基于Bootstrap法的電子產品貯存壽命信息融合評估方法

陳 飛

(江南機電設計研究所 貴州 貴陽 550009)

一、引言

恒定應力加速壽命試驗可以在較短時間內預測電子產品的貯存壽命，而在工程實踐中，這導致小樣本評估存在可信度較低的缺點，因此，這里將Bootstrap法引入到貯存壽命融合評估中。研究兩個問題，一是研究運用Bootstrap法和隨機加權法擴大小樣本電子產品壽命信息量，彌補試驗數據不足等缺陷；二是利用Bootstrap法來提高電子產品貯存壽命的置信度。

二、建模

(一)Bootstrap方法原理

(1)

Tn是關于X和F的函數。

(2)

步驟一、樣本X=(x1，x2，…，xn)稱為原生樣本，xi～F(x),i=1,2,…,n，由該樣本即可構造原生樣本的經驗分布函數，如式(3)所示。

(3)

其中，x1≤x2≤…≤xn是由小到大排序后的統計量。

(二)基于Bootstrap法的電子產品貯存壽命融合評估思路

在加速試驗[3]貯存壽命評估的基礎上，采用Bootstrap法和隨機加權法擴大試驗樣本量，信息融合評估思路如下：

步驟一、收集試驗樣本在各應力水平s0，s1，…，sk下的樣本失效數據，對于第i個試驗樣本，失效數據為tij(i=1,2,…,n;j=1,2,…,m),依據樣本的類型及數據，擬合出各個應力水平下樣本的壽命分布函數。

步驟四、最后將處理得到的樣本貯存壽命壽命信息與自然貯存信息、類似產品信息進行融合，綜合評估出電子產品貯存壽命。

三、數值模擬分析

現對某電子產品進行貯存壽命融合評估，首先通過加速試驗評估得到其貯存壽命。在加速試驗評估結果的基礎上，采用各種手段獲取該電子產品的自然貯存壽命信息、類似電子產品壽命信息，應用Bootstrap法對三種信息進行融合處理，綜合考慮以減小異源信息差異的影響。某電子產品多源壽命數據如表1所示：

表1 來源不同的三類貯存壽命信息

電子產品貯存壽命估計值取決于各類壽命數據分布和對應的權重因子大小，加權因子為專家打分計算得到，表2為初步評估得到的一組權重因子。

表2 權重因子估計值

依據這組權重因子估計得到的特征壽命η估計值如表3所示。

表3 各階段貯存壽命融合估計值

從表3可看出，隨著不同信息源壽命數據的融入，貯存壽命在第一階段數據融合后向坐標軸左邊移動，第二階段數據融合后向右邊稍微移動。融合評估得到的貯存壽命估計值綜合考慮了加速試驗信息、自然貯存信息、類似產品信息和專家經驗，能有效降低單一信息評估帶來的信用風險，更為穩健可靠。

四、結論

本文提出的貯存壽命多源壽命信息融合估計法能在數據處理過程中將各種信息源的影響通過專家經驗進行融合處理，加大了對數據潛在價值的挖掘力度，提高貯存壽命統計推斷方法的科學性，從而為后續的電子產品貯存壽命評估提供更科學合理的指導。