[发明专利]基于逆高斯过程的性能退化试验贝叶斯可靠性评估方法

权利要求书

1.一种基于逆高斯过程的性能退化试验贝叶斯可靠性评估方法，其特征在于，包含以下步骤：

S1、建立逆高斯过程退化统计模型，确定可靠度函数和平均失效时间的表达式；

S2、收集产品在研制各阶段中的试验件的性能退化数据；

S3、将获取的试验件性能退化数据折合转换到正样产品在正常工作应力下的性能退化数据，作为贝叶斯可靠性估计的先验信息；

S4、将正样产品的性能退化数据作为贝叶斯可靠性估计的后验信息，结合S3中得到的先验信息，得到计算可靠度函数的参数；

S5、计算可靠度函数和平均失效时间，得到产品可靠性的贝叶斯估计结果；

其中，所述的S2中，具体包含以下步骤：

S21、假设正样产品的技术成熟度为1，通过专家打分法确定在研制各阶段中的试验件的技术成熟度m；具体为：

记表示第i个专家z_i对维度p_k的技术等级打分，i＝1,2,...,n_i，k＝1,2,...,n_k，对维度p_k的技术等级进行加权平均，得到试验件的技术成熟度m为：

其中，q_i表示专家z_i的权重，q_k表示维度p_k的权重；

S22、记t_i,j,k为应力条件k下第i个产品第j次测量的时间，Y_i,j,k为对应的产品性能测量值，保持相同的性能退化量Y_i,j,k-Y_i,j-1,k，对试验时间进行折合：

其中，表示技术成熟度折合因子。

2.如权利要求1所述的基于逆高斯过程的性能退化试验贝叶斯可靠性评估方法，其特征在于，所述的S1中，具体包含以下步骤：

S11、将产品性能的退化过程看作一个逆高斯过程，退化量Y(t)，t＞0具有如下性质：

对于Y(0)＝0，以概率1成立；

对于所有t＞τ＞u，有Y(t)-Y(τ)≥0以及Y(τ)-Y(u)≥0成立，且Y(t)-Y(τ)与Y(τ)-Y(u)相互独立；

对于所有t＞τ＞u，有Y(t)-Y(τ)～IG(∧(t)-∧(τ),λ(∧(t)-∧(τ))²)；

其中，IG表示逆高斯分布；∧(t)表示单调递增函数，且∧(0)＝0；λ表示超参数；符号～表示Y(t)-Y(τ)服从逆高斯分布IG；

S12、假设产品性能退化的逆高斯过程为一个平稳过程，则∧(t)＝ηt，其中η为超参数，计算得到退化增量的期望和方差：

E[Y(t+Δt)-Y(t)]＝∧(t+Δt)-∧(t)＝ηΔt；

S13、假设ω为产品性能的失效阈值，产品性能的失效时间T为性能退化量Y(t)首次达到失效阈值ω的时间，即：

T＝inf{t|Y(t)≥ω,t＞0}；

当t值接近无限大时，Y(t)则渐近服从均值为∧(t)，方差为的正态分布；

S14、可靠度函数R(t)近似为：

其中，P(Y(t)≥ω)表示Y(t)≥ω的概率，Φ(·)表示标准正态分布的分布函数；

产品性能的平均失效时间MTTF为：

3.如权利要求2所述的基于逆高斯过程的性能退化试验贝叶斯可靠性评估方法，其特征在于，所述的S3中，具体为：根据性能退化试验选用的应力类型，选择加速模型，对试验时间再一次进行折合：

其中，A_k为加速因子，由所选择的加速模型确定；

将非正常工作应力下的性能退化数据转换为正常工作应力下的性能退化数据，并作为贝叶斯可靠性估计的先验信息。