【摘要】：可靠性數(shù)據(jù)是進(jìn)行可靠性定量分析的信息來源。但是,由于產(chǎn)品(系統(tǒng))使用環(huán)境、監(jiān)測手段和監(jiān)測成本等限制因素的影響,導(dǎo)致可靠性壽命數(shù)據(jù)和性能退化數(shù)據(jù)的不完整性,主要表現(xiàn)為壽命數(shù)據(jù)的刪失和退化數(shù)據(jù)的變點(diǎn)缺失和多階段特性。因此,本文主要進(jìn)行基于可靠性數(shù)據(jù)的可靠性建模、模型參數(shù)的統(tǒng)計分析及其應(yīng)用研究;并以壽命型可靠性數(shù)據(jù)和退化型可靠性數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),著重解決在壽命數(shù)據(jù)刪失和退化數(shù)據(jù)含變點(diǎn)缺失等情形下的可靠性建模和模型參數(shù)估計的問題。首先,在可靠性壽命試驗不可連續(xù)執(zhí)行的情形下,同批次試驗產(chǎn)品的失效時間不能得到連續(xù)監(jiān)測。因此,本文設(shè)計交替連續(xù)監(jiān)測可靠性試驗,得到交替刪失壽命型可靠性數(shù)據(jù)。在參數(shù)估計方法下,利用分位點(diǎn)填充方法,提出基于矩估計的迭代等分位點(diǎn)填充算法,得到虛擬真實壽命數(shù)據(jù)。利用填充算法得到的虛擬完全壽命數(shù)據(jù)去解決交替刪失壽命數(shù)據(jù)對應(yīng)的壽命分布模型參數(shù)的矩估計等問題。同時,以指數(shù)分布和Weibull分布為例證明了算法的收斂性,并給出了基于該類型數(shù)據(jù)的可靠性壽命分布模型的參數(shù)矩估計方法和其他統(tǒng)計量的分析。其次,在監(jiān)測設(shè)備有限或者產(chǎn)品運(yùn)行環(huán)境變換的情形下,可靠性壽命試驗中的連續(xù)監(jiān)測不能在同一時刻施于所有受測單元。因此,本文設(shè)計分組連續(xù)監(jiān)測可靠性試驗,得到嵌入刪失壽命型可靠性數(shù)據(jù)。利用隨機(jī)分位點(diǎn)和等分位點(diǎn)填充方法,提出基于矩估計和極大似然估計的迭代隨機(jī)分位點(diǎn)填充算法,得到虛擬真實壽命數(shù)據(jù)。除此之外,利用分布變換等方法解決基于該類型數(shù)據(jù)的Gamma分布和Weibull分布模型的參數(shù)矩估計和極大似然估計等問題,并使得模型參數(shù)的估計精度得到提高。再者,由于校正等因素的發(fā)生,性能退化數(shù)據(jù)會在給定時刻表現(xiàn)出突變特性。因此,本文根據(jù)性能退化產(chǎn)品的退化數(shù)據(jù)特性和參數(shù)指標(biāo)的特性,構(gòu)建了一般多階段非連續(xù)退化軌跡模型。進(jìn)而針對模型參數(shù)的隨機(jī)特性,分兩種情形提出了基于Bayes方法的一般退化軌跡模型的參數(shù)估計方法。該退化軌跡模型的構(gòu)建和參數(shù)估計方法的提出解決了與此相關(guān)的非連續(xù)(線性或者非線性)退化軌跡模型的參數(shù)Bayes估計和指標(biāo)評估的問題,為可靠性模型的參數(shù)估計和其他數(shù)量指標(biāo)的評估提供了Bayes分析結(jié)果。與此同時,由于多階段性能退化過程在隨機(jī)變點(diǎn)處含突變增量,根據(jù)該類型退化數(shù)據(jù)的特性,構(gòu)建了在隨機(jī)缺失變點(diǎn)處含突變增量的多階段Wiener退化過程模型;求得固定閾值情形下的首達(dá)時的概率分布函數(shù)。進(jìn)而以兩階段退化過程為例,利用EM算法解決了該型類數(shù)據(jù)在隨機(jī)變點(diǎn)含突變增量的兩階段Wiener可靠性模型中的參數(shù)估計問題。相比于傳統(tǒng)兩階段連續(xù)型Wiener退化過程模型,通過仿真案例分析和信息判別準(zhǔn)則發(fā)現(xiàn),利用同一可靠性數(shù)據(jù)樣本,本文構(gòu)建的可靠性退化過程模型的參數(shù)估計值更為精確。最后,在擴(kuò)展研究中,本文針對壽命型和退化型的混合類型可靠性數(shù)據(jù),提出針對一般Wiener退化過程和Gamma退化過程模型參數(shù)的Bayes估計方法,并給出其在工程應(yīng)用中的案例分析。研究表明,混合類型可靠性數(shù)據(jù)能夠豐富產(chǎn)品的可靠性信息,提高模型參數(shù)的估計精度。除此之外,本文最后針對研究內(nèi)容進(jìn)行了概括總結(jié),并對未來的研究工作予以展望。所以,本文針對不同可靠性工程實踐的需求,分析了不同類型的可靠性數(shù)據(jù),建立了相關(guān)的可靠性模型,給出了模型參數(shù)估計方法。這為可靠性數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析和可靠性模型的構(gòu)建提供了新的研究思路和統(tǒng)計方法,豐富了可靠性工程的理論體系和工程應(yīng)用范圍,并將為可靠性工程的管理實踐提供決策依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：N945.17
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本文編號：2617334