模。3.根据权利要求2所述的航天产品科研样机数量计算方法，其特征在于：步骤S1中，不同类型的数据包括定时截尾情形和定数截尾情形。4.根据权利要求1所述的航天产品科研样机数量计算方法，其特征在于：步骤S1中，功能定位与科研样机数量的关系中，项目组按照单机的重要程度将单机划分为关键、重要和一般三个等级；单机重要程度系数用F表示，关键单机、重要单机和一般单机分别用F1、F2和F3表示，重要程度系数与置信度挂钩，单机越重要，置信度取值越高，对应所需的科研样机需求数量也越多。5.根据权利要求1所述的航天产品科研样机数量计算方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯可，田雪颖，姜盛鑫，张金超，陆宏伟，胡振鑫，向日华，李铮昊，王喜奎，韩天龙，段瑞峰，商乾，陈阳，高洁，
申请(专利权)人：中国航天标准化研究所，
类型：发明
国别省市：