基于逆高斯壽命分布的貯存壽命試驗加速因子評估方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于逆高斯壽命分布的貯存壽命試驗加速因子評估方法，包括步驟建立基于競爭失效的逆高斯壽命分布的電子整機產品貯存壽命模型；分別計算基于逆高斯壽命分布的電子整機產品在實際使用條件下的平均貯存壽命與加速應力條件下的平均貯存壽命；根據(jù)所述實際使用條件下的平均貯存壽命與加速應力條件下的平均貯存壽命，計算得到電子整機產品的加速因子。因此，所述的基于逆高斯壽命分布的貯存壽命試驗加速因子評估方法能夠實現(xiàn)準確地對電子整機產品貯存壽命加速因子的評估。
【專利說明】
基于逆高斯壽命分布的貯存壽命試驗加速因子評估方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及可靠性試驗與評估技術領域，特別是指一種基于逆高斯壽命分布的貯 存壽命試驗加速因子評估方法。
【背景技術】
[0002] 目前，貯存壽命是裝備合同（或任務書)規(guī)定的一項重要的戰(zhàn)技指標。在開展整機 貯存壽命加速試驗驗證與評估過程中，由于整機產品其包含多個部件和材料，而不同部件 的老化速率對加速應力的敏感度不同。當增加應力以加速貯存失效過程時，其中某些薄弱 環(huán)節(jié)產品的加速因子就比其他薄弱環(huán)節(jié)產品較大，這樣就會產生加速不一致的問題。若任 選一個薄弱部件的加速因子作為整機加速因子，其結果難以反映實際情況。

【發(fā)明內容】

[0003] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提出一種基于逆高斯壽命分布的貯存壽命試驗加速 因子評估方法，能夠實現(xiàn)準確地對電子整機產品貯存壽命加速因子的評估。
[0004] 基于上述目的本發(fā)明提供的基于逆高斯壽命分布的貯存壽命試驗加速因子評估 方法，包括步驟：
[0005] 建立基于競爭失效的逆高斯壽命分布的電子整機產品貯存壽命模型；
[0006] 根據(jù)壽命模型，分別計算逆高斯壽命分布的電子整機產品在實際使用條件下的平 均貯存壽命與加速應力條件下的平均貯存壽命；
[0007] 根據(jù)所述實際使用條件下的平均貯存壽命與加速應力條件下的平均貯存壽命，計 算得到電子整機產品的加速因子。
[0008] 在一些實施例中，所述建立競爭失效的基于逆高斯壽命分布的電子整機產品存 壽命模型，包括：
[0009] 基于競爭失效模型，建立電子整機產品的可靠度模型；
[0010] 根據(jù)電子整機產品的可靠度模型，采用逆高斯壽命分布進行貯存壽命建模。
[0011] 在一些實施例中，所述基于競爭失效模型，建立電子整機產品的可靠度模型的步 驟包括：
[0012] 競爭性故障模型定義為:如果整機產品有η種失效因素，而每一種失效因素都獨立 的作用于所述整機產品，且都對應一定的失效時間，其中任何一種失效因素都會引起整機 產品失效，在所有的失效因素中，最早產生的那種失效因素出現(xiàn)時，將導致整機產品失效， 即整機產品失效時間為：
[0013] T=min{Ti,T2,...,Tn},
[0014]其中，T為整機廣品失效時間，Ti為任意失效因素的失效時間，η為大于等于1的任 意自然數(shù)；
[0015]假設Fdt)是任意失效因素的失效時間的累計失效分布函數(shù)，則整機產品的累計 失效分布函數(shù)為：
[0017] 其中，F(xiàn)i(t)為不同或相同的分布，但上式要求這η個分布必須是獨立的，當它們之 間不獨立時，即一種失效因素會引起另一種失效因素的情況下，則必須考慮各失效因素之 間的相互影響，需要對上式進行修正：
[0018] 任一失效因素起作用時，其對應的可靠度為：
[0020]其中，λ,α)是對應第i個失效因素的失效率，當η個因素同時起作用時，整機產品 的可靠度模型將是：
[0022] 在一些實施例中，所述根據(jù)整機產品的可靠度模型，采用逆高斯壽命分布進行貯 存壽命建模的步驟包括：
[0023] 對于電子或機電復雜整機產品，通常認為其組成部件、器件的壽命分布為逆高斯 分布：
[0025] 式中:μ稱為位置參數(shù);ν成為形狀參數(shù)。
[0026] 因此，令逆高斯分布為所述電子或機電復雜整機產品的壽命分布，設任一組成部 件、器件的參數(shù)為m，Vl，則任一組成部件、器件的概率密度函數(shù)為：
[0027] 令逆高斯分布為所述電子或機電復雜整機產品的壽命分布，設任一失效因素的參 數(shù)為m，Vl，則任一失效因素的概率密度函數(shù)為：
