比例危险模型及其在产品竞争失效分析中的应用

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1、第25卷第3期广东工业大学学报Vo1．25No．32008年9月JournalofGuangdongUniversityofTechnologySeptember2008比例危险模型及其在产品竞争失效分析中的应用吴进煌，徐德民(西北工业大学航海学院，陕西西安710072)摘要：利用比例危险模型分析了突发失效与退化量的关系，给出了竞争失效的一般模型及模型的参数估计方法，利用所给模型对强激光装置所用的金属化膜脉冲电容器进行了可靠性分析．关键词：可靠性；比例危险模型；竞争失效；金属化膜脉冲电容器中图分类号：TBll4．3文献标识码：A文章编号：1007-7162

2、(2008)03-0036-04产品失效通常是其内在的失效机理与外部环境回归模型研究了退化失效的情况；Oliveira和Colosi—及工作条件综合作用而产生的，这是一个复杂的过ino[5利用退化数据对汽车轮胎进行了可靠性评估．程，但从产品丧失功能的形式来看，失效可分成为两针对以上分析，在考虑突发失效与退化量相关种类型：若产品在工作或存储过程中一直保持或基的情况下，笔者利用比例危险模型来研究突发失效本保持其所需的功能，但在某一时刻，这种功能突然与退化量关系，给出了突发失效与退化失效共存时完全丧失，则称这种现象为突发型失效(硬失效)；的竞争失效一般模型及参数

3、估计方法．若产品的功能随时间的延长而逐渐缓慢下降，直至1基于比例危险模型的竞争失效分析无法正常工作的状态(通常规定一个评判的临界值，即退化失效标准)，则称此种现象为退化型失效不失一般性，设产品性能退化量为(t)，它是(或称为软失效)．任何产品在使用过程中性能总是时间连续的随机变量，退化失效阈值为z，即当()发生着退化，该过程是必然的，突发失效在使用过程≥Z时产品发生退化失效；另外，产品还具有一个突中可能发生也可能不发生，产品的失效是这两种失发失效模式，突发失效可能受产品退化量的影响，一效竞争的结果．退化数据中包含着大量的可靠性信般情况下，某一时刻退化量越大

4、，突发失效出现的可能性也越大．息，考虑产品退化失效与突发失效共存情况下的竞争失效问题，充分利用产品性能退化信息研究产品设t时刻退化量的分布函数为G(；t)，相应的密度函数为g(；t)，发生退化失效时间记为，的可靠性更具实际与理论意义．实际上退化信息可根据退化型失效模式的失效判据，仅考虑退化时产以帮助工程人员找到合适的失效机理模型，利用退品在t时刻的失效概率为化数据可以较早地对产品进行可靠性分析而不必等(，)=P(≤)=P(()≥f)=1一G(Z；f)．到其失效，当失效数据很少或没有失效数据时，也可{G(；t)；>10}是一个带有时变参数的分布族，以通过退化

5、数据进行可靠性分析．设其未知时变参数为O(t)=(0()，⋯，())．Yang和Xue使用正态随机过程来研究状态设突发失效时间为，突发失效在某一时刻出连续产品的可靠性，该文对突发型失效与退化型失现的概率受产品该时刻退化量的影响，因此突发效共存的情况作了简单的分析；Zuo[=2在总结Yang失效时间的危险函数可表示为(tI)，则其条和Xue工作的基础上，对其分析方法做出了改进，使件生存函数及条件失效分布函数为之能适用于非同时测量的情况，并利用突发失效出现概率的形式给出了突发失效与退化失效共存时的月^(tJ)：P{>tl}=e-Jl，(1)可靠性模型，但模型过

6、于简化，适用性不强；F^(tl)=P{≤tl}=1一R(tl)=Huang分析了当突发型失效与退化型量无关时的1一。一(r．(2)情况，并得出了一些结果．另外，Crk_4采用多重多元由于突发失效受产品性能退化量的影响，为收稿日期：200703—30基金项目：海军装备改革重点项目(2005—116)作者简介：吴进煌(1963一)，男，研究员，主要研究方向为导弹武器、可靠性工程第3期吴进煌，等：比例危险模型及其在产品竞争失效分析中的应用37确定的条件生存函数R(I)，需要研究突发失样品的情况．效时间与伴随变量之间的关系，一种办法是通过假设t时刻退化量分布密度函

7、数为g(，O(t))，回归模型来进行，在回归模型中突发失效时间与退其中o(t)为时变参数向量，它是时间t的函数：化量的相关性可明确表示．当突发失效时间的危险O(t)=(0(t)，⋯，(t))：((t；c，c2，⋯，函数在不同伴随变量和：下的I=(tI)(tCr)，⋯(t；c，c：，⋯，Cr))，(7)l：)不随时间t变化时，可用比例危险模型来分其中(1，2，⋯，P)的形式已知，参数向量C=析突发失效时间与退化量问的关系．对于突发失效(C，c，⋯，C)未知．将该次试验中的所有测量时间点按大小排序：

8、有如上性质，则其⋯1F$；．=1，2，⋯，)为条件危险函数可写为，