序降应力加速寿命试验(下)——优化设计篇

如何设计试验方案使试验评估结果更准确、试验代价更小,是序降应力加速寿命试验应用中面临的一个重要问题。以试验评估精度和试验代价共同需求为背景,建立一类新的基于加权系数的优化目标函数。为解决仿真优化设计过程中的计算量问题,在深入分析目标函数性质基础上,提出一种新的优化设计法——正交搜索法。与优化设计过程的全局搜索法不同,该方法能够逐次缩小目标函数值,快速逼近最优试验方案。最后通过仿真算例验证了新方法的正确性和高效性。     

竞争失效产品恒应力加速寿命试验优化新方法

对加速寿命试验设计优化的相关知识进行研究分析,确定以竞争失效产品恒应力加速寿命试验为应用背景。在对加速寿命试验统计分析深入研究的基础上,通过分析方案要素、约束条件等建立优化目标函数,提出基于模拟退火算法的优化方法和具体实现思路。最后通过实例验证方法的可行性和实用性。     

加速寿命试验研究综述

在国防武器设备和民用工业等领域,高可靠、长寿命产品被大量研发和生产,因而可以提前暴露该类产品薄弱环节的加速寿命试验技术得到了广泛研究和应用。介绍了加速寿命试验技术常用的试验类型和寿命分布,阐述了基于不同寿命分布的加速寿命试验数据统计方法,对新兴的步降应力加速寿命试验技术和加速寿命试验优化设计方法的研究状况进行了总结和分析,对未来加速寿命试验技术在军用后勤装备领域的研究进行了展望。     

基于仿真的竞争失效产品步降加速寿命试验优化设计

针对竞争失效产品加速寿命试验存在试验时间长、费用高、效率低的问题,提出了一种基于Monte-Carlo仿真的竞争失效产品步降加速寿命试验优化设计方法.采用Monte-Carlo对步降加速寿命试验进行仿真模拟,以正常使用应力下的p阶分位寿命渐进方差估计最小为目标,以各试验应力水平及对应应力下的试验截尾数作为设计变量,采用MIE理论进行统计分析,建立了基于仿真的竞争失效产品步降加速寿命试验优化设计模型.最后,通过实例分析表明:该方法具有可行性、有效性.     

基于非参数统计的加速退化试验优化设计北大核心

加速退化试验优化设计研究如何在有限的费用约束下设计方案以减少试验评估误差。采用参数统计分析试验数据需要假设分布函数,当假设错误时会引起较大的误差,而采用非参数统计分析,通过数据本身来寻找合适的回归模型则可避免这一问题。以试验费用为约束,进行加速退化试验优化设计,给出各优化变量:试验应力水平、各应力水平下样本量、性能监测次数和监测间隔,最后通过仿真算例说明该加速退化试验优化设计方法的应用。     

竞争失效场合仿真基加速试验优化设计方法

竞争失效场合加速试验技术是加速试验由简单结构产品向复杂结构产品推广应用的基础,而如何设计试验方案使统计结果最准确、代价最小,是其中的主要研究内容之一.针对传统解析优化方法推导过程比较复杂的问题,提出了一种基于Monte Carlo仿真的竞争失效场合加速试验优化设计方法.在备选方案较多的情况下,通过引入曲面拟合进行间接优...     

涡轮盘疲劳寿命可靠性设计仿真及优化策略

涡轮盘是航空发动机主要部件之一,一旦发生破坏性故障将导致严重的后果。在充分考虑影响涡轮盘高低周复合疲劳寿命因素不确定性基础上,以MATLAB为平台,设计了涡轮盘高低周复合疲劳寿命可靠性优化设计的联合仿真平台。利用寿命函数和寿命可靠性分析极限状态函数中的共性需求,提出了在优化迭代的过程中自适应构建寿命函数Kriging模型和寿命可靠性极限状态面Kriging模型时共用训练样本点的策略。同时,提出了一种构建寿命函数Kriging模型的学习函数。使用所搭建的疲劳寿命可靠性优化设计平台,完成了某型涡轮盘盘心、榫槽以及涡轮盘系统高低周复合疲劳寿命的可靠性优化设计。结果表明,最优设计方案的局部最大应力显著降低,均值寿命大幅提高,并满足可靠性约束。     

