[发明专利]航天机构产品确信可靠性裕量模型的建立方法

说明书

本发明提供了一种航天机构产品确信可靠性裕量模型的建立方法，该方法包括：根据产品是否有可用的环境试验数据，判断是否有较密集多个应力环境试验数据的关键性能参数，是则采用基于环境试验数据的建立方法，明确产品环境试验条件与实际工作条件，建立第一裕量模型；否则采用基于性能方程的建立方法，判断关键性能参数设计规范要求的类型，若为防护类设计规范，建立第二裕量模型；若为规定类设计规范，建立第三裕量模型；若为裕度类设计规范，建立第四裕量模型；输出航天机构产品的关键性能参数的裕量模型。本发明解决了航天机构可靠性研究存在试验数据稀疏，且太空环境及载荷条件复杂，地面试验数据难以获取且不确定性大等问题。

技术领域

本发明属于可靠性技术领域，特别是一种航天机构产品确信可靠性裕量模型的建立方法。

背景技术

随着我国航天事业的快速发展，对航天机构的可靠性和寿命提出越来越高的要求，航天机构的寿命预测和可靠性评估工作的重要性日益突出，一旦航天机构故障，整个任务将面临失败，甚至导致更为严重的后果，由此航天机构产品的可靠性研究备受关注。而由于技术原因，地面试验难以完全模拟太空环境，导致许多参数与试验数据难以获得或存在偏差，实际太空环境中采集数据则更为困难，使得目前航天机构产品的可靠性研究存在退化试验数据稀疏且不确定性大等局限性。

目前在实际应用中多采用故障物理(PoF)、概率故障物理(PPoF)及裕量与不确定量化(QMU)理论等方法进行可靠性建模与分析。然而现有方法并不能满足航天机构产品的可靠性研究，其中故障物理方法并没有考虑参数的不确定性问题；概率故障物理方法则需要已知故障机理模型的参数分布，而在空间定向驱动机构的可用统计信息较少时，不能有效获取所需参数的分布；裕量与不确定量化理论则缺乏数学理论的支撑。相比于现有的方法，确信可靠性理论的功能性能裕量方法是基于不确定性理论这一数学理论，利用较少的统计信息，得到参数的不确定分布，可以解决空间定向驱动机构的可靠性的问题。因此采用确信可靠性理论，寻求一种航天机构产品确信可靠性裕量模型的建立方法是十分迫切且必要的。

发明内容

本发明针对上述现有技术中的缺陷，基于确信可靠性理论，提出一种航天机构产品确信可靠性裕量模型的建立方法。该方法包括根据产品是否有可用的环境试验数据，判断是否有较密集多个应力环境试验数据的关键性能参数，是则采用基于环境试验数据的建立方法，明确产品环境试验条件与实际工作条件，建立第一裕量模型；否则采用基于性能方程的建立方法，判断关键性能参数设计规范要求的类型，若为防护类设计规范，建立第二裕量模型；若为规定类设计规范，建立第三裕量模型；若为裕度类设计规范，建立第四裕量模型；输出航天机构产品的关键性能参数的裕量模型。本发明解决了航天机构可靠性研究存在试验数据稀疏，且太空环境及载荷条件复杂，地面试验数据难以获取且不确定性大等问题，为正向评估可靠性打下了坚实的基础。

本发明提供一种航天机构产品确信可靠性裕量模型的建立方法，所述方法包括以下步骤：

S1、根据产品是否有可用的环境试验数据，判断采用基于环境试验数据的机构裕量模型建立方法还是基于性能方程的机构裕量模型建立方法：判断关键性能参数的环境试验数据是否较密集，是则采用基于环境试验数据的机构裕量模型建立方法，执行步骤S2；较稀疏则采用基于性能方程的机构裕量模型建立方法，执行步骤S6；

S2、明确产品环境试验条件ETC＝{S_e1,S_e2,…,S_en}与实际工作条件AWC＝{S_a1,S_a2,…,S_an}，其中S_ei＝{S_ei,j|j＝1,2,…,m_i}表示航天机构产品第i个试验条件包括m_i个试验条件值的集合，S_ai＝{S_ai,j|j＝1,2,…,m_i}表示航天机构产品第i个实际工作条件包括m_i个试验条件值的集合，i＝1,2,…,n；