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龍圖騰網(wǎng)獲悉中國人民解放軍火箭軍工程大學(xué)申請的專利一種考慮多重不確定性的退化設(shè)備剩余壽命預(yù)測方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN112883550B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-08-29發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：202110068219.5，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G06F30/20；該發(fā)明授權(quán)一種考慮多重不確定性的退化設(shè)備剩余壽命預(yù)測方法是由司小勝;龐哲楠;胡昌華;裴洪;李天梅設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2021-01-19向國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本一種考慮多重不確定性的退化設(shè)備剩余壽命預(yù)測方法在說明書摘要公布了：本發(fā)明針對長壽命和高可靠性設(shè)備缺乏充足退化數(shù)據(jù)的情況，提出一種考慮多重不確定的退化設(shè)備剩余壽命預(yù)測方法，包括基于非線性擴(kuò)散過程的步進(jìn)加速退化模型，該模型的優(yōu)點(diǎn)在于僅需要較小的樣本量和較短的測試時(shí)間。對于退化模型的固有特性、個(gè)體差異性、測量設(shè)備性能和退化過程中因人為偏差造成的多重不確定性，該模型考慮了時(shí)變不確定性、個(gè)體差異性以及性能退化和協(xié)變量的測量不確定性。為估計(jì)退化設(shè)備的剩余壽命，本發(fā)明推導(dǎo)得到了首達(dá)時(shí)間意義下非線性擴(kuò)散過程穿過預(yù)定閾值的解析近似解。結(jié)合極大似然估計(jì)MLE方法和仿真外推SIMEX方法，得到一種MLE?SIMEX方法，用于估計(jì)模型中的未知參數(shù)。通過仿真和實(shí)際案例證明了本發(fā)明所提出模型的有效性。結(jié)果表明，該方法具有更高的剩余壽命估計(jì)精度，具有一定的工程實(shí)用價(jià)值。

本發(fā)明授權(quán)一種考慮多重不確定性的退化設(shè)備剩余壽命預(yù)測方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種考慮多重不確定性的退化設(shè)備剩余壽命預(yù)測方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟1、針對退化設(shè)備，基于擴(kuò)散過程建立一般的非線性加速退化過程模型，并利用標(biāo)準(zhǔn)布朗運(yùn)動(dòng)描述隨機(jī)退化過程隨時(shí)間變化的固有不確定性； 步驟2、利用阿倫尼斯模型來描述退化模型漂移系數(shù)與加速應(yīng)力間的關(guān)系，同時(shí)考慮退化設(shè)備的個(gè)體差異性和加速應(yīng)力作為協(xié)變量的測量不確定性，建立考慮多重不確定性的加速退化模型； 步驟3、考慮性能退化過程中的測量不確定性，基于首達(dá)時(shí)間的概念，推導(dǎo)退化設(shè)備剩余壽命分布的表達(dá)式； 步驟4、利用MLE-SIMEX方法估計(jì)慮多重不確定性的加速退化模型中的未知參數(shù)，將其代入退化設(shè)備剩余壽命分布的表達(dá)式，從而實(shí)現(xiàn)退化設(shè)備的壽命預(yù)測； 在步驟2中，考慮多重不確定性的加速退化模型的建立如下: 假設(shè)存在K步的步進(jìn)加速退化試驗(yàn)數(shù)據(jù)，試驗(yàn)以最低的應(yīng)力水平S1開始，初始時(shí)間t＝0；每個(gè)設(shè)備都將在預(yù)定的時(shí)間經(jīng)歷預(yù)定的應(yīng)力增加過程，當(dāng)t＝Tkk＝1,2,…,K時(shí)，相應(yīng)應(yīng)力為Sk，其表達(dá)如下: 漂移系數(shù)a與加速應(yīng)力相關(guān)，利用阿倫尼斯模型來描述a與加速應(yīng)力S的關(guān)系如下： ak＝caexp-daSk5 其中，ak表示漂移系數(shù)a在不同應(yīng)力水平Sk下的值，ca是關(guān)于失效模式的常數(shù)，da是關(guān)于激活能和玻爾茲曼常數(shù)的常數(shù)； 對于由標(biāo)準(zhǔn)布朗運(yùn)動(dòng){Bt,t≥0}驅(qū)動(dòng)的的非線性退化模型，隨機(jī)過程退化模型隨時(shí)間變化的固有屬性可描述時(shí)變不確定性；由于不同的工作條件，退化軌跡將表現(xiàn)出不同的退化速率，可利用漂移系數(shù)可作為描述個(gè)體差異性的隨機(jī)參數(shù)，漂移系數(shù)確定了設(shè)備在不同應(yīng)力下的退化軌跡，考慮到ak的隨機(jī)效應(yīng)，式5中，ca可作為隨機(jī)參數(shù)且假設(shè)μc和分別表示ca的均值和方差；因此，能夠得到μak和分別表示ak的均值和方差，即： 實(shí)際工程中，為描述測量不確定性的影響，令{Yt,t≥0}表示設(shè)備的測量過程，用來描述隱藏退化狀態(tài)與測量值之間的關(guān)系，具體如下： Yt＝Xt+ε7 其中，ε是隨機(jī)測量誤差，假設(shè) 表示ε的方差； 通常加速退化試驗(yàn)在預(yù)定的應(yīng)力水平下進(jìn)行，由于測量誤差的存在，使得設(shè)備實(shí)際上在未知的加速應(yīng)力水平下發(fā)生退化，加速應(yīng)力的測量誤差存在于協(xié)變量的測量過程中，可將協(xié)變量的測量誤差用隨機(jī)變量表示，且 表示的方差，因此，實(shí)際加速應(yīng)力水平可表示為即： 綜上所述，考慮多重不確定性的加速退化模型可表示為： 在步驟3中，退化設(shè)備剩余壽命分布表達(dá)式推導(dǎo)如下： 在首達(dá)時(shí)間下，考慮多重不確定性的設(shè)備壽命Te可定義為： Te＝inf{t:Yt≥ω|Y0＜ω}10 相應(yīng)的，設(shè)備壽命的概率密度函數(shù)表示為fTet； 首先，在不考慮漂移系數(shù)隨機(jī)效應(yīng)的情況下推導(dǎo)fTet 對于退化過程{Yt,t≥0}，其壽命定義如式10所示，則壽命Te的fTe|at可表示為 其中，B＝ω-a·ht,θ，C＝σ2t； 為了估計(jì)單個(gè)設(shè)備的剩余壽命，需要得到該設(shè)備在正常工作應(yīng)力下的退化數(shù)據(jù)，Ytk表示設(shè)備在tk時(shí)刻的測量值，根據(jù)首達(dá)時(shí)間的概念，定義tk時(shí)刻的剩余壽命Lk為 Lk＝inf{lk0:Ylk+tk≥ω}12 已知tk時(shí)刻的退化狀態(tài)測量值為Ytk，則剩余壽命的概率密度函數(shù)可表示為 其中，ωtk＝ω-Ytk，Ωlk＝hlk+tk,θ-htk,θ； 利用漂移系數(shù)a的隨機(jī)性表示退化設(shè)備的個(gè)體差異性，并且a服從式6的分布形式； 對于退化過程{Yt,t≥0}，已知并且tk時(shí)刻的退化狀態(tài)測量值為Ytk，則tk時(shí)刻剩余壽命的概率密度函數(shù)可表示為 其中，ωtk＝ω-Ytk，L＝Ωlk-lkμlk+tk；θ，M＝Ωlk＝hlk+tk,θ-htk,θ，

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