北京航空航天大学王晗获国家专利权
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龙图腾网获悉北京航空航天大学申请的专利一种机理等同驱动的退化阶段识别与变点检测方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120430067B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-03发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510613796.6,技术领域涉及:G06F30/20;该发明授权一种机理等同驱动的退化阶段识别与变点检测方法是由王晗;吴嘉悦;纪皓迪;马小兵设计研发完成,并于2025-05-13向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种机理等同驱动的退化阶段识别与变点检测方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种机理等同驱动的退化阶段识别与变点检测方法,属于产品性能退化建模与寿命预测技术领域,包括S1、产品退化数据预处理及退化区间划分;S2、计算每个退化区间的机理等同性因子;S3、构建假设检验样本,对样本进行正态性检验;S4、进行方差和均值等同性检验;S5、确定失效机理变点与退化阶段识别;本发明提供的一种机理等同驱动的退化阶段识别与变点检测方法,基于机理等同退化建模理论,用Tweedie指数扩散过程TEDP过程对产品退化过程进行建模,旨在提高退化阶段识别与变点检测的准确性和可靠性。
本发明授权一种机理等同驱动的退化阶段识别与变点检测方法在权利要求书中公布了:1.一种机理等同驱动的退化阶段识别与变点检测方法,其特征在于,包括以下步骤: S1、产品退化数据预处理及退化区间划分; S2、计算每个退化区间的机理等同性因子; S3、构建假设检验样本,对样本进行正态性检验; S4、进行方差和均值等同性检验; S5、确定失效机理变点与退化阶段识别; 步骤S1具体包括: 设共收集个产品的退化数据并根据时间序列分为个退化区间,每个退化区间进行了次测量,;将退化区间表示为,,将产品序号表示为,,将历史监测时间和相应的退化路径分别表示为和,其中,表示每个退化区间的开始或结束时间,; 采用保序回归和一次指数平滑方法对数据进行预处理,一次指数平滑方法通过计算时刻的实际观测值与预测值的加权平均值来给出时刻的预测值,预测公式如下: 1 其中,为时刻的实际观察值;为时刻的预测值;为平滑系数; 步骤S2具体包括: S21、根据退化数据进行基于TEDP过程的退化建模; S22、将加速因子不变原则与TEDP过程结合,得到机理等同性因子的定义; S23、采用极大似然估计法估计计算机理等同性因子所需的参数; 步骤S21具体为:设为观测到的产品退化路径,令和,利用鞍点近似方法,给出当时,退化增量的近似表达式为: 2 其中,表示漂移参数,表示扩散参数,和是实函数,的均值和方差是和,其中,,和;特别地,,,被定义为方差函数,是单位偏差函数,用以下公式计算: 3; 步骤S22中机理等同性因子的定义为: 4; 步骤S23中产品退化路径的对数似然函数为: 5 通过对公式5求偏导,得到参数和的估计公式: 6 7 将和代入公式5,求解其最大值极值点,求得; 步骤S3具体包括: 对各区间和各产品的参数分别进行参数估计,构造机理等同性因子向量样本如下: 8 其中,表示基于第个产品估计的第个退化区间的机理等同性因子,取作为假设检验样本,由于每个退化区间下的产品属于同一批次,向量中的元素被认为来自于同一分布总体,并且假设不同元素之间相互独立,不同分布总体之间也没有任何相关性,基于上述假设,采用均值和方差检验不同分布总体之间是否存在显著差异,从而判断退化机理是否发生了变化; 通过SPSS软件中的Shapiro-Wilk检验是否服从正态分布; 步骤S4具体包括: 当Shapiro-Wilk检验被接受时,认为遵循正态分布,将未通过Shapiro-Wilk检验的退化区间剔除,对剩余样本进行机理等同性测试,在第个遵循正态分布的退化区间,使用下式获得均值和方差的无偏估计,其中: 9 10 进一步检验不同退化区间的机理等同性因子向量样本分布是否等同;首先,采用Bartlett检验评估方差的等同性,方差相等的零假设表述为:,Bartlett统计量构造为: 11 其中,,,; 给定显著性水平,拒绝域为: 12 在相邻退化区间之间逐一进行F检验,直至确定退化机理变化的具体位置; 随后,用方差分析测试每个退化区间内样品的均值的等同性,若F检验中发现某些区间的方差存在显著差异,则使用WelchANOVA方法进行均值的等同性检验,通过计算WelchANOVA的p值,判断各个退化区间的均值是否存在显著性差异; 步骤S5中,通过步骤S4比较不同退化区间下机理等同性因子向量样本的均值和方差,若均值或方差分布总体之间存在显著差异,均认为产品在一个或几个退化区间下的退化机理发生了变化;否则,认为产品的退化机理未发生改变,基于此确定机理变点发生的位置并识别不同退化机理下的退化阶段。
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