张志辉:装备寿命定时试验方案设计研究∗论文

张志辉:装备寿命定时试验方案设计研究∗论文

摘 要为了增强装备寿命定时试验方案设计科学性,提高研制、使用双方承担的试验风险计算精度,对风险计算方法进行了改进。同时基于改进的风险计算方法和风险相当原则,设计了4个装备寿命定时试验方案供选择使用。

关键词装备寿命;定时试验;试验风险

1 引言

随着科学技术进步,我国国防武器装备发展方向已经从解决有无转变为提高武器装备质量[1~5]。其中可靠性指标已经成为决定当前装备是否好用、顶用的最重要瓶颈指标。目前武器装备寿命类可靠性指标一般采用MTBF(平均故障间隔时间)进行衡量[6~9]。由于科研成本的增加、研制周期的缩短,大样本、长时间的试验已经不可能。如何采用小样本,短时间且科学合理地对装备寿命指标进行考核将是我们试验中经常面临的主要问题。本文从提高试验风险计算精度出发,对定时试验方案设计进行研究。

因此,同伴反馈分为肯定性反馈、指正性反馈和其他三种反馈大类,再细分为整体肯定、局部肯定、负面评价、定位、直接纠错、错误分析、重述、回应、信息补充、提供样例、理解核实、解释需求、提出问题、建议、意见解释、内容解释、讨论邀请、谦辞、反思、移情、概括句、问候、互动、祝愿和感谢等25个子类。

2 经典假设检验方法计算试验风险

目前,MTBF试验风险计算一般采用经典假设检验方法,如GJB899A-2009可靠性鉴定和验收试验附录A.5中的定时试验统计方案。

一般认为固定时间T内,发生r次故障服从泊松分布[1~2,10~13],即条件概率为

其中:T为定时试验时,单个样本方案的试验时间或多个样本试验时间和;r为该时间内发生故障总次数(该故障发生后迅速修复,修复时间不计入T)。θ为MTBF的真值。

使用方风险:

从上述表中数据可以看出,采用经典假设检验方法计算的使用方风险总体偏小,研制方风险总体偏大,因此用之设计定时试验方案对使用方不利,即该国军标定时试验统计方案有利于研制方。

采用假设检验的方法,需做如下假设[1]:

对双方风险进行计算[2],研制方风险:

其中:H0为原假设,H1为对立假设。

为使控制算法更易实现,采用二维模糊控制器进行设计。以XOZ平面为例,纠偏控制器由2个模糊控制器构成,一个模糊控制器的输入量为偏移εXOZ和偏移改变量ΔεXOZ,另一个模糊控制器的输入量为角度偏差θXOZ以及角度偏差改变量ΔθXOZ,2个模糊控制器最终得到2个液压缸压力差ΔPXOZ-1、ΔPXOZ-2,通过式(1)进行结合,结合系数为α。

使用方风险:

其中r0为在定时试验时间内最小拒收故障次数。

该方法是在没有计算机辅助条件下,无法大容量计算时,多采用的一种近似计算方法。事实上,MTBF的真值θ可能是区间(0,+∞)内的任一值,但采用此方法做了一个非此即披的假设,即MTBF的真值θ被假设为不是θ0就是θ1,该假设本身引入了较大误差。同时引入了不确定的参数鉴别比d,该参数对风险预测有较大影响,选择不同的鉴别比,往往得出不同的试验结论,甚至相反结论;因此试验方案设计时,对于鉴别比选择,研制方和使用方很难达成一致意见。为了消除假设造成误差和鉴别比选择问题,需要改进试验风险计算方法。

3 试验风险计算方法改进

计算试验风险需要用到MTBF真值θ的先验概率π(θ),因此首先研究先验概率。为了使鉴定试验尽量不受先验干扰,选择无信息先验作为先验概率,同时需要满足在本次试验前,装备寿命指标满足与不满足要求概率相同,即P(θ≥θ0)=P(θ<θ0)=0.5。先验概率密度选择以下函数:

总之,本研究首次发现AIS患者家族中DOCK9基因突变的存在,并且以复合型杂合隐性方式遗传给后代。今后需要构建动物模型对DOCK9在纤毛发育中的具体机制进行深入探讨,以解释DOCK9基因突变在AIS发生机制中的作用。

根据全概率公式证明过程[1]的其中部分可得:

其中:θ0为MTBF最低可接受值,r0为最小拒收故障次数,T为定时试验方案设计的试验时间。

其中:A、B、C为事件。则:

研制方风险:

(四)以滚动计划为核心的作业许可管理。储运作业具有需敏捷管理的特点,敏捷管理的核心就是要根据现有资源,排定应对计划变动的需求池。以天为最小单位的滚动执行计划,是易于实践的敏捷计划管理实践之一。在实际运用中,采取了三天滚动计划的管理方法,要求变动的计划申请除限定范围的紧急需求外,均安排在三天后进行;稳定了正常的作业安排,也使得工作所需的资源准备更加充分。

很多人都奇怪,为什么自己在别人的打呼声中睡不着,却听不到自己在打呼呢?这是因为,人体神经中枢在向肌肉传递动作信号时还会产生一份信号拷贝,并将其与感觉系统的信号进行比较。如果信号一致,你就对自己的动作将产生的变化有了“防备”,从而减少对自发动作的反应。

取样日期为生长前期(6月27日,DAP30)、生长中期(7月26日,DAP60)和生长后期(9月22日,DAP118).生育期期间每隔1~2 d,采用称质量法补充水分,并记录浇水量.

