考虑不确定性的加速退化试验评估方法研究

Accelerated degradation test (ADT) can make full use of test resources, shorten test time and save the test cost. However, ADT has its inherent defects and risks, including model uncertainties, parameter uncertainties, data uncertainties and so on, which have become a major bottleneck for popularization and application of ADT technology. Under the framework of uncertainty theory, this project analyzes uncertainties in evaluation method for ADT, establishes ADT evaluation model and life prediction method with uncertainty analysis, resolves the problem of uncertain factors to ADT assessment, and provides a more scientific and reliable ADT evaluation method. Finally, based on the phenomenon that current degradation of solid state drives (SSD) is fast under the influence of high temperature, SSD is used as the research object to verify the scientificity of study, correctness and validity of the project. The purpose of this project is to solve the problems of uncertainty in ADT technology and develop the theoretical and technical basis of ADT technology. The connotation of ADT technology is expanded by research on evaluation method for ADT with uncertainty analysis, which has important theoretical value and practical significance.

加速退化试验(Accelerated Degradation Testing，ADT)技术能够较好地利用试验资源，缩短试验时间，节省试验成本。但其存在固有的不确定性和风险，包括模型不确定、参数不确定、数据不确定等，目前已经成为制约ADT技术推广应用的主要瓶颈。本项目在不确定性理论的框架下，对ADT评估方法中存在的不确定性问题进行研究，有针对性地建立考虑不确定性的产品ADT模型，提出考虑不确定性的ADT寿命预测方法，为产品提供更加科学和可靠的ADT评估方法，解决不确定因素给ADT评估带来的问题。最后，本项目针对固态硬盘随使用时间的推移发生电流退化，并在高温影响下退化速率加快的特点，将其作为工程研究对象，验证本项目方法的科学性、正确性和有效性。本项目旨在解决ADT技术中存在的不确定性问题，对发展丰富ADT的技术内涵具有重要的理论价值和现实意义，为ADT技术的推广和应用奠定理论和技术基础。

加速退化试验(Accelerated Degradation Testing，ADT)技术能够较好地利用试验资源，缩短试验时间，节省试验成本。但是，ADT技术在评估过程中存在着固有的不确定性及风险，包括模型、参数、数据的不确定性，导致ADT统计分析结果可能与实际有出入，较难直接作为产品寿命评估的依据，从而大大降低了ADT在工程中的实用价值。项目组在不确定性理论的框架下，对ADT评估方法中存在的不确定性问题进行研究。首先，项目组深入分析了不确定性理论在可靠性理论中的内涵与适用性，分析了适用于ADT评估过程中的模型、参数、数据不确定性的理论及方法。其次，项目组针对Wiener过程、Gamma过程、逆-Gaussian过程三类性能退化模型开展了模型误判分析，然后以无信息分布为先验，确定三类模型的后验评估指标，将三类模型的相对熵大小的比例作为后验评估指标的贡献度，完成模型融合建模，解决由于退化机理认知不全导致的性能退化模型选择不确定性问题。再次，项目组在贝叶斯框架下完成对ADT评估中先验参数的不确定性分析，通过参数到分布的转化，并基于AIC准则、DIC准则、贝叶斯因子准则