[发明专利]一种基于仿真的多应力加速寿命试验方案优化方法

说明书

本发明公开了一种基于仿真的多应力加速寿命试验方案优化方法，通过在试验约束条件下利用Monte‑Carlo仿真方法进行试验方案优化设计，确定合理的样本分组、应力条件和试验截尾时间，达到优化试验方案的目的，可实现在样本量、试验时间和试验经费的限制下完成可靠性验证试验和评估，能够节约试验时间和试验样本，具有较大的经济效益。

技术领域

本发明属于可靠性技术领域，具体涉及一种基于仿真的多应力加速寿命试验方案优化方法。

背景技术

对于军工产品的可靠性问题，常采用试验数据评估分析的方法来评价其可靠性水平。目前主要采用单应力加速寿命试验实现对军工产品的可靠性评价，但是，由于长寿命航天电子产品全寿命周期所经历的环境应力复杂，导致其失效的关键因素通常存在多个，因此单应力加速寿命试验难以满足航天电子产品的寿命与可靠性指标验证的需要；其次，在某些情况下，长寿命航天电子产品的加速试验时间仍然相对漫长，时效性较差；最后，现有技术中的加速寿命试验设计方法，仅能够设计加速寿命试验时间，但却无法将多种试验影响因素(如：试验时间、试验费用、寿命与可靠性指标、试验应力水平、产品性能阈值等)结合到一起进行考虑，因此，试验条件单一，试验结果的准确性较低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于仿真的多应力加速寿命试验方案优化方法，能够在设定了试验方案中的试验应力和试验测试间隔的条件下，通过计算各试验方案的优化目标，实现了待测产品的最佳试验方案的选择。

本发明提供的一种基于仿真的多应力加速寿命试验方案优化方法，具体包括以下步骤：

步骤1、试验方案i中选择多个待测产品作为测试样本，所述待测产品的可靠度服从韦伯分布，所述待测产品的待测性能随试验时间单调退化，其中，i为正整数，i≤I，I为试验方案的总个数；

根据初始试验温度及初始试验电压计算得到加速因子AF，根据AF、可靠度下限R_L和置信度γ计算得到最小测试时间t_min，再由t_min和t_{u_i}计算得到测试次数的最小值l_min；

令当前测试次数为k，k＝l_min，当前测试温度为初始试验温度；当前测试电压为初始试验电压；

步骤2、遍历所有测试样本，得到每个测试样本的所述待测性能的退化量，将退化量大于设定的最大退化量的测试样本的数量作为失效次数；

步骤3、采用所述失效次数、所述当前测试次数k及设定的测试间隔t_{u_i}，计算当前应力条件下所述待测产品的可靠度下限R_{i_k}；

R_{i_k}大于或等于设定的可靠度下限，且当前应力条件下的所述待测产品的测试经费小于或等于设定的预算，则将当前测试记录为有效测试；否则，不记录；

步骤4、令k自加1，多次改变所述当前测试温度和当前测试电压，并执行步骤2，得到多个有效测试；

步骤5、对于所有的有效测试，计算可靠度下限R_{i_k}的均方差值MSE_i，及测试经费TC_{i_k}对于所述当前测试次数k的平均值TC_i，根据所述MSE_i和TC_i计算得到所述试验方案i的优化目标U_i；

步骤6、执行所有试验方案得到每个试验方案的优化目标U_i，优化目标的取值最小的试验方案即为最佳试验方案。

进一步地，所述优化目标的计算公式如下：