系統(tǒng)退化可靠性建模與評估

隨著高新技術的不斷發(fā)展和新材料、新工藝的不斷應用,產(chǎn)品(或系統(tǒng))
 
的高集成化、高智能化以及復雜性日益增強,傳統(tǒng)的基于失效(壽命)數(shù)據(jù)的
 
可靠性評估方法在工程實踐中面臨著小子樣、長壽命、失效少甚至無失效和復
 
雜相關性等一系列新的現(xiàn)實難題.基于性能退化的可靠性建模與評估技術作為
 
高可靠性和長壽命產(chǎn)品可靠性設計、試驗與評估的關鍵技術,是當前可靠性工
 
程領域的研究重點和熱點.本書結合工程實踐,考慮退化系統(tǒng)的運行特點和相
 
關影響因素,基于監(jiān)測收集的性能退化數(shù)據(jù),開展系統(tǒng)退化過程可靠性建模和
 
評估研究.
 
本書共９章.第１章緒論,分析了系統(tǒng)退化可靠性建模研究現(xiàn)狀和基本理
 
論,給出了相關概念、常用概率分布和定理.第２章介紹了基于隨機過程的系
 
統(tǒng)退化可靠性基礎模型,主要包括退化軌跡模型、分布函數(shù)模型、Poisson過
 
程模型、Wiener過程模型、Gamma過程模型和逆高斯過程模型等.第３章至
 
第７章分別針對多性能退化系統(tǒng)和多階段系統(tǒng),考慮動態(tài)閾值、校正行為、競
 
爭失效的影響,建立了不同的系統(tǒng)退化模型,提出了相應的可靠性評估方法.
 
其中,動態(tài)閾值主要包括線性閾值、區(qū)域閾值和隨機閾值三種不同情形,基于
 
Wiener擴散過程分別建立了系統(tǒng)退化模型,提出了相應的可靠性評估方法和
 
相關指標的求解方法;針對可校正系統(tǒng),依據(jù)經(jīng)典的Kijima模型建立了兩種
 
退化模型,給出了基于首達時(FirstPassageTime,FPT)分布求解系統(tǒng)可靠
 
性的新方法和基于偏微分方程的傳統(tǒng)求解方法;對于多階段系統(tǒng),同時考慮系
 
統(tǒng)校正行為,分別構建了確定型閾值和隨機型閾值兩種情形下系統(tǒng)退化數(shù)據(jù)模
 
型和過程模型,通過可靠性評估結果比較分析,驗證了閾值隨機性對系統(tǒng)退化
 
可靠性的影響規(guī)律;對于競爭失效系統(tǒng),考慮外部沖擊導致的系統(tǒng)突發(fā)失效
 
前　言
 
??Ⅱ　??
 
(硬失效)和實時校正行為影響下的退化失效(軟失效),針對兩種不同的沖擊
 
失效模式,基于一般軌跡模型和Wiener過程分別構建了系統(tǒng)退化模型,給出
 
了相應的可靠性評估方法. 第８章開展了基于一次一個(OneatA Time,
 
OAT)和基于概率密度分布的系統(tǒng)退化可靠性評估敏感性分析.第９章開展
 
了工程應用案例研究,在一定程度上驗證了模型方法的正確性和適用性.
 
本書內容主要來源于作者近年來的研究成果和公開發(fā)表的論文,同時參考
 
或直接引用了國內外專家學者的有關著作和論文資料.本書得到了國家自然科
 
學基金、軍隊預研基金等項目資助.在本書編寫過程中,得到了北京理工大學
 
崔利榮教授的悉心指導,以及沈靜遠副教授、劉寶亮副教授、張權副教授、高
 
洪達博士的有益幫助,在此一并表示衷心感謝.
 
鑒于作者水平有限,不妥和疏漏之處在所難免,敬請讀者批評指正.
 
作　者
 
２０２１年９月
 
系統(tǒng)退化可靠性建模與評估