Bayes理论“小子样”数控机床可靠度评估法研究

针对“小子样”情况下的数控系统,以Bayes方法为理论基础,开展了适用“小子样”产品系统的可靠度综合评估方法的理论和应用研究。创新性地将系统可靠度Bayes方法运用在数控系统可靠性评估中。在系统可靠度Bayes近似评定方法的基础上,提出计算数控系统可靠度点估计值和置信下限。     

基于混合验前分布的复杂装备测试性评估

合理有效地利用验前信息是小子样评估中的关键问题。针对复杂装备小子样测试性评估问题,考虑了不同验前信息的可信度和重要度,提出了一种混合Beta分布的复杂装备小子样测试性评估方法。算例表明,在小子样前提下,传统统计方法得到的测试性置信下限过于保守;现有的可信度度量方法大都直接基于数据层,没有考虑验前信息的来源。混合Beta分布的复杂装备小子样测试性评估方法不仅考虑了验前信息的可信度,还对验前信息的重要度进行了分析,评估结论更加合理,具有较好的工程应用价值。     

基于极小子样的某列车齿轮箱箱体疲劳寿命可靠性评估

针对采用Bootstrap方法对极小子样进行可靠性评估时,在重抽样的过程中样本向均值集中导致评估结果不够准确的问题,提出一种改进的Bootstrap可靠性评估方法。采用虚拟增广样本法对极小子样进行增广,增广至小样本。然后将增广后的小样本按照大小进行排序并分组,运用四分位差法和Bootstrap法对分组后的数据进行可靠性评估。最后,将该方法用于某列车齿轮箱箱体疲劳寿命的可靠性评估。评估结果表明:该方法可以较好地解决Bootstrap法无法对极小子样进行评估的问题,改善了Bootstrap法的抽样结果向均值集中的状况。     

串并联系统可靠度置信下限计算方法

建立了串(并)联系统可靠度(不可靠度)置信下(上)限干涉模型,给出其置信度计算方法。在此基础上,严格证明了串联系统可靠度单侧置信下限等于各子系统可靠度单侧置信下限的乘积,并联系统不可靠度单侧置信上限等于各子系统不可靠度单侧置信上限的乘积,从而解决了这一长期悬而未决的难题。文中对目前工程上常用的串并联系统可靠度置信下限的计算方法进行了分析讨论,指出LM法、MML法、SR法等计算得到的串联系统可靠度置信下限和LR法、AO法等计算得到的并联系统可靠度置信下限误差较大,有时偏于危险,特别是当子系统无失效时,有些方法还无法计算。从对比算例可以看到,文中方法优于传统方法,且计算简单,便于工程应用。     

基于Bootstrap方法的小子样试验评估方法研究

Bootstrap方法是一种小子样试验评估方法。该方法在产生随机样本方面有不足之处,即产生的随机样本受到原始样本范围限制。因此本文在研究了用指数分布函数、Boltzm ann函数和三次多项式函数拟合修正样本经验分布函数的可行性之后,讨论用修正的样本经验分布函数替换传统Bootstrap方法中的经验分布函数,提出了基于Bootstrap方法的小子样试验评估方法。结论表明:采用Boltzm ann和三次多项式函数拟合修正样本经验分布函数后可使产生的随机样本不受原始样本范围限制,提高试验评估结果的精度,并附有算例说明所提出的方法。     

验前信息的决策方法

在一些实际的可靠性工程中,对产品提出可靠性指标(如可靠度、可靠度置信下限等)要求的同时,试验经费又决定了只能做少量的试验.在这种小子样数据情况下,Bayes方法所获的可靠性评估结论依赖于验前信息.为了评定产品是否满足可靠性指标,须给出验前信息的决策域.文中提出一种验前信息决策域的计算方法,并将其用于计算成败型和指数寿命分布型产品验前信息的决策域.通过两个算例说明以上方法是有效可行的.     

