光学元件及通路系统寿命可靠性评估与薄弱环节识别方法与流程

    技术2024-12-22  39


    本发明涉及质量与可靠性,具体涉及一种光学元件及通路系统寿命可靠性评估与薄弱环节识别方法。


    背景技术:

    1、光学元件及通路系统是某高功率激光装置的重要组成部分,其可靠性直接影响该装置的使用状态和可用性,由于光学元件密度大,光学元件及通路系统承受高功率密度大光斑连续辐照,而且是多波长激光同时辐照,使激光装置抗激光损伤的最薄弱环节极易出现故障乃至炸裂,因此其可靠性至关重要。

    2、光学元件及通路系统寿命可靠性评估是量化检验产品寿命水平的重要手段,确定产品是否达到可靠性指标要求,支持决策产品是否合格、是否可用、是否需要改进,是产品可靠性保证的重要环节。

    3、当前,尚未发现有完整的针对光学通路系统的可靠性评估及薄弱环节识别的方法流程,通过分析光学元件故障影响因素,确定元件寿命特征参数,根据相关寿命数据,通过拟合分析确定元件寿命分布,实现元件可靠性评估,再根据通路系统组成建立可靠性模型,采用蒙特卡洛仿真方法实现通路系统的可靠性评估,探索一套适用于光学通路系统的可靠性评估及薄弱环节识别的方法流程是本发明重点解决的问题。

    4、因此,现有技术还有待进一步发展。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于克服上述技术不足,提供一种光学元件及通路系统寿命可靠性评估与薄弱环节识别方法,以解决现有技术存在的问题。

    2、为达到上述技术目的,本发明提供了一种光学元件及通路系统寿命可靠性评估与薄弱环节识别方法,包括:

    3、s100、通过加速光学元件寿命测试的方法,获取光学元件的寿命数据,利用光学元件的寿命数据,对光学元件进行寿命可靠性评估;

    4、s200、建立通路系统的寿命可靠性评估模型,通过蒙特卡洛方法进行通路系统的可靠性评估;

    5、s300、通过计算通路系统中各光学元件的预设关键重要度,从而识别通路系统的薄弱环节。

    6、具体的,所述通过加速光学元件寿命测试的方法,获取光学元件的寿命数据,包括:

    7、选取光学元件在第一预设条件下的预设可靠性特征参数;

    8、根据选取的预设可靠性特征参数,利用加速光学元件寿命测试采集不同类型产品的寿命数据。

    9、具体的,所述第一预设条件为在相同的预设光源能量密度以及光学元件缺陷损伤阈值的条件下进行寿命数据的采集。

    10、具体的,所述不同类型的产品包括指数寿命型产品、威布尔寿命型产品、寿命正态型产品。

    11、具体的,所述利用光学元件的寿命数据,对光学元件进行寿命可靠性评估,包括:

    12、对采集的光学元件的寿命数据分别进行分布拟合检验,得到光学元件的寿命分布模型;

    13、利用光学元件的寿命分布模型对光学元件进行寿命可靠性评估。

    14、具体的,所述分布拟合检验包括:指数分布拟合检验、威布尔分布拟合检验和正态分布拟合检验;

    15、所述对光学元件进行寿命可靠性评估的方法包括:指数分布可靠性评估、威布尔分布可靠性评估以及正态分布可靠性评估。

    16、具体的,所述建立通路系统的寿命可靠性评估模型,包括:

    17、所述通路系统包括若干个光学元件,根据光学元件的寿命可靠性评估,采用故障树模型方法建立通路系统的寿命可靠性评估模型。

    18、具体的,所述通过蒙特卡洛方法进行通路系统的可靠性评估,包括:

    19、根据建立的通路系统的寿命可靠性评估模型,利用拉丁超立方设计方法对通路系统的寿命可靠性评估模型进行随机变量抽样;

    20、基于bootstrap方法获得通路系统的寿命可靠性评估值和置信区间。

    21、具体的,所述通过计算通路系统中各光学元件的预设关键重要度,从而识别通路系统的薄弱环节,包括:

    22、将通路系统的预设关键重要度作为识别通路系统的薄弱环节的依据,具体计算公式如下:

    23、

    24、其中,基本事件a代表通路系统中的一个光学元件,wa为基本事件a代表的光学元件在通路系统中的预设关键重要度,0≤wa≤1。

    25、具体的,所述通过计算通路系统中各光学元件的预设关键重要度,从而识别通路系统的薄弱环节,还包括:

