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基于剩余寿命的劣化系统最优维修策略

兰州大学学报（自然科学版） 2011年第4期47卷 103-107页

作者：苏锦霞赵学靖李维国兰州大学数学与统计学院兰州730000 福州大学离散数学与理论计算机科学研究中心福州350002

考虑gamma型劣化可替换系统的最优观测/替换策略问题,给出了基于剩余寿命的观测函数,得到期望单位时间维修费用最小化准则下的最优维修策略.相对于传统的非周期观测策略,该方法只需要一个比例风险系数参数来确定检测时间,从而降低了策... 详细信息

考虑gamma型劣化可替换系统的最优观测/替换策略问题,给出了基于剩余寿命的观测函数,得到期望单位时间维修费用最小化准则下的最优维修策略.相对于传统的非周期观测策略,该方法只需要一个比例风险系数参数来确定检测时间,从而降低了策略优化过程的复杂性.数值模拟表明在系统长期使用的单位时间维修费用上,基于平均剩余寿命的策略可以得到比一些基于状态的维修策略更优的结果.

关键词：剩余寿命维修策略劣化 gamma过程

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考虑个体差异的车轮二元相关退化可靠性分析

安全与环境学报 2024年第8期24卷 3005-3014页

作者：齐金平冯洪刘晓宇薛康何鹏贺元玉兰州交通大学研究院兰州730070 兰州交通大学机电技术研究所兰州730070 宝鸡中车时代工程机械有限公司陕西宝鸡721000 中国铁路兰州局集团有限公司兰州730015

由于动车组车轮受加工装配及工况载荷等不确定因素的影响,车轮退化过程复杂,存在显著的个体差异及多个性能退化特征量,且多个退化特征量间相互耦合,仅考虑单个性能特征量难以全面反映其退化过程。因此,以轮缘和轮径作为车轮退化特征量,... 详细信息

由于动车组车轮受加工装配及工况载荷等不确定因素的影响,车轮退化过程复杂,存在显著的个体差异及多个性能退化特征量,且多个退化特征量间相互耦合,仅考虑单个性能特征量难以全面反映其退化过程。因此,以轮缘和轮径作为车轮退化特征量,通过随机化尺度参数表征车轮个体差异,采用gamma过程和Copula函数建立二元相关退化模型,并根据赤池信息准则(Akaike Information Criterion, AIC)筛选Copula函数,得到可靠度解析式。基于某型动车组车轮实测磨耗数据,对车轮进行可靠性分析,同时通过车辆动力学模型进行仿真验证。结果显示:考虑二元相关时的可靠性结果比仅考虑一元退化更贴近车辆实际运行情况;根据动力学仿真结果体现了考虑个体差异的必要性,表明所提模型能够更准确地表征车轮退化过程,可为可靠性分析以及维修决策优化提供理论支撑。

关键词：安全工程动车组车轮个体差异二元退化 gamma过程 Copula函数

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考虑多重劣化故障的装备最优视情维修策略

海军工程大学学报 2013年第3期25卷 72-77,90页

作者：葛恩顺李庆民王慎徐立海军工程大学兵器工程系武汉430033

针对装备维修工程实际中多重故障并发的问题,假设系统经历两个相互独立的劣化故障过程,设定相应的预防性维修阈值并定期对系统状态进行检测;基于gamma过程建立了该系统的视情维修决策优化模型,给出了系统在预定维修策略下的长期运行费... 详细信息

针对装备维修工程实际中多重故障并发的问题,假设系统经历两个相互独立的劣化故障过程,设定相应的预防性维修阈值并定期对系统状态进行检测;基于gamma过程建立了该系统的视情维修决策优化模型,给出了系统在预定维修策略下的长期运行费用率计算表达式,并以系统长期运行费用率最低为目标,对检测周期和两个维修阈值进行优化。通过算例分析了维修策略参数对于长期运行费用率及预防性维修概率的影响。计算结果表明:在给定模型参数下,存在一组最优维修策略参数(检测周期和维修阈值),能够使得系统长期运行费用率降至最低。

关键词：维修多重故障 gamma过程

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基于多元退化数据的RV减速器可靠性评估

机械传动 2023年第5期47卷 82-87页

作者：李金峰杨翊坤王西峰姚良博肖建明中机生产力促进中心有限公司北京100044 中国机械科学研究总院集团有限公司北京100044

针对RV减速器的可靠性评估需求,结合减速器传动误差及回差的性能退化试验数据,分别建立了可用于描述减速器性能退化过程的gamma过程传动误差及回差退化模型,利用最大似然估计法对退化模型参数进行估计。以上述两种模型作为一元边缘分布... 详细信息