基于Bootstrap与SVM集成的可靠性评估方法

针对传统的可靠性评估方法应用于数控装备时遇到的非线性与准确度低等问题,提出一种适用于小子样情况的数控装备可靠性评估新方法.综合采用Bootstrap和支持向量机等方法建立了小子样条件下的可靠性评估模型,给出了可靠性评估全过程的统一建模语言序列图,并进行了实例仿真分析.结果表明,该方法能够较好地解决小子样条件下可靠性评估遇到的非线性和评估准确度低等问题,并能够给出可靠性评估结果的可信性度量.     

重载货车17号车钩疲劳寿命试验与可靠性预测

以小子样分析法研究重载车钩疲劳寿命及其可靠性。车钩疲劳试验用载荷谱按大秦线实测纵向车钩力编制,依据小子样设计的疲劳试验方法,进行车钩疲劳试验。采用Bootstrap方法,分析出17号钩体的安全运行里程与可靠度之间的关系。试验研究结果表明:17号钩体的疲劳可靠性基本与实际运行情况较好吻合。当前的车钩疲劳试验及可靠性分析方法可用来预测同类车钩产品的安全运行里程。     

成败型产品可靠性评价的加权Bayes方法

针对经典统计方法和传统Beyes方法的缺陷,基于卡方拟合优度检验,引入相似系数的概念,提出了一种基于多阶段试验信息的成败型产品可靠性评价的加权Bayes方法。通过计算各阶段试验信息和现场试验信息的相似系数,求出各阶段试验信息作为验前信息的置信下限,据此计算得到了产品的可靠性置信下限。仿真算例结果表明,该方法的计算结果介于经典统计方法和传统Bayes方法之间,与根据专家意见计算的结果最接近,评价结果更加合理。     

已知部分母体信息的结构可靠性评估

本文阐述了正态强度母体部分信息已知时所具有的工程背景和意义,从理论上证明了给定条件下的可靠性置信下限对应的置信度等于未知参数的单侧区间估计的置信度.文中着重对变差系数已知的情况进行了讨论,根据长期的工程经验和擞据积累,给出了一些典型结构的强度变差系数,用算例说明了此方法的适用性和优越性。最后指出:为了给出极小子样的可靠性评估的合适的结论,应尽量采用变差系数已知的评估方法;为了方便和促进结构可靠性设计与分析,应该制定变差系数规范。     

产品可靠性的Bootstrap区间估计方法

将Bootstrap估计方法引入到可靠性统计分析,提出了可靠性参数和特征量的Bootstrap区间估计方法;同时,通过对Bootstrap估计值进行纠偏处理,解决了小样本条件下Bootstrap区间估计的精度问题,并由此求得了某型航天电连接器可靠性模型参数的置信区间估计值。统计模拟的结果表明,经中位值纠偏求得的可靠性的置信区间,其估计精度能基本满足置信度的要求。     

基于不确定数据指数型产品贮存可靠性的置信下限

研究了产品具有不确定试验数据下指数型产品贮存可靠性的置信下限。基于产品的不确定数据，首先给出指数型产品贮存可靠性的极大似然估计，然后通过把产品各检测时刻的试验数据折合成某一时刻下产品的伪成败型试验数据，给出了产品贮存可靠性的近似置信下限的计算公式，给出了数字例，并对近似方法进行了模拟计算，结果表明效果较好。     

卫星动量轮轴承摩擦力矩性能可靠性动态预测

基于灰置信水平、自助-最小二乘法和最大熵原理建立动态预测模型,并应用于卫星动量轮轴承摩擦力矩性能可靠性的动态预测。首先,对摩擦力矩原始数据分组得到样本,并选定本征样本,提出了由灰置信水平求解各样本变异强度的新方法,进而求得各样本可靠度的实际值;其次,将紧邻的5个样本变异强度融入自助-最小二乘法线性拟合得到拟合系数,由最大熵原理得到下一个样本的变异强度预测值和上下区间;然后,持续更新紧邻的5个变异强度,得到各样本可靠度的预测值和上下区间,最终实现滚动轴承摩擦力矩性能可靠性的动态预测。试验结果表明,恒转速条件下可靠度预测误差均小于4.1%,变转速条件下可靠度预测误差不超过9.4%,充分验证了所提出动态预测模型的可行性和正确性。     