[0029]對服從逆高斯分布的壽命總體，其平均無故障工作時間為= 因此，所述電子 或機電復雜整機產品的1C存壽命建模公式為：
[0031] 在一些實施例中，所述計算基于逆高斯壽命分布的電子整機產品在實際使用條件 下的平均貯存壽命與加速應力條件下的平均貯存壽命，包括：
[0032] 電子整機產品在實際使用條件下平均貯存壽命為：
[0034]設整機產品某一部件在某一環(huán)境加速應力條件作用下的薄弱環(huán)節(jié)i(i = l，2,…， η)對應的加速因子為Μ，電子整機產品在加速應力水平下的平均壽命為：
[0036] 其中，μΑ-整機在加速應力條件下平均壽命;Aequipment-整機的實際加速因子;1^0- 整機正常應力條件下平均壽命;μ:·對應于使用條件下薄弱環(huán)節(jié)i的平均壽命;η-整機薄 弱環(huán)節(jié)產品數(shù)目。
[0037] 在一些實施例中，根據(jù)所述在實際使用條件下的平均貯存壽命與加速應力條件下 的平均貯存壽命，計算設備整機的實際加速因子為：
[0038] 根據(jù)所述加速應力下的平均壽命，得出逆高斯模型電子整機產品的加速因子為：
[0040] 從上面所述可以看出，本發(fā)明提供的基于逆高斯壽命分布的電子整機產品加速因 子評估方法，在整機產品貯存壽命建模的基礎上，根據(jù)產品在自然貯存狀態(tài)下與加速狀態(tài) 下的貯存可靠度相等的原則，針對于壽命服從逆高斯分布的電子整機產品給出了貯存壽命 試驗加速因子的評估方法。
【附圖說明】
[0041] 圖1為本發(fā)明實施例基于逆高斯壽命分布的貯存壽命試驗加速因子評估方法的流 程不意圖；
[0042]圖2為本發(fā)明實施例建立競爭失效的基于逆高斯壽命分布的電子整機產品貯存壽 命模型的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0043]為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照 附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。
[0044]需要說明的是，本發(fā)明實施例中所有使用"第一"和"第二"的表述均是為了區(qū)分兩 個相同名稱非相同的實體或者非相同的參量，可見"第一" "第二"僅為了表述的方便，不應 理解為對本發(fā)明實施例的限定，后續(xù)實施例對此不再一一說明。
[0045] 作為本發(fā)明的實施例，參閱圖1所示，為本發(fā)明實施例基于逆高斯壽命分布的貯存 壽命試驗加速因子評估方法的流程示意圖。所述的基于逆高斯壽命分布的貯存壽命試驗加 速因子評估的方法包括：
[0046] 步驟101，建立競爭失效的基于逆高斯壽命分布的電子整機產品貯存壽命模型。具 體實施過程如下，如圖2所示：
[0047]步驟201:基于競爭失效模型，建立電子整機產品的可靠度模型；
[0048]競爭失效是產品的一種重要失效模式。在可靠性理論中，產品喪失所規(guī)定的功能 稱為失效。對于大型產品，由于其內部結構及其外界工作環(huán)境的復雜性，引起產品失效的物 理、化學原因往往有多種，若發(fā)生任何一種原因均導致產品失效，稱此產品為競爭失效產品 (Competing Failure Modes)。導致產品失效的原因稱為產品的失效機理（Failure Mechanism)。例如，在電纜線的壽命試驗中，導致電纜失效的原因有：電纜線被擊穿、漏電流 指標超過規(guī)定臨界點及人為斷開等，其中任何一種原因均稱為產品的失效機理。
[0049] 具體的，在一些可選實施方式中，上述步驟可進一步包括以下步驟：
[0050] 競爭性故障模型定義為:如果整機產品有η種失效因素，而每一種失效因素都獨立 的作用于所述整機產品，且都對應一定的失效時間，其中任何一種失效因素都會引起整機 產品失效，在所有的失效因素中，最早產生的那種失效因素出現(xiàn)時，將導致整機產品失效， 即整機產品失效時間為：
[0051] T=min{Ti,T2, . . . ,Τη}(1),
[0052] 其中，Τ為整機產品失效時間，1\為任意失效因素的失效時間，η為大于等于1的任 意自然數(shù)；
[0053] 假設Fdt)是任意失效因素的失效時間的累計失效分布函數(shù)，則整機產品的累計 失效分布函數(shù)為：
