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基于无失效数据的某型发动机可靠性参数Bayes估计

2021-01-28李东兵胡文林

海军航空大学学报 2020年5期

李东兵,胡文林

(1.海军参谋部某训练中心,北京100841;2.92728部队,上海200436)

在定时截尾试验中,对于高可靠性、高精度的产品,经常会出现极少失效甚至是无失效数据的情形[1-4]。如何在无失效数据情况下对产品的可靠性参数进行科学合理的评估,具有重要的理论和实用价值[5-10]。

文献[11]给出了泊松分布参数的期望Bayes(Expected Bayes,E-Bayes)表达式;文献[12]给出了只有一个失效数据时失效概率的E-Bayes估计;文献[13]在特定超参数先验分布的条件下,推导了失效率的EBayes 估计;文献[14]采用修正多层Bayes 方法对某型轴承的失效概率进行估计;文献[15]研究了复杂系统可靠度的多层Bayes估计。

这些文献虽然对可靠性参数作出了较为准确和稳健的估计,但大多只专注于某一类估计方法。

本文在某型装备发动机无失效数据服从指数分布时,探讨失效率的多层Bayes估计方法和E-Bayes估计方法,对比2种方法的推导证明过程,并结合实例数据分析得到可靠度的估计结果,指出E-Bayes 估计方法的结果更为准确和稳健,且计算更加方便。

1 失效率的多层Bayes估计

本文研究对象为某型装备发动机,已知其储存失效数据服从指数分布,其概率密度函数为:

式(1)中:t>0;0<λ<∞,λ 为指数分布失效率。

1.1 多层先验分布的确定

在指数分布下,失效率对应的共轭先验分布为Gamma分布[16],其密度函数为:

根据超参数的减函数构造法[17],对密度函数关于λ 求一阶导:

因而,当00 时,π(λ|a,b)为λ 的减函数。基于对Bayes 估计的稳健性考虑,超参数b 取值越大,先验分布的尾部将越细,这会使Bayes估计具有越差的稳健性[1]。因此,对b 设立一……

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