小子样产品可靠性评定技术
西北工业大学航海工程学院口梁庆卫 宋保维 邵成 李正
摘 要: 可靠性评定是可靠性技术发展的重要研究方向之一，小子样产品可靠性评定技术由于信息量少，一些成熟的统计学方法并不适用于小子样情况。文章评述了国内外在小子样产品可靠性评定方面的研究现状，给出了工程上常用的可靠性评定Bayes方法、信息嫡法、近似正态法、拒估计法的数学模型和计算方法，讨论了小子样产品可靠性评定急需解决的主要问题，并对其今后的发展方向做了展望。
关键词: 可盒性评定,模糊性,灰色性,小子样
Small一scale Reliab们ity Assessment Method
Keywords:reliabilitya ssessment;fuzzyc haracter;gray character;small-scale
1 引 言
对于 结 构 复杂和成本高昂的产品来说，在确定产品可靠度时，选择很多的样品来做可靠性试验是不可能的，因此提出了可靠性评定问题。先进而科学的可靠性评定方法，为充分利用各种试验信息奠定了理论基础。这对减少试验经费，缩短研制周期，合理安排试验项目，协调系统中各单元的试验量等有重要作用。
小子 样 产 品可靠性评定的特点是信息量少，样本少，一些成熟的统计学方法并不适用于小子样情况，这给可靠性评定工作带来了很大的困难。目前，小子样产品可靠性评定的方法很多，本文在总结国内外小子样产品可靠性评定方法的基础上给出了工程上常用四种方法的数学模型和计算方法，讨论了小子样产品可靠性评定急需解决的问题，对其今后的发展方向做了展望。
2 国 内 外研究现状
从 70 年 代开始，系统小子样可靠性评定方法受到国内外普遍关注，新方法不断涌现，且各具特色。下面对这些方法作简单的介绍。
(1) 金 字 塔 式 方法
国外 在 2 0世纪50年代的中、后期总结出了金字塔式方法，即对较，n4氏级”的产品进行大量模拟试验以发现问题，并改进设计与1_艺，为较“高级”产品的高可靠性奠定基础，“级”越高，则试验量越少。这种方法可以充分利用各级产品的模拟试验数据。
(2 ) 置信 区 间方法
置信 区 间 方法又称经典方法，它认为被估参数是固定的，而置信区间是随机的，其优点是，在理论上它可完全纳入Kolmogorov公理体系之卜的概率论格局内，实用上则可允许作一种频率解释。这种方法现在已很少采用。
(3) Bayes方法
二十 多 年 来，Bayes方法已广泛用于可靠性分析，介绍用Bayes方法分析可靠性问题的文献大量涌现，这是因为Bayes方法便于利用先验信息，能节省时间和经费，效果好，而且分析方法程式化，易于工程人员掌握。Bayes方法的关键是选择先验分布。目前，应用较多的有以下四类:无信息先验分布(no ninformativepr iordi stribution)，共扼型先验分布(conjugated prior distribution)，用经验Bayes方法确定先验分布，以及由专家经验确定先验分布。Bayes方法是目前应用最广泛的一种方法。
(4) Fiducial 方法
Fidu cia l方 法不涉及参数的先验分布，它根据观测样本确定参数的分布，该分布有概率分布的一切性质，但这个分布并非因参数具有随机变量的特征而带来，而仅表示由于所得样本的信息、参数落在种种范围内的“可信程度”，故称之为Fiducial分布，Fiducial区间不允许作任何频率解释。
(5) 近 似 正 态 法
近似 正 态 法是一种基于数理统计理论中的中心极限定理，适用于系统可靠性评定的方法。该方法通过将子系统或部件试验数据进行有效的分析处理，使之近似地服从正态分布规律，从而由标准正态分布给出在不同置信度条件下的系统可靠性卜限。它不受子系统或部件实验数据分布的影响，避免了由于不能准确地确定子系统或部件试验数据的分布而使评定结果出现误差，从而提高了对系统可靠性评定的精度。
(6 信 息 嫡 法
信息 嫡 法 是根据数理统计原理和系统信息嫡理论，认为成败型系统的信息墒来自于各组成部件的信息嫡之和，将部件的实验数据折合成系统的实验数据，作为系统实验的验前信息。由于该方法不是简单的逼近，因此，信息无折合损失。
(7) 矩 拟 合 法
矩拟 合 法 是根据数理统计原理，将部件和分系统的试验信息折合为系统的试验信息，这种方法对于复杂产品和系统具有很好的适应性，充分利用了各个环节的试验信息，较为全面的考虑系统上、下级和同级间的联系，“金字塔”式的逐级折合，而且由于充分照顾了各环节、环境的试验信息，使计算结果变化缓慢且光滑。
(8) 自 助 估 计 法
这是 一 种 近年来被采用的方法，这个方法的特点是充分利用子样自身的信息，子样容量较小，而不考虑其他验前信息。因此对于使用验前信息引起争论时，它是常被采用的方法。
(9) 信 息 融 合 佑计法
信息 融 合 估计法充分利用各种时空条件下多种信息源的信息，进行关连、处理和综合，以获得关于系统可靠性的更完整和更准确的判断信息，从而进一步形成对系统可靠性的可靠估计或预测。
(10 ) M o nte-Carlo( Bootstrap)方法Mo nte -C arlo方法是一种仿真方法，它经常能解决系统十分复杂而用解析方法难以处理的问题。
此 外 ， 还有CMSR 法、Lindstrom-Maddens(L-M)方法f1I Buehler精确置信下限法、基于失效率非常数模型方法等等。CMSR法偏于保守;Lindstrom- Maddens(L-M)方法随着部件的最小子样尺寸的减少不断恶化;Buehler精确置信卜限法计算量巨大;基于失效率I卜常数模型方法适用于部件的失效率不为常数的情况。
虽然 小 子 样可靠性评定的方法很多，但由于有些方法计算量太大，建模困难，或者丢失信息，并不适合于__「程应用。工程上常用的方法有Bayes方法、信息嫡法、近似正态法、矩估计法。
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6 结 论
可靠 性 评 定对于系统的研制具有重要意义，作为可靠性研究的一项重要内容而受到一泛的关注，可靠性评定方法是进行可靠性评定仁作的必要〔具，可靠性评定的方法也在不断地涌现。」二程上常用的可靠性评定方法有Bayes方法、信息墒法、近似正态法、矩估计法等。
模糊 性 和 灰色性弥补了传统可靠性评定方法描述客观世界的不足，是可靠性评定急需解决的主要问题，也是其发展的方向。虽然可靠性评定中仍然存在一些问题，但是随着研究的深入，相信这些问题一定会得到解决。
