关于加速寿命试验,一直是质量可靠性行业里面绕不开的话题,但是实施起来还是有一定的难度,关于加速寿命试验设计的论文,有名的期刊就有150多篇,有人还专门读完了这些论文,对其进行总结,又发表了一篇论文。加速寿命试验到底哪些场合诸如失效模式,失效原因,失效机理该运用加速寿命试验,这里我先不谈。如果您有兴趣,可以找我探讨。
本人运用Excel开发了加速寿命试验的原理的3D交互式动画,在培训过程中,运用这个动画讲解反应良好。这个动画形象的展示了,寿命数据分布模型的f(t),h(t)与参数的关系,加速应力,加速模型的关系。
加速寿命试验的测试计划,试验的开展需要达到通过数据分析,误差最小,同时还要能够省钱,测试的时间尽可能的短,古人说,鱼和熊掌不可兼得。但是我们作为公司的工程师存在的价值就是,通过自己的计算,既要得熊掌,还想要鱼。这就对试验方案提出了苛刻的要求,到底怎么样的试验方案能够达到这样的要求呢,这就需要复杂的计算方法。
测试计划设计求解器,计算量非常庞大,Excel自带的Sover根本无法胜任,通过重新开发求解器可以实现。里面涉及到众多数学方面的内容,寿命数据分布模型,应力-寿命加速模型(经验模型),决定推断的方差大小的费希尔信息矩阵,,矩阵的乘法,由于加速寿命试验,必然存在删失数据的问题,但是具体的删失情况在计划阶段是未知的,所以这里就用到了一个均值的办法,这个均值中含有一个变积分上限为函数的定积分表达式,这个定积分表达式的原函数为非有理函数,无法通过通常的解析的方式求出具体值参与计算,只能通过牛顿法求定积分,无约束鲍威尔迭代求极小值,函数的约束转换(有约束函数通过转换约束提拱给无约束鲍威尔法使用) :1)变量替换法(变量存在上下的问题的解决办法,存在EXP()超大指数的求幂的问题,必须另外的办法解决);2)非线性约束问题(两个变量一个必须比另一个要大一些的问题,惩罚函数法或者用栅栏函数法,这里用栅栏函数法感觉好一些)。优化求解存在这样的问题,函数在全域可能存在多个极小值点的问题,鲍威尔法只能求出局部的最小值,并不能一次就求出全域的最小值,所以必须通过随机多个初始值Seed,多个随机大小step的办法,反复的重复迭代,求出众多个最小函数值,通过比较就可以求出全域最小的那一个函数值,即为我们最终的优化解决方案。
试验计划完成,按照试验计划的方案开展试验并得到了试验数据,试验数据的分析,点估计肯定是不可取的,我们希望得到一个带置信水平的数据,同时推断出加速模型的数据。利用Excel 进行锰铁卡洛法可以求出加速模型的参数以及预测值的置信区间。
至此,从加速试验的原理-加速寿命的试验设计,再到最终的试验数据的处理都可以通过Excel来实现。
深圳总部:王女士18923445949
咨询邮箱:yjy956014@163.com
北京办事处:莫经理13581610008
公司地址:深圳市南山区南新路阳光科创中心B座1406