基于性能退化的系统可靠性评估(5)

目前暂未发现运用小子样技术分析退化数据的文献。

（3）基于退化数据的可靠性增长研究

可靠性增长是一个通过逐步改正产品设计和制造中的缺陷，不断提高产品可靠性的过程。在产品的寿命周期的早期阶段，产品的可靠性较低，随着增长管理的不断实施，产品

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国防科学技术大学研究生院学位论文

可靠性将逐渐增高，一直到可接受的要求为止。显然，在产品可靠性较低的阶段，性能退化过程也会较快，在增长的不同时期产品的退化率是不同的，因此利用各阶段产品的退化情况，可以进行产品的可靠性研究。

冯静博士对退化数据下的可靠性增长问题进行了研究[97]。

（4）退化模型的稳健性设计

目前处理退化数据的统计方法往往对数据和模型（主要指退化轨道和分布类型）比较敏感，特别是退化速度很慢，测量误差较大的情况下更是如此，所以应注意研究退化失效的稳健模型和方法。

目前暂未发现相关的研究文献。

（5）测量误差相关性分析

测量误差在退化失效模型及其统计分析中是一个很重要的问题，它对分析结果影响很大。目前的研究都是假设测量误差之间相互对立，但在某些条件下，测量误差之间可能存在相关性，这些问题还有待于进一步的分析和研究。另外，时变测量误差方差条件下的统计推断也需要进行深入研究。

目前暂未发现相关的研究文献。

（6）动态环境中的产品可靠性分析

产品的可靠性受所处环境影响，并且大多数产品的运行环境并非相对不变，例如在室外工作的产品，不同季节的环境条件对产品影响显然不同。当产品在动态环境中工作时，研究该条件下产品可靠性则需要将真实环境情况与产品的退化过程综合考虑才能得到较好的分析结果，利用传统的可靠性分析理论处理这类问题则比较困难。

环境变化影响产品的状态，不同的环境下产品退化的速度不同，因此从性能可靠性角度进行分析，利用退化数据可以研究该问题。目前基于退化数据研究动态环境中的产品可靠性的文献并不多见，Chen研究了室外环境下涂料、油漆等产品在环境作用下的退化情况，该文利用仿真方法模拟天气变化，并用时间序列模型分析产品的退化问题[37]。

（7）基于退化数据的系统级可靠性分析

所有系统都是由元件组成的，一般来说系统级的退化数据相对于元件来说比较少，如果仅利用系统自身的退化信息评定系统的可靠性，必然存在着信息不足的问题，因此进行系统级的可靠性分析时，需充分利用分系统、部件、元件等各级的退化信息或寿命数据，以扩大信息量；从另一个角度看，若能充分利用系统以下各级的信息，就可以使全系统一级的试验数量减少，从而节省产品的研制经费与研制时间。目前暂未发现相关的研究。

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§1.3存在的问题及解决思路

从上述研究现状分析中可知，基于性能退化数据的可靠性分析技术已取得了许多的研究成果，但仍有许多问题需要解决，下面仅就单元级产品基于退化数据的可靠性建模方面存在的问题进行分析，并给出一些解决思路。

1.3.1存在的问题

（1）基于随机过程的退化失效建模问题。

目前描述退化量主要利用随机系数或混合系数的回归模型，即采用退化轨道函数的形式进行退化失效建模，但是退化轨道函数在描述退化失效时是有缺陷的，轨道函数中的随机参数向量表示了产品个体的随机特性，它随个体的不同而取不同的值，从另一个角度来说，给定个体时，该个体的退化轨道函数是一个确定的时间的函数，而实际上，由于环境，内部材料变化的随机特性，个体退化过程也具有随机性。另外，产品在实际工作环境中往往会受到多种应力的综合作用，应力的作用过程也是随机的，因此，利用随机过程描述产品退化更符合工程实际，需要研究基于随机过程的退化失效建模问题。

（2）失效模式间相关情况下的竞争失效问题。

很多产品既有退化失效模式，也有突发失效模式，产品的失效是这两种失效模式竞争的结果，且这两种失效模式可能是相关的。目前对竞争失效的研究是在假设失效模式间独立的基础上给出的，因此，需要研究失效模式间相关时的竞争失效问题。

（3）随机失效阈值下的退化失效问题。

目前的退化失效分析基本上研究的是确定性失效阈值时的情况，然而，这种定义及其产生的单点型失效标准简单实用，有时却不尽合理，工程实际中很多退化失效问题的失效阈值是随机的，随机失效阈值下的退化失效问题是一个值得深入研究的问题，这将为更合理的描述和分析退化型失效问题开创新的途径。

（4）加速退化失效问题。

在很多退化失效问题中，产品的退化量随时间变化的极其缓慢，有时在很长的测量周期内，退化量的变化微乎其微，甚至这种微小的变化都比不上测量误差。当产品退化速度较慢时可考虑提高某些应力水平，加速产品的退化过程，利用加速退化数据，通过加速退化失效模型对产品进行退化失效分析。从现有的文献来说，加速退化失效问题研究的不是很多，已有的一些工作均是针对特定产品、特定模型进行的研究，这些工作还有不少值得

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