针对RV减速器的可靠性评估需求,结合减速器传动误差及回差的性能退化试验数据,分别建立了可用于描述减速器性能退化过程的gamma过程传动误差及回差退化模型,利用最大似然估计法对退化模型参数进行估计。以上述两种模型作为一元边缘分布函数,通过Copula函数建立了RV减速器二元退化模型,并对该减速器的可靠性及预期失效寿命进行了评估。结果表明,基于传动误差和回差退化模型的可靠度评估结果与试验结果基本一致,模型能够较为准确地描述RV减速器的性能退化过程。Gaussian Copula函数较适合描述RV减速器二元退化指标间的相关性;采用该函数可得出该工况条件下RV减速器在任意可靠度时的预估失效寿命。

关键词： RV减速器可靠性评估 gamma过程 Copula函数

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基于工况-时间分布规律确定装备预防性维修间隔期

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火力与指挥控制 2015年第1期40卷 34-36,41页

作者：杨智李金寿董华玉镇江船艇学院江苏镇江212003

考虑到装备工况变化通常会影响到装备寿命,提出了一种基于工况-时间分布规律的装备可靠性评估及预防性维修间隔期的确定方法。采用gamma过程描述装备性能指标退化过程,以形状参数反映工况的变化,推导出基于工况-时间分布规律的装备寿命... 详细信息

考虑到装备工况变化通常会影响到装备寿命,提出了一种基于工况-时间分布规律的装备可靠性评估及预防性维修间隔期的确定方法。采用gamma过程描述装备性能指标退化过程,以形状参数反映工况的变化,推导出基于工况-时间分布规律的装备寿命分布;进而得到可靠度表达式,确定了预防性维修间隔期;最后给出了方法在某6300型柴油机中的应用实例,验证了方法的有效性。

关键词：工况-时间分布规律 gamma过程预防性维修间隔期可靠性

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基于B-S分布的加速退化模型

科学技术与工程 2012年第15期20卷 3572-3576页

作者：周广新郑龙朱娜王韶红国防科学技术大学长沙410073

对长寿命高可靠性产品,加速退化方法是获取其性能退化信息的有效手段。因此,建立科学合理的加速退化模型尤为重要。分析一般退化模型的基础上,利用B-S(Birnbaum-Saunders)分布对布朗运动、几何布朗运动和gamma过程等几种随机过程退化轨... 详细信息

对长寿命高可靠性产品,加速退化方法是获取其性能退化信息的有效手段。因此,建立科学合理的加速退化模型尤为重要。分析一般退化模型的基础上,利用B-S(Birnbaum-Saunders)分布对布朗运动、几何布朗运动和gamma过程等几种随机过程退化轨道建立形式统一的加速退化模型,并采用极大似然方法估计模型参数。最后针对某型自控温伴热电缆,利用所建模型进行加速退化分析,有效地验证了模型的正确性和合理性。

关键词：加速退化 B-S分布布朗运动几何布朗运动 gamma过程

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基于竞争失效的产品可靠性评估

火力与指挥控制 2020年第1期45卷 32-35,42页

作者：孙赟王瑛郭之俊李超朱法顺空军工程大学装备管理与无人机工程学院

为深入研究产品部件的可靠性,构建了竞争失效模型。基于退化失效和冲击失效的关联性建立竞争失效模型,在此基础上推导出产品的可靠度分析模型;引入gamma过程对自然退化失效过程建模,通过退化增量描述随机冲击对自然退化的影响;引入Pois... 详细信息

为深入研究产品部件的可靠性,构建了竞争失效模型。基于退化失效和冲击失效的关联性建立竞争失效模型,在此基础上推导出产品的可靠度分析模型;引入gamma过程对自然退化失效过程建模,通过退化增量描述随机冲击对自然退化的影响;引入Poisson过程对随机冲击失效过程建模,通过失效阈值的递减描述自然退化对随机冲击的影响;以具有退化失效和冲击失效特点的防滑刹车控制盒为对象,进行了可靠性对比分析,验证了竞争失效模型的合理性和有效性,为产品部件的可靠性评估提供了一种新的思路。

关键词：竞争失效可靠性分析 gamma过程 Poisson 过程

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基于裂纹扩展理论的结构强度退化模型

兰州理工大学学报 2014年第6期40卷 45-48,17页

作者：安宗文刘小刚高建雄兰州理工大学机电工程学院甘肃兰州730050

为了描述机械结构强度退化在整个寿命周期中的变化规律,本模型引用裂纹扩展理论,计算出不同载荷作用次数下临界裂纹值和结构裂纹扩展速率,根据临界裂纹值和结构剩余强度之间的关系模型,从而得到剩余强度随载荷作用次数的变化数据,由此... 详细信息

