基于性能退化的机械设备寿命预测

来源：计算机集成制造系统杂志2015年第8期北京时间：

作者：王远航,邓超,胡湘洪,高军,黄创绵

单位：1.工业和信息化部电子第五研究所2.广州市电子信息产品可靠性与环境工程重点实验室3.华中科技大学机械学院制造装备数字化国家工程中心4.广东省电子信息产品可靠性技术重点实验室5.广州韵脉质量技术服务有限公司

摘要：为解决小样本机械设备的故障预测难题,提出一种基于性能退化的机械设备寿命预测方法。考虑机械设备退化过程受工况影响,提出局部退化规律的概念,并利用指数回归进行拟合表征,从而获得所有潜在的退化规律。通过表征局部退化规律的指数函数,计算局部寿命样本,进而获得各个时刻的局部寿命观测。鉴于机械设备在寿命周期的极限工况对应的剧烈退化少、中等工况对应的中等退化多,假设局部寿命来自某正态分布,并利用参数经验贝叶斯方法实现先验分布和后验分布的估计,全局寿命预测为最新观测对应的后验分布。通过仿真案例和数控机床的精度退化案例,验证了该方法具有良好的准确性和有效性。

关键词：机械设备,性能退化,寿命预测,指数函数,参数经验贝叶斯

基金资助：高端装备关键产品质量与可靠性公共技术服务平台建设资助项目(粤经信创新［2014］60);国家973计划资助项目(2011CB706803);国家自然科学基金资助项目(51375181,51475189)。