基于无失效数据工业机器人控制系统可靠性研究

对于工业机器人这类高科技、高可靠性的复杂机电系统,在定时截尾试验中,往往由于缺乏足够的失效数据而使得在产品的设计开发阶段不能采用常规的系统可靠性分析方法对其进行完整、详细的可靠性预测.鉴于工业机器人控制系统可靠性预测的重要性,文中系统、详细地介绍了无失效数据可靠性分析方法中的最小置信限法与经典方法,并通过仿真实例证明了无失效数据可靠性分析最小置信限法是值得信赖的,对于经典方法则给出了可靠度分布函数未知参数的详细估计过程.     

多元线性过程回归分析

提出多元线性过程的定义及其回归模型,建立多元线性过程回归分析方法,给出其回归方程和高置信水平、高可靠度的置信上、下限曲线.多元线性过程是具有线性函数均值和二次函数方差的独立增量随机过程,也是性能曲线测试和可靠性评估中常见的一类随机过程.传统方法在测定不同条件下产品的性能曲线时,要求在每一种条件下都测得一组样本函数,并对...     

多学科系统非概率可靠性分析研究

基于不确定参数的凸集合描述,研究了多学科耦合系统的非概率可靠性分析问题。由于多学科系统分析的迭代性质,直接求解非概率可靠性模型将包含两个嵌套的循环,计算量较大。本文根据“同时分析和设计(SAND)”的思想,建立了求解非概率可靠性指标的SAND模型,使其求解仅包含一个单级循环(优化过程),较大程度上减少了计算量。通过一个典型的多学科分析算例比较了两种方法的计算结果和计算量,表明本算法是合理有效的,同时比较了概率可靠性与非概率可靠性指标的异同。     

基于GO法汽车制动系统可靠性研究

采用GO法对某一型号汽车制动系统进行分析,根据其系统原理图,建立制动系统GO图,通过对系统定性和定量分析,推导操作符计算公式。在VC＋＋6.0环境下编制系统可靠度计算软件,提高了制动系统可靠性评估效率,为汽车设计和维修提供了理论依据。     

一种适用于复杂产品的可靠性评估方法

利用数理统计原理，针对复杂产品提出一种适用于其可靠性评定的矩拟合法。该方法是将部件和分系统试验数据折合成系统的试验数据，作为系统试验的验前信息，从而由二项式分布求任意置信度下的系统可靠度下限。计算方法简单实用，是复杂产品可靠性评定的较优方法。     

基于线性疲劳累积损伤理论的直齿圆锥齿轮传动可靠度计算

线性疲劳累积损伤可靠性理论认为零部件的可靠度取决于抗疲劳损伤强度大于疲劳损伤量的概率,本文将此理论应用于直齿圆锥齿轮传动的可靠性设计,建立单级载荷谱工况下可靠度计算模型,通过分析和计算直齿圆锥齿轮设计算例,结果验证了基于线性疲劳累积损伤理论的可靠度计算模型在直齿圆锥齿轮传动可靠度计算中的可行性与合理性,为机械零部件的可靠性设计提供了理论依据。     

串并联系统可靠度置信区间估计

针对复杂系统可靠性试验非常少甚至没有做的情况，提出了基于单元信息进行可靠性综合的方法。该方法不需假设系统或单元产品的寿命服从某一分布，减少了因寿命分布选择不当所造成的可靠性和方差的误差。在获得单元可靠性的均值和方差的基础上，利用系统可以分解为单一的串联或并联关系，通过逐步综合获得复杂系统的可靠性均值和方差估计值。利用系统信息熵原理，将部件的试验数据折合为系统的试验数据，获得系统的子样数。由此提出了小子样下的系统可靠性置信区间估计新方法，该方法只假设系统可靠性估计服从正态或对数正态分布。新方法使用限制少，计算简单，适用于系统数据较少的可靠性分析。