为了描述机械结构强度退化在整个寿命周期中的变化规律,本模型引用裂纹扩展理论,计算出不同载荷作用次数下临界裂纹值和结构裂纹扩展速率,根据临界裂纹值和结构剩余强度之间的关系模型,从而得到剩余强度随载荷作用次数的变化数据,由此建立基于裂纹扩展理论的结构强度退化模型.实例分析表明:利用裂纹扩展理论反求结构强度退化模型可以从材料微观方面分析零件结构强度退化量的动态变化规律,进而为零件结构的可靠性分析提供理论依据.

关键词：临界裂纹裂纹扩展速率强度退化 gamma过程

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基于非参数贝叶斯的ISAR稀疏成像研究

基于非参数贝叶斯的ISAR稀疏成像研究

作者：张毓西安电子科技大学

学位级别：硕士

逆合成孔径雷达（Inverse synthetic apertureradar,ISAR）由于其全天时、全天候、远作用距离、高分辨率等独特优势,在军事和民用领域中具有广泛的应用价值。在平稳目标、高信噪比等观测环境下,通过现有成熟的成像算法能够得到良好的成... 详细信息

逆合成孔径雷达（Inverse synthetic apertureradar,ISAR）由于其全天时、全天候、远作用距离、高分辨率等独特优势,在军事和民用领域中具有广泛的应用价值。在平稳目标、高信噪比等观测环境下,通过现有成熟的成像算法能够得到良好的成像结果。但在实际情况中,雷达可能受限工作模式而无法对目标进行连续观测,产生方位缺损回波。且目标所处的电磁环境愈加复杂,雷达接收的回波受到干扰和噪声的影响,使得回波信干噪比很低,回波数据中还不可避免存在初相校正后存在的残余相位误差,以及雷达系统不稳定和电磁波传播效应引起的相位误差,上述情况都会大大减弱传统成像算法的性能。由于ISAR图像的稀疏特性,可将ISAR高分辨成像问题转化为稀疏信号重构问题。非参数贝叶斯模型具有很强的灵活性,其参数空间能够适应观测数据的变化,因此为解决低信干噪比等复杂观测环境下的高分辨ISAR成像问题提供了新的解决思路。针对复杂环境下的高分辨ISAR成像问题,本文首先建立了ISAR观测的典型信号模型,然后介绍了基于数值优化和参数化贝叶斯的ISAR成像方法,再引入非参数贝叶斯先验,基于贝叶斯框架求解模型,探究基于非参数贝叶斯的ISAR成像方法。论文相关研究工作为提高我国成像雷达在复杂环境下的空间和空中目标探测能力提供理论与技术支撑。论文主要工作如下:第一部分阐述了稀疏ISAR的基本原理,首先推导了高分辨距离像和高分辨方位像的典型信号模型,然后分别介绍了基于正交匹配追踪（Orthogonal Matching Pursuit,OMP）和基于L1范数优化的ISAR成像方法,接着介绍了基于稀疏贝叶斯学习的ISAR成像方法,最后采用单维信号重构实验和实测数据实验来验证算法性能。第二部分针对回波数据存在随机相位误差而导致ISAR像散焦严重等问题,提出两种基于非参数贝叶斯的自聚焦成像方法。首先推导了存在相位误差情况下的回波信号模型,然后引入Beta过程先验构建层级概率模型,交替地利用Gibbs采样方法求解稀疏方位像以及利用最大似然法估计相位误差,提出了基于Beta过程的ISAR自聚焦成像方法。类似的,引入gamma过程先验,利用最大后验期望最大化（Maximum A Posteriori-Expectation Maximization,MAP-EM）算法求解重构问题,同样利用最大似然法计算相位误差,得到基于gamma过程的ISAR自聚焦成像方法。最后,仿真实验和实测数据实验验证了提出方法优于其它算法。第三部分针对噪声和干扰分布未知等复杂环境下的高分辨ISAR成像问题,提出一种基于gamma过程及稳健噪声建模的ISAR高分辨成像方法。利用高斯混合模型（Gaussian Mixture Model,GMM）对噪声建模,并引入gamma过程先验构造层级概率模型,再利用MAP-EM算法估计各个模型参数。最后,蒙特卡洛实验和实测数据的干扰抑制实验验证了该方法的有效性。

关键词：逆合成孔径雷达非参数贝叶斯 Beta过程 gamma过程自聚焦