[发明专利]一种基于双变阈值的产品可靠性评估方法

说明书

本发明公开了一种基于双变阈值的产品可靠性评估方法，具体按照以下步骤实施：步骤1、分析产品所遭受的外界冲击过程；步骤2、分析产品的性能退化过程；步骤3、建立软失效阈值模型与硬失效阈值模型；步骤4、计算产品软失效概率与硬失效概率；步骤5、构建产品可靠性模型。本发明有助于提高产品使用可靠性。

技术领域

本发明属于系统可靠性建模技术领域，具体涉及一种基于双变阈值的产品可靠性评估方法。

背景技术

为了提高复杂工业系统中的产品或者关键设备的寿命，准确地评估产品的可靠性至关重要。目前，在产品或系统关键设备使用过程中，通过分析其从初始阶段直至失效阶段之间所经受的工作状态，进而构建可靠性模型，利用可靠性模型对产品可靠性进行评估。产品的可靠性与其是否发生失效相关，发生失效主要包括两种情况，一类为经过使用后的产品，由于磨损或者腐蚀等不可避免的情况发生，其自身性能发生退化导致失效，称为软失效，即，产品的自然退化量超过软失效阈值。另一类为产品在使用过程中，受到外界环境冲击的影响，导致产品发生突发失效，称为硬失效，即，产品的冲击载荷超过硬失效阈值。在分析产品失效过程时，需要考虑软失效与硬失效之间的相关性，通过计算产品退化量及冲击载荷与失效阈值之间的关系，获得产品的可靠性模型。由于产品的退化量在加速增加时，产品本身能够承受的能力也会随之降低，也就是失效阈值会随之变化。然而，在以往的研究中，产品的失效阈值为恒定值，其不符合实际产品工作过程。因此，本发明提出一种基于双变阈值的产品可靠性评估方法，提高工业系统或产品的寿命及使用率。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于双变阈值的产品可靠性评估方法，有助于提高产品使用可靠性。

本发明所采用的技术方案是，一种基于双变阈值的产品可靠性评估方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、分析产品所遭受的外界冲击过程；

步骤2、分析产品的性能退化过程；

步骤3、建立软失效阈值模型与硬失效阈值模型；

步骤4、计算产品软失效概率与硬失效概率；

步骤5、构建产品可靠性模型。

本发明的特点还在于，

步骤1具体如下：

步骤1.1、假设产品在t时刻受到的外界冲击数为N(t)，产品在t时刻受到的外界冲击满足冲击到达率为λ的泊松过程；

步骤1.2、设产品在使用过程中遭受的第i个冲击的载荷为W_i，服从正态分布μ_w为冲击载荷均值，为冲击载荷方差，第i个冲击退化增量为Y_i，服从正态分布μ_Y为冲击退化增量均值，为冲击退化增量方差。

步骤2具体如下：

步骤2.1、产品的自然退化路径模型由线性模型表示，其中，和β_m分别为产品退化常量和退化速率，产品退化速率增量为η，其中，m＝1,...,N(t)表示外界冲击数，初始退化速率β₀服从正态分布

步骤2.2、通过步骤1.2得到冲击退化增量Y_i，在t时刻，产品受到外界冲击造成的总退化量为产品自然退化量为因此，产品性能退化过程为X_s(t)＝X(t)+S(t)。

步骤3具体如下：

软失效阈值与硬失效阈值下降的幅度均由退化增量Y_i及转换参数c₁，c₂得到，如公式(1)和公式(2)：