考虑备件退化的贮备系统剩余寿命预测方法

摘要

针对非理想贮存条件下备件退化甚至失效，导致运行设备与备件组成的贮备系统实际运行寿命难预测的问题，提出了一种考虑备件性能退化的贮备系统剩余寿命预测方法。基于维纳过程分别建立了系统在运行和贮存条件下的随机退化模型，引入了随机效用刻画系统退化过程的个体差异性，推导出备件的时变退化状态分布及失效概率；结合运行条件下与贮存条件下的退化模型，推导出了首达时间意义下贮备系统剩余寿命分布的迭代求解方法；基于极大似然估计和贝叶斯理论，提出了模型参数的离线辨识和在线更新策略。通过数值仿真数据和某型号陀螺仪的实际数据进行实验验证，实验结果表明：所提方法的剩余寿命期望理论值与数值仿真结果高度吻合，且理论值与近似值的平均相对误差为0.030 3 h,验证了所提方法的理论正确性；同时，所提方法能够有效表征备件退化对于剩余寿命预测的影响，剩余寿命与真实剩余寿命的平均均方根误差为37.645 3 h,比不考虑随机效用的方法降低了1.004 h,预测精度显著提高。该方法为贮备系统剩余寿命预测提供了有效途径。

关键词

剩余寿命 / 退化过程 / 首达时间 / 贮备系统 / 备件退化

基金资助

国家自然科学基金资助项目（62373368,62203462）