[0055] 其中，F(xiàn)dt)可以為不同或相同的分布，但上式（2)要求這η個分布必須是獨立的， 當它們之間不獨立時，即一種失效因素會引起另一種失效因素的情況下，則必須考慮各失 效因素之間的相互影響，因此，需要對上式(2)進行修正：
[0056] 任一失效因素起作用時，其對應的可靠度為：
[0058]其中，λ,α)是對應第i個失效因素的失效率，當η個因素同時起作用時，整機產品 的可靠度模型將是：
[0060] 整機產品的總失效率將是對應時刻t的η個獨立的失效率之和，即：
[0061] λ(?) =λι(?)+λ2(?) + . . .+λη(?)(5)
[0062] 將式(5)稱為競爭失效產品失效率的加法準則。
[0063]步驟202:根據(jù)整機產品的可靠度模型，采用逆高斯壽命分布進行貯存壽命建模。 [0064]對于電子或機電復雜設備，通常可以認為其組成部件、器件的壽命分布為逆高斯 分布：
[0066] 式中:μ稱為位置參數(shù);v成為形狀參數(shù)。
[0067] 因此，令逆高斯分布為所述電子或機電復雜整機產品的壽命分布，設任一組成部 件、器件的參數(shù)為m，Vl，則任一組成部件、器件的概率密度函數(shù)為：
[0069]對服從逆高斯分布的壽命總體，其平均無故障工作時間為dilm，因此，所述電子 或機電復雜整機產品的1C存壽命建模公式為：
[0071] 步驟102,分別計算基于逆高斯壽命分布的電子整機產品在實際使用條件下的平 均貯存壽命與加速應力條件下的平均貯存壽命。
[0072] 作為一個實施例，所述計算基于逆高斯壽命分布的電子整機產品在實際使用條件 下的平均貯存壽命與加速應力條件下的平均貯存壽命，包括：電子整機產品某一部件在實 際使用條件下平均壽命為：
[0074]設整機某一部件在某一環(huán)境應力作用下的薄弱環(huán)節(jié)i(i = l，2, ···，!〇對應的加速 因子為Μ。整機在加速應力水平下的平均壽命為：
[0076] 其中，Μ-整機在加速應力條件下平均壽命;Aequipment-整機的實際加速因子;μ〇- 整機正常應力條件下平均壽命;μ:·對應于使用條件下薄弱環(huán)節(jié)i的平均壽命;η-整機薄 弱環(huán)節(jié)產品數(shù)目。
[0077] 步驟103,根據(jù)所述實際使用條件下的平均貯存壽命與加速應力條件下的平均貯 存壽命，計算得到電子整機產品的加速因子。
[0078] 在實施例中，根據(jù)所述在實際使用條件下的平均貯存壽命與加速應力條件下的平 均貯存壽命，可得出逆高斯模型設備的加速因子為：
[0080] 從上述實施例可以看出，本發(fā)明提供的基于逆高斯壽命分布的設備加速因子評估 方法，可以充分利用底層材料、元器件及部組件的加速試驗信息，結果置信度高；而且考慮 了各個部件的加速因子對整機加速因子的權重影響，因此更為合理;最后，整個所述的基于 逆高斯壽命分布的設備加速因子評估方法緊湊，易于實現(xiàn)。
[0081] 所屬領域的普通技術人員應當理解：以上任何實施例的討論僅為示例性的，并非 旨在暗示本公開的范圍（包括權利要求)被限于這些例子;在本發(fā)明的思路下，以上實施例 或者不同實施例中的技術特征之間也可以進行組合，步驟可以以任意順序實現(xiàn)，并存在如 上所述的本發(fā)明的不同方面的許多其它變化，為了簡明它們沒有在細節(jié)中提供。
[0082] 另外，為簡化說明和討論，并且為了不會使本發(fā)明難以理解，在所提供的附圖中可 以示出或可以不示出與集成電路（1C)芯片和其它部件的公知的電源/接地連接。此外，可以 以框圖的形式示出裝置，以便避免使本發(fā)明難以理解，并且這也考慮了以下事實，即關于這 些框圖裝置的實施方式的細節(jié)是高度取決于將要實施本發(fā)明的平臺的（即，這些細節(jié)應當 完全處于本領域技術人員的理解范圍內）。在闡述了具體細節(jié)(例如，電路）以描述本發(fā)明的 示例性實施例的情況下，對本領域技術人員來說顯而易見的是，可以在沒有這些具體細節(jié) 的情況下或者這些具體細節(jié)有變化的情況下實施本發(fā)明。因此，這些描述應被認為是說明 性的而不是限制性的。
[0083] 盡管已經(jīng)結合了本發(fā)明的具體實施例對本發(fā)明進行了描述，但是根據(jù)前面的描 述，這些實施例的很多替換、修改和變型對本領域普通技術人員來說將是顯而易見的。例 如，其它存儲器架構(例如，動態(tài)RAM(DRAM))可以使用所討論的實施例。