两种计算方法风险对比结果如表1所示。其中改进算法可利用了Matlab软件工具进行计算。

表1 两种算法风险计算对照表

使用方风险β 13.5 16.71 14.81 23.38 26.99 24.06 34.42 38.78 35.96 16.74 24.33 36.66方案 1234567891 0试验时间比K( K=T/θ0)最小拒收数r 0 30 19.9 14.3 9.4 6.2 3.9 3.1 1.8 1.4 5.4 1.9 0.37 37 26 18 14 10 11 12 6643731经典假设检验方法计算结果[2]鉴别比d 1.5 1.5 1.5 2.0 2.0 2.0 3.0 3.0 3.0 1.5 2.0 3.0研制方风险α1 12 10.9 19.7 9.6 9.8 19.9 9.4 10.9 17.5 29.8 28.3 30.7使用方风险 β1 9.9 21.4 19.6 10.6 20.9 21.0 9.9 21.3 19.7 30.1 28.5 33.3改进算法计算结果研制方风险α 0.75 0.81 2.04 1.02 1.29 4.01 1.69 2.58 4.97 5.99 9.65 17.35

定义鉴别比为 d=θ0/θ1。其中:θ0为MTBF最低可接受值,θ1为MTBF不可接收值。

4 定时试验方案设计

试验方案设计受研制方风险、使用方风险和时间成本三者约束。目前,试验采用风险相当原则是一个较为普遍做法,即研制方和使用方选择试验承担的风险相当。

由于拒收数r0为整数,风险计算值不连续;选定r0后,研制方风险α是K的增函数,使用方风险β是K的减函数,总存在一个k使得α=β=m;其中m由r0唯一确定,是r0的离散减函数。因此定时试验方案设计先选择一个风险要求,再基于风险相当原则,选出满足该风险要求且最接近风险要求的值。

表2 装备寿命指标定时试验方案设计

使用方风险β 4.98%9.79%18.95%25.22%方案1234试验时间比K(K=T/θ0)30.361 7.382 1.482 0.570最小拒收数r 0 31 821风险设计要求5%10%20%30%研制方风险α 4.97%9.79%18.95%25.22%

风险要求分别设置为%5、%10、%20、%30,利用Matlab工具,通过选择不同试验时间比K(间隔取0.001)和不同最小拒收数r0进行风险遍历计算,可获得装备寿命指标定时试验方案设计如表2所示。

试验方案选择时,可以根据试验时间和允许承担的风险进行综合权衡,一般选择方案2。

试验后,对 MTBF 真值 θ 估计值可取 T r[2,8],对表2中各方案的估计值简要计算如表3所示。从表3可以看出,拒收时θ估计值小于θ0,接受时θ估计值大于θ0,与常识情况一致。

表3 装备寿命估计值

方案1234试验时间比K( K=T/θ0)30.361 7.382 1.482 0.570最小拒收数r0 31 821拒收时估计值(× θ0)≤0.979≤0.923≤0.741≤0.570接受时估计值(× θ0)≥1.012≥1.055≥1.482+∞

5 结语

本文对风险计算方法进行了改进,使研制方和使用方承担的试验风险计算更为准确,计算结果与常识情况较为一致。与常用的GJB899A-2009中的定时试验统计方案风险计算结果进行了对比分析,结果表明该国军标有利于研制方。同时采用风险相当原则设计了4个定数试验方案供选择,用户可根据可承担的风险和愿意花费的试验时间综合权衡选择方案。

4.God bless you and your family at Thanksgiving and always!

参考文献

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Study of Equipment Life Timing Test Design

ZHANG Zhihui
(No.91404 Troops of PLA,Qinhuangdao 066000)

AbstractIn order to enhance the scientificalness of the design of the equipment life timing test scheme and to improve the accuracy of the experimental risk calculation undertaken by both sides of development and use,the risk calculation method has been improved.At the same time,based on the improved risk calculation method and the principle of risk equivalent,four equipment life timing test schemes are designed for use.

Key Wordsequipment life,timing test,test risk

中图分类号D035.39

DOI:10.3969/j.issn.1672-9730.2019.08.037

∗ 收稿日期:2019年2月13日,

修回日期:2019年3月25日

作者简介:张志辉,男,工程师,研究方向:雷达对抗。

Class Number D035.39

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