一种面向空间形状和误差范围的退化模型一致性检验方法
【专利摘要】一种面向空间形状和误差范围的退化模型一致性检验方法，步骤如下：一：选取产品的退化模型；二：分析处理试验数据，该试验数据为恒定应力水平下m个产品的性能参数与时间的m个数据序列{yi(t),t=1,2,…,N,i=1,2,…,m}；三：根据试验数据的应力水平和退化模型，得到该应力水平下产品退化模型的仿真试验数据序列，即{x(t),t=1,2,…,N}；四：基于正态总体的误差范围一致性检验；五：基于灰色关联的空间形状相似性一致性检验；六：退化模型同时满足基于正态总体的误差范围一致性检验和基于灰色关联的空间形状相似性一致性检验，认为该退化模型通过一致性检验；反之，认为不通过一致性检验。本发明弥补了现有方法中只考虑模型误差范围的局限性,方法简便，适用范围广。
【专利说明】一种面向空间形状和误差范围的退化模型一致性检验方法
【技术领域】
[0001]本发明提出一种面向空间形状和误差范围的退化模型一致性检验方法，属于退化建模的可靠性【技术领域】。
【背景技术】
[0002]随着产品可靠性和寿命水平的提高，无失效产品大量出现，传统的基于失效数据的可靠性评估方法模型已难以满足工程评定要求，为了解决此类问题，退化数据被引入到可靠性评估领域，通过退化数据建立退化模型，成为解决高可靠、长寿命产品可靠性评估问题的重要途径。
[0003]然而，退化模型的一致性检验问题已成为目前急需解决的问题，现有的退化模型一致性检验方法主要是从误差范围的角度考虑的，没能从其他方面因素考虑退化模型一致性检验方法，甚至是综合几方面因素一起来完善退化模型一致性检验方法，现有的这些方法有效地考察了退化模型的误差范围，但是未能反应出退化模型的变化过程和规律。本发明就是抓住现有方法的不足之处，找到新的突破点，主要是从误差范围和空间形状两方面综合，提出一种新的退化模型一致性检验方法。
【发明内容】
[0004]针对建立的退化模型验证问题，从模型数值的误差范围和模型的空间形状两方面研究。本发明提供了一种面向空间形状和误差范围的退化模型一致性检验方法。
[0005]本发明的目的在于利用正态总体的退化模型一致性检验方法对退化模型数值的误差范围进行判定分析，利用灰色关联分析方法对退化模型空间形状的相似性进行比较研究，最终提出了基于正态总体的误差范围和灰色关联空间形状相似性相结合的退化模型一致性检验方法。
[0006]本发明首先进行正态总体的误差范围一致性检验，确定退化模型和验证试验结论具有动态一致性，退化模型结果在容许的误差范围内；然后根据灰色关联分析确定关联度的大小，最终确定退化模型曲线之间的相似程度。
[0007]本发明是采用以下技术方案实现的，一种面向空间形状和误差范围的退化模型一致性检验方法，其步骤如下:
[0008]步骤一:选取产品的退化模型，该退化模型表征性能参数A D与环境应力S和时间t的关系，其函数形式可以表示为A D=f (S，t)；
[0009]步骤二:分析处理试验数据，该试验数据为恒定应力水平下m个产品的性能参数与时间的m个数据序列{ydt)，t=l, 2，…，队i=l，2,…，m}；
[0010]a.计算试验数据序列中m个样本在各时间点的均值v⑴，公式如下:
[0011]
【权利要求】
1.一种面向空间形状和误差范围的退化模型一致性检验方法，其特征在于:其步骤如下: 步骤一:选取产品的退化模型，该退化模型表征性能参数A D与环境应力S和时间t的关系，其函数形式表示为A D=f (S，t)； 步骤二:分析处理试验数据，该试验数据为恒定应力水平下m个产品的性能参数与时间的m个数据序列Iyi (t)，t=l, 2，…，N，i=l, 2，…，m}； a.计算试验数据序列中m个样本在各时间点的均值公式如下:
2.根据权利要求1所述的一种面向空间形状和误差范围的退化模型一致性检验方法，其特征在于:在步骤二中分析处理试验数据步骤a中所述的“计算试验数据序列中m个样本在各时间点的均值”是指计算各时间点数据的算数平均值；在步骤b中所述的“计算试验数据序列中m个样本在各时间点的方差”是指样本方差。
3.根据权利要求1所述的一种面向空间形状和误差范围的退化模型一致性检验方法，其特征在于:在步骤三中所述的“试验数据的应力水平”是指获得试验数据是在一个给定的环境应力条件下，通过将给定的环境应力的数值代入退化模型，然后将不同时间点的时间值代入退化模型得到各时间点的仿真试验数据序列。
4.根据权利要求1所述的一种面向空间形状和误差范围的退化模型一致性检验方法，其特征在于:在步骤四中所述的“正态总体的误差范围一致性检验”是指在试验数据服从正态总体的情况下，通过计算给出在置信水平1-a下的置信区间，若仿真试验数据各时间点的数据都在置信区间内，说明通过一致性检验；在步骤b中“置信水平”是指总体参数值落在样本统计值某一区内的概率；在步骤c中，对于相同产品的重复性试验符合分布的正态性，即时间序列{yi(t)}为一个正态过程，且则得到:
5.根据权利要求1所述的一种面向空间形状和误差范围的退化模型一致性检验方法，其特征在于:在步骤五中所述的“灰色关联的空间形状相似性”是指利用灰色关联分析，通过灰色关联度来分析和确定模型与模型曲线形状之间相似程度，是对两个模型发展变化态势的定量比较与分析，如果两个模型在变化过程中相对变化态势一致性较高，则两者的灰色关联度就越大；在步骤五中的步骤a、b、c中所述的“数据初值化处理”是指将数据无量纲化，即将第一个时间点的数据作为分母，然后将第一个时间点到最后一个时间点的数据依次作为分子去除分母，得到各时间点的数据初值化结果；在步骤五中的步骤d和e中所述的“绝对差值”是指两数据序列中数据之差的绝对值；在步骤五中的步骤g和h中所述的“关联系数”是指两序列在各时间点的关联程度值；在步骤五中的步骤i和j中所述的“关联度”是指将各时间点的关联系数取算术平均值得到的两序列间关联程度的数量表示。
【文档编号】G06F19/00GK103678938SQ201310741423
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月27日 优先权日:2013年12月27日
【发明者】许丹, 陈志军, 王前程, 陈云霞, 康锐 申请人:北京航空航天大学