    26、依次计算通路系统中的各光学元件的预设关键重要度,将计算得到的通路系统中各光学元件的预设关键重要度按照从大到小的顺序进行排序,并按照从大到小的顺序选取第一预设比例的光学元件作为通路系统的薄弱环节。

    27、有益效果:

    28、本发明提出了一套完整的适用于光学元件及通路系统的寿命可靠性评估与薄弱环节识别的方法流程,具有较强的工程可行性,通过加速光学元件寿命测试的方法,获取光学元件的寿命数据,对光学元件进行寿命可靠性评估,大大提高了本发明的可用性与可靠性,利用通过蒙特卡洛方法进行通路系统的可靠性评估,借助拉丁超立方思想开展了分层抽样工作,实现了在较少抽样次数的前提下,保证了抽样结果的均匀性,创新性的利用bootstrap方法,有放回地抽取样本,并在此基础上得到系统可靠度区间估计结果,降低了计算复杂度,很大程度上提高了运算效率,能够精确得到通路系统的可靠性在指定置信水平下的区间估计结果,具有更高的可信程度,利用通路系统的关键重要度,能够精确识别通路系统的薄弱环节,大大提高了本发明光学元件和通路系统可靠性评估和薄弱环节识别的准确性的可靠性。



    技术特征:

    1.一种光学元件及通路系统寿命可靠性评估与薄弱环节识别方法,其特征在于,所述方法包括:

    2.根据权利要求1所述的光学元件及通路系统寿命可靠性评估与薄弱环节识别方法,其特征在于,所述通过加速光学元件寿命测试的方法,获取光学元件的寿命数据,包括:

    3.根据权利要求2所述的光学元件及通路系统寿命可靠性评估与薄弱环节识别方法,其特征在于,所述第一预设条件为在相同的预设光源能量密度以及光学元件缺陷损伤阈值的条件下进行寿命数据的采集。

    4.根据权利要求2所述的光学元件及通路系统寿命可靠性评估与薄弱环节识别方法,其特征在于,所述不同类型的产品包括指数寿命型产品、威布尔寿命型产品、寿命正态型产品。

    5.根据权利要求1所述的光学元件及通路系统寿命可靠性评估与薄弱环节识别方法,其特征在于,所述利用光学元件的寿命数据,对光学元件进行寿命可靠性评估,包括:

    6.根据权利要求5所述的光学元件及通路系统寿命可靠性评估与薄弱环节识别方法,其特征在于,所述分布拟合检验包括:指数分布拟合检验、威布尔分布拟合检验和正态分布拟合检验;

    7.根据权利要求1所述的光学元件及通路系统寿命可靠性评估与薄弱环节识别方法,其特征在于,所述建立通路系统的寿命可靠性评估模型,包括:

    8.根据权利要求1所述的光学元件及通路系统寿命可靠性评估与薄弱环节识别方法,其特征在于,所述通过蒙特卡洛方法进行通路系统的可靠性评估,包括:

    9.根据权利要求1所述的光学元件及通路系统寿命可靠性评估与薄弱环节识别方法,其特征在于,所述通过计算通路系统中各光学元件的预设关键重要度,从而识别通路系统的薄弱环节,包括:

    10.根据权利要求1所述的光学元件及通路系统寿命可靠性评估与薄弱环节识别方法,其特征在于,所述通过计算通路系统中各光学元件的预设关键重要度,从而识别通路系统的薄弱环节,还包括:


    技术总结
    本发明提供了一种光学元件及通路系统寿命可靠性评估与薄弱环节识别方法,包括:通过加速光学元件寿命测试的方法,获取光学元件的寿命数据,利用光学元件的寿命数据,对光学元件进行寿命可靠性评估;建立通路系统的寿命可靠性评估模型,通过蒙特卡洛方法进行通路系统的可靠性评估;通过计算通路系统中各光学元件的预设关键重要度,从而识别通路系统的薄弱环节,大大提高了本发明的可用性与可靠性,利用通过蒙特卡洛方法进行通路系统的可靠性评估,很大程度上提高了运算效率,能够精确得到通路系统的可靠性在指定置信水平下的区间估计结果,大大提高了本发明光学元件和通路系统可靠性评估和薄弱环节识别的准确性的可靠性。

    技术研发人员:何鹏飞,刘金燕,李健,薛恩,王珏,徐光铎
    受保护的技术使用者:中国航天标准化研究所
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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