对数正态分布加速因子的Bayes估计

基于对数正态分布形式以及分布对数标准差不变的条件,运用Bayes方法对对数正态分布加速寿命试验条件下的加速因子进行分析。首先基于全寿命试验数据和随机变量函数分布的理论推导出加速因子的先验分布;然后由Bayes公式结合少量的现场截尾试验数据,得出加速因子的Bayes估计模型;最后给出实例进行说明。     

考虑外场差异的步进加速寿命数据可靠性评估方法

针对寿命服从双参数Weibull分布的机电产品,进行单应力、定时转换的步进加速寿命试验,研究加速寿命试验数据下的可靠性评估问题。考虑到外场多应力环境与实验室单一应力环境之间的差异性,构建基于修正系数的分布参数计算模型;开展步进加速寿命试验过程的统计分析,建立各应力下的累计分布函数关系;构建极大似然函数,运用数值迭代法,求解未知参数估计;结合某型机电产品进行仿真方案设计,采用Monte Carlo仿真方法产生样本数据,通过对比分析说明所提出的模型评估精度更高。     

可靠性强化试验与加速寿命试验综述

介绍可靠性强化试验与加速寿命试验的基本概念 ,并进一步综述强化试验与加速寿命试验的国内外研究现状 ,最后对强化试验与加速寿命试验领域可能的研究方向进行归纳总结。     

Design of accelerated life testing plans under multiple stresses

Accelerated life testing (ALT) using multiple stresses is commonly used in practice to resemble the operating stresses at normal operating conditions and obtain failure observations in a much shorter time. However, to date, there is little research into the theory of planning ALT for reliability estimation with multiple stresses. ALT with multiple stresses can result in a large number of stress‐level combinations which presents a challenge for implementation. In this article, we propose an approach for the design of ALT plans with multiple stresses and formulate multistress test plans based on different objectives and practical constraints. We develop a simulated annealing algorithm to efficiently determine the testing plan parameters. We demonstrate the proposed method with examples based on an actual test conducted using three stress types. The obtained optimal test plans are compared with those based on fractional factorial design. © 2013 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics 60: 468–478, 2013     

序列近似优化方法

随着工程优化中仿真模型精度和计算时间的不断提高,常规的智能优化方法难以在可接受的计算代价中得到最优解。序列近似优化方法通过将近似模型技术引入优化过程,并采用不断更新采样点的方法来指导寻优,在基于计算耗时模型的优化中得到了越来越广泛的应用。通过论述序列近似优化方法的若干关键技术及其发展现状,可有效指导其在工程优化中的应用,并给出了序列近似优化方法可能的改进方法及发展趋势。     

信息熵与TOPSIS装备保障力量部署方案优化

针对装备保障力量部署方案复杂性和模糊性特点,在分析装备保障力量部署的内容、影响因素及方案优化目的基础上,建立了装备保障力量部署方案评估指标体系,采用信息熵理论来确定评估指标的权重,并提出了基于熵权TOPS IS的装备保障力量部署方案优选方法,使装备保障力量部署方案决策更加科学合理,具有一定的实用性。     

Statistical equivalency and optimality of simple step‐stress accelerated test plans for the exponential distribution

