[发明专利]一种部件级信息多样性条件下的系统可靠性评估方法

说明书

本发明一种部件级信息多样性条件下的系统可靠性评估方法：步骤一：对部件分类：试验信息充分的部件、试验信息不充分的部件以及无试验信息仅有部件级可靠度评估结果的部件；步骤二：将其他两类部件可靠度看做给定参数，对试验信息充分的部件组成的子系统进行置信限评估，找到给定的置信下限和相应置信度的数值对应；步骤三：对于试验信息不充分的部件，将这些部件的可靠度用相应的枢轴量表示出来，进而得到其置信分布；步骤四：对于无试验信息仅有部件级可靠度评估结果的部件，直接利用其评估结果得到其部件级可靠度置信分布；步骤五：找到置信下限，使置信水平关于部件级可靠度置信分布的期望恰等于目标置信度，该置信下限即为目标置信下限。

技术领域

本发明涉及一种部件级信息多样性条件下的系统可靠性评估方法，属于一种系统可靠性评估技术，具体来说，尤指在部件级可靠性信息具有多样性特征的条件下的系统可靠性置信限的评估技术。

背景技术

系统可靠性评估在可靠性理论研究和实际工程中都是重要的一环。可靠性评估工作的结果与产品的质量评定往往直接相关，同时也为产品的性能提高和后续进一步的维护与研发提供重要依据。可靠性评估工作可以在产品生产的各个阶段进行，在科研工作和实际应用中都得到广泛的关注。我们这里研究的评估目标是在给定的置信度下系统可靠度的置信限。

对于系统可靠性的评估，由于系统级试验在试验成本和时间代价上的限制，往往基于部件级可靠性(试验)信息进行。已有方法包括：精确置信限方法、近似方法、数值模拟的方法以及基于贝叶斯框架的方法等。诸多这些传统方法在面对部件级信息多样复杂的情形，即信息类型和试验样本量存在显著差异时，均存在如下一条或几条缺陷：

1.计算复杂，对分布类型存在限制(尤指精确方法)；

2.在部分部件样本量较小时，评估精度(置信限真实覆盖率)在频率统计意义下显著降低；

3.部件寿命服从Weibull等分布假设时，精度较差；

4.同时存在部件级试验信息和部件级可靠度评估结果时，无法统一拟合到系统可靠度评估中；

5.评估结果在信息多样性条件下(尤其是样本量存在差异时)稳健性不足，对同一系统多次评估结果均方误差较大。

发明内容

针对上述系统组成部件的可靠度信息存在多样性的系统可靠度评估问题中存在的种种难点，本发明给出了一种部件级信息多样性条件下的系统可靠性评估方法，可以相对简单有效地在部件信息多样性条件下对系统可靠度进行评估，并给出相对精确稳健的评估结果。

技术方案：

本发明为一种部件级信息多样性条件下的系统可靠性评估方法，该方法具体步骤如下(见图1)：

步骤一：按各部件的部件级可靠性信息对部件分类：试验信息充分(样本量较大的)的部件、试验信息不充分(主要是寿命试验)的部件以及无试验信息仅有部件级可靠度评估结果的部件；

步骤二：先将其他两类部件可靠度看做给定参数，针对试验信息充分的部件组成的子系统采用传统基于大样本的评估方法进行置信限评估，通过评估找到给定的置信下限和相应置信度的数值对应；

步骤三：对于试验信息不充分的部件，通过基于枢轴量的置信推断的方法(见下文举例步骤说明)将这些部件的可靠度用相应的枢轴量表示出来，进而得到其置信分布；

步骤四：对于无试验信息仅有部件级可靠度评估结果的部件，直接利用其评估结果(置信度与置信下限的对应)得到其部件级可靠度置信分布；

步骤五：通过步骤二的评估过程，找到相应的置信下限(见下文举例步骤中的(2)式)，使其对应的置信水平关于步骤三和步骤四得到的部件级可靠度置信分布的期望恰等于目标置信度，该置信下限即为目标置信下限。