[0084] 本發(fā)明的實施例旨在涵蓋落入所附權利要求的寬泛范圍之內的所有這樣的替換、 修改和變型。因此，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所做的任何省略、修改、等同替換、改進 等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種基于逆高斯壽命分布的貯存壽命試驗加速因子評估方法，其特征在于，包括步 驟： 建立基于競爭失效的逆高斯壽命分布的電子整機產品貯存壽命模型； 根據(jù)壽命模型，分別計算逆高斯壽命分布的電子整機產品在實際使用條件下的平均貯 存壽命與加速應力條件下的平均貯存壽命； 根據(jù)所述實際使用條件下的平均貯存壽命與加速應力條件下的平均貯存壽命，計算得 到電子整機產品的加速因子。2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立競爭失效的基于逆高斯壽命分布 的電子整機產品1C存壽命模型，包括： 基于競爭失效模型，建立電子整機產品的可靠度模型； 根據(jù)電子整機產品的可靠度模型，采用逆高斯壽命分布進行貯存壽命建模。3. 根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于競爭失效模型，建立電子整機產 品的可靠度模型的步驟包括： 競爭性故障模型定義為:如果整機產品有η種失效因素，而每一種失效因素都獨立的作 用于所述整機產品，且都對應一定的失效時間，其中任何一種失效因素都會引起整機產品 失效，在所有的失效因素中，最早產生的那種失效因素出現(xiàn)時，將導致整機產品失效，即整 機產品失效時間為： T=min{Ti，T2, · · ·，Τη}， 其中，Τ為整機廣品失效時間，Ti為任意失效因素的失效時間，η為大于等于1的任意自然 數(shù)； 假設FKt)是任意失效因素的失效時間的累計失效分布函數(shù)，則整機產品的累計失效分 布函數(shù)為：其中，F(xiàn)dt)為不同或相同的分布，但上式要求這η個分布必須是獨立的，當它們之間不 獨立時，即一種失效因素會引起另一種失效因素的情況下，則必須考慮各失效因素之間的 相互影響，需要對上式進行修正： 任一失效因素起作用時，1對府的可靠麼為，， 其中，M(t)是對應第i個失效因素的失效率，當η個因素同時起作用時，整機產品的可靠 度模型將是：。4. 根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)整機產品的可靠度模型，采用逆 高斯壽命分布進行貯存壽命建模的步驟包括： 對于電子或機電復雜整機產品設備，通常認為其組成部件、器件的壽命分布為逆高斯 分布：式中:μ稱為位置參數(shù);v成為形狀參數(shù)。 因此，令逆高斯分布為所述電子或機電復雜整機產品的壽命分布，設任一組成部件、器 件的參數(shù)為m，Vl，則任一組成部件、器件的概率密度函數(shù)為： 令逆高斯分布為所述電子或機電復雜整機產品的壽命分布，設任一失效因素的參數(shù)為 m，Vl，則任一失效因素的概率密度函數(shù)為：對服從逆高斯分布的壽命總體，其平均無故障工作時間為= 因此，所述電子或機 電復雜整機產品的貯存壽命律樽公式為：5. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述計算基于逆高斯壽命分布的電子整機 產品在實際使用條件下的平均貯存壽命與加速應力條件下的平均貯存壽命，包括： 電子整機產品在實際使用條件下平均貯存壽命為：設整機產品某一部件在某一環(huán)境加速應力條件作用下的薄弱環(huán)節(jié)i(i = l，2, ···，!!)對 應的加速因子為仏，電子整機產品在加速應力水平下的平均壽命為： \ …/ 其中，Μ -整機在加速應力條件下平均壽命;Aequipment-整機的實際加速因子;1^0-整機 正常應力條件下平均壽命;m-對應于使用條件下薄弱環(huán)節(jié)i的平均壽命;η-整機薄弱環(huán) 節(jié)產品數(shù)目。6. 根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述在實際使用條件下的平均貯存壽 命與加速應力條件下的平均貯存壽命，計算設備整機的實際加速因子為： 根據(jù)所述加速應力下的平均壽命，得出逆高斯模型電子整機產品的加速因子為：
【文檔編號】G06F19/00GK105868543SQ201610177492
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月25日
【發(fā)明人】張生鵬, 李宏民, 張文偉
【申請人】航天科工防御技術研究試驗中心