Accelerated life testing (ALT) is commonly used to obtain reliability information about a product in a timely manner. Several stress loading designs have been proposed and recent research interests have emerged concerning the development of equivalent ALT plans. Step‐stress ALT (SSALT) is one of the most commonly used stress loadings because it usually shortens the test duration and reduces the number of required test units. This article considers two fundamental questions when designing a SSALT and provides formal proofs in answer to each. Namely: (1) can a simple SSALT be designed so that it is equivalent to other stress loading designs? (2) when optimizing a multilevel SSALT, does it degenerate to a simple SSALT plan? The answers to both queries, under certain reasonable model assumptions, are shown to be a qualified YES. In addition, we provide an argument to support the rationale of a common practice in designing a SSALT, that is, setting the higher stress level as high as possible in a SSALT plan. © 2012 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics, 2013     

基于最大后验风险的多层Bayes方法

为了对指数型产品进行可靠性鉴定,首先给出了失效率的多层先验分布,然后从最大后验风险的角度,运用Bayes方法,制定出可靠性鉴定试验方案.按照此鉴定试验方案,缩短了试验时间,从而降低了鉴定试验所需的费用.     

Planning accelerated life tests for censored two‐parameter exponential distributions

We consider optimal test plans involving life distributions with failure‐free life, i.e., where there is an unknown threshold parameter below which no failure will occur. These distributions do not satisfy the regularity conditions and thus the usual approach of using the Fisher information matrix to obtain an optimal accelerated life testing (ALT) plan cannot be applied. In this paper, we assume that lifetime follows a two‐parameter exponential distribution and the stress‐life relationship is given by the inverse power law model. Near‐optimal test plans for constant‐stress ALT under both failure‐censoring and time‐censoring are obtained. We first obtain unbiased estimates for the parameters and give the approximate variance of these estimates for both failure‐censored and time‐censored data. Using these results, the variance for the approximate unbiased estimate of a percentile at a design stress is computed and then minimized to produce the near‐optimal plan. Finally, a numerical example is presented together with simulation results to study the accuracy of the approximate variance given by the proposed plan and show that it outperforms the equal‐allocation plan. © 1999 John Wiley & Sons, Inc. Naval Research Logistics 46: 169–186, 1999     

装备备件管理技术综述

备件管理水平的高低直接影响着装备保障能力的发挥和使用保障费用的维持，备件管理现已成为世界范围内的研究热点。通过对国内外有关备件管理文献的分析，总结了备件管理在备件分类方法、需求预测与确定、库存控制与优化3个方面的研究现状。分析结果表明：备件管理将向多因素综合考虑的备件分类方法，基于备件需求不确定性的预测技术以及基于计算机辅助技术、物流和供应链管理等方向发展。     

Models for production planning under power interruptions

We present a robust optimization model for production planning under the assumption that electricity supply is subject to uncertain interruptions caused by participation in interruptible load contracts (ILCs). The objective is to minimize the cost of electricity used for production while providing a robust production plan which ensures demand satisfaction under all possible interruption scenarios. The combinatorial size of the set of interruption scenarios makes this a challenging problem. Furthermore, we assume that no probabilistic information is known about the supply uncertainty: we only use the information given in the ILC to identify an uncertainty set that captures the possible scenarios. We construct a general robust framework to handle this uncertainty and present a heuristic to compute a good feasible solution of the robust model. We provide computational experiments on a real‐world example and compare the performance of an exact solver applied to the robust model with that of the heuristic procedure. Finally, we include the operational impact of interruptions such as “recovery modes” in the definition of the uncertainty set. © 2013 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics, 2013     

一种新的双应力加速寿命试验研究（Ⅰ）——方法篇

加速寿命试验是高可靠长寿命评估中的常用方法,广泛应用于武器装备的定寿与延寿。在现有加速寿命试验的基础上,本着提高加速试验效率和减少试验费用的目的,提出了一种新的双应力加速寿命试验方法———双应力交叉步降加速寿命试验,并通过理论模型的建立,运用Monte-Carlo仿真对该试验方法的有效性进行了验证。研究结论表明,该方法应用于电子装(设)备的长寿命评估具有明显高于现有加速寿命试验的加速效率。