基于故障的单位加权累计数的整车设计可靠性评估方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及汽车可靠性评估技术领域。
【背景技术】
[0002] 广义可靠性概念是指产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。 随着可靠性研究的发展，可靠性又拓展为设计可靠性、使用可靠性和可靠性增长等几大工 程领域。对于汽车工业而言，产品的设计可靠性（固有可靠性）决定了汽车的使用可靠性， 也是汽车质量优劣的重要指标之一。
[0003] 汽车工程开发阶段可包括工程样车开发阶段、原型车开发阶段、试生产车开发阶 段、非销售车开发阶段以及可销售车开发阶段等。整车设计可靠性评估显然在整车开发阶 段有着重要作用，通过对可靠性指标的评价和估计，可以在设计阶段就掌握汽车的可靠性 水平、并预测售后市场的故障率等。
[0004] 现有技术中，对于整车使用可靠性而言，可以通过概率和数理统计方法将故障数 据（如里程信息）作为随机变量进行分布函数拟合和优化，寻出最优的分布函数F(x)，进而 对F(x)曲线的特性分析可以评估产品的可靠性水平；还存在以整车使用数据建立可靠性 综合评判数学模型，对整车使用可靠性进行评价的技术方案。
[0005] 上述现有技术中的方案应用于评估整车设计可靠性时将会有明显的局限性，因为 工程开发阶段用于可靠性试验的工程样车样本数远远小于来自售后市场的样本数，如果按 照上述现有技术中的方案建立可靠性评估模型，将不可避免的存在模型失真，参数计算不 收敛等问题。因此，基于大样本的统计评估模型不适用于基于小样本的工程开发阶段的可 靠性评估建模。
[0006] 另一方面，在现有技术中灰色系统理论得到了充分研究与应用。灰色系统理论研 究的是贫信息建模，它提供了贫信息情况下解决系统问题的新途径。它把一切随机过程看 做是在一定范围内变化的、与时间有关的灰色过程，对灰色量不是从寻找统计规律的角度 通过大样本进行研究，而是用数据生成的方法，将杂乱无章的原始数据整理成规律性较强 的生成数列后再作研究。
[0007] 针对评估整车设计可靠性时遇到的问题，本领域技术人员希望获得一种有效的评 估方法，其能够解决整车耐久性试验过程中的小样本、贫信息、系统传递函数复杂且不明确 等问题对整车设计可靠性评估的不利影响。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的在于提供一种基于故障的单位加权累计数的整车设计可靠性评估 方法。
[0009] 为实现上述目的，本发明提供一种技术方案如下：
[0010] 一种基于故障的单位加权累计数的整车设计可靠性评估方法，包括如下步骤：a)、 获取多个工程开发阶段中至少第一阶段下的试验样本数据，试验样本数据包括试验里程对 应的故障数；b)、基于试验样本数据分别计算至少第一阶段对应的故障的单位加权累计数；C)、以各工程开发阶段对应的故障的单位加权累计数进行灰色系统建模，形成灰度矩阵； d)、通过对灰度矩阵的求解，预测多个工程开发阶段中其余阶段所对应的故障的单位加权 累计数；其中，任一工程开发阶段对应的故障的单位加权累计数为该工程开发阶段下不同 试验里程各自对应的故障数的加权乘积之和。
[0011] 本发明提供的整车设计可靠性评估方法，可有效地对整车设计可靠性进行评估， 其能够解决整车耐久性试验过程中的小样本、贫信息、系统传递函数复杂且不明确等问题 对整车设计可靠性评估的不利影响。其对整车可靠性的预测符合实际售后数据，从而为汽 车生产工商的研发提供了明确的指引；其实施简单，利于在业内推广应用。
【附图说明】
[0012] 图1示出本发明第一实施例提供的整车设计可靠性评估方法的流程示意图；
