[发明专利]基于故障概率和设备状态的单台设备质量评价方法

权利要求书

1.一种基于故障概率和设备状态的单台设备质量评价方法，其特征是，包括：

第一步，假设设备的状态量x随时间的变化符合由公式(1)表示的线性规律，即使该状态量x不随时间发生线性变化，也能够将该状态量x转化成一个随时间线性变化的量：

y_i＝x_i+ε_i＝U_iβ+V_ib_i+ε_i (1)

上式中，表示第i台设备的实际状态量数值；表示第i台设备的状态量的实测值；m_i为对第i台设备测量的状态量数据个数，测量时刻为1≤i≤n，n为设备数量；β＝(β₁,β₂,…β_p)^T为对应于固定效应协变量的参数向量，p为该参数向量中具体参数的个数，且U_i是时间t的函数；b_i＝(b_i1,b_i2,…b_iq)^T为对应于随机效应协变量的参数向量，且V_i是时间t的函数，且b_i是q维高斯随机向量，均值为0，协方差为Σ，即b_i～N(0,Σ)；且对于不同的设备，b₁,b₂,…b_n相互独立；是测量误差，诸ε_ij独立、服从正态分布，且具有0均值和常数方差σ²；

根据上述假设，状态量的观测值y_i服从m_i元正态分布，即y_i～N(U_iβ,Ω_i)，其中协方差矩阵Ω_i为：

式中，为m_i阶单位矩阵；

第二步，将n台设备的状态量实测值y_i和由公式(2)得到的协方差矩阵Ω_i代入公式(3)，估算参数向量β的估计值

第三步，将由公式(3)得到的估计值代入公式(4)，得到第i台设备的随机效应参数向量b_i的后验概率分布的均值

则

第四步，将和b_i的后验概率分布代入公式(5)和公式(6)，利用随机变量的函数的概率密度分布函数计算方法，计算运行时间到达τ时第i台设备的状态量x的预测值的概率密度分布函数

其中：

第五步，假设设备发生故障时的状态量阈值是L，而且当状态量x的数值大于L时设备就会发生故障，利用的概率密度分布函数计算运行时间到达τ时第i台设备的故障概率F(τ)：

第六步，基于第i台设备运行时间到达τ时的故障概率F(τ)，给出该设备的量化质量评价结果Q：

Q＝100×(1-F(τ)) (10)。