[0013] 图2示出一次常规耐久性实验中获得的故障的单位加权累计数的预测值、目标值 及实际值与各工程开发阶段的关系曲线图。
【具体实施方式】
[0014] 需要说明的是，本发明各实施例中，以故障的单位加权累计数UWIC来衡量整车设 计可靠性。单位加权累计数UWIC是基于常规耐久性试验对试验样本所发生的故障数根据 其故障等级进行赋值并进行加权累积计算所得到的结果。单位加权累计数与试验里程累 积有关，反映了在耐久试验过程中无差别的零件失效。设整车指征可靠性指标为wy，则
.其中，S为耐久性试验总里程数，MTBF为平均故障间隔时|hjuvieaniimebetweenraiiures，简称MTBF) 〇
[0015] 为准确计算故障的单位加权累计数UWIC，本发明中作如下前提性假设： 1) 在工程开发各阶段，试验输入与故障发现充分有效； 2) 在工程开发各阶段，单位加权累计数的计算准则一致； 3) 在工程开发各阶段，单位加权累计数的值的变化是连续的。
[0016] 如图1所示，本发明第一实施例提供的整车设计可靠性评估方法包括如下步骤：
[0017] 步骤S10、获取多个工程开发阶段中至少第一阶段下的试验样本数据，试验样本数 据包括试验里程对应的故障数。
[0018] 具体地，从已进行的常规耐久性试验数据中，获取多个工程开发阶段中至少第一 阶段下的试验样本数据。
[0019] 优选地，工程开发阶段至少包括工程样车开发阶段、原型车开发阶段、试生产车开 发阶段、非销售车开发阶段以及可销售车开发阶段。
[0020] 上述步骤S10中，第一阶段例如为工程样车开发阶段。
[0021] 其中，试验样本数据包括试验时的里程数，该里程数对应的故障数，进一步地可包 括每次故障的等级等。
[0022] 步骤S11、基于试验样本数据分别计算至少第一阶段对应的故障的单位加权累计 数。
[0023]具体地，各工程开发阶段对应的故障的单位加权累计数的计算公式为：
其中，L表示任一工程开发阶段，&表示该工程开发阶段对应的故障 ，. 的单位加权累计数，Xl表示试验里程为i时对应的故障数，εi表示Xl所对应的权重系数。 在计算第一阶段对应的故障的单位加权累计数，L取为1，权重系数εi由试验人员对试验 里程为i时所发生的故障的总体情况进行评估而设定。
[0024] 进一步地，权重系数εi通过对试验里程为i时所发生的各次故障分别依据其故 障等级进行相应的赋值并进行加权计算而得到。
[0025] 步骤S12、以各工程开发阶段对应的故障的单位加权累计数进行灰色系统建模，形 成灰度矩阵。
[0026]具体地，形成灰度矩阵的计算公式为： Xw =XXM，其中Xw为灰度矩阵，X为由各工程开发阶段对应的故障的单位加权累计 数所组成的矩阵，即X= [Xi，X2，…，XJ，M为转化系数矩阵，转化系数矩阵中各元素分别对 应于各工程开发阶段和试验输入关联的故障百分比。
[0027]本领域技术人员理解，在各工程开发阶段的整车耐久试验过程中，试验输入是耐 久性试验规范，其中包括了各种类型的载荷输入，驾驶员模拟真实客户使用的操作输入以 及各项检查等，某种意义上这些输入可以用"载荷条件"来概括和描述。试验输出则是指在 各种载荷条件下所发生的故障数目。结合故障实际的物理意义，并非所有的故障都与试验 的载荷条件相关联。例如，某项故障经过分析发现，故障是由于错误的零件安装导致的，因 此在此种状态下，发生故障与否与实际试验的载荷条件无关。这样的数据的存在不利于分 析整车可靠性指标，属于离散性较大的数据元素，因此在做关联分析之前，需要对单位加权 累计数矩阵X进行转化变换。设转化系数矩阵为M= [Ml，M2,M3, "^Mn]，其中Μη表示某一 工程开发阶段对应的转化因子，基于该工程开发阶段对应的故障的单位加权累计数，Μη= (单位加权累计数-非载荷条件下失效加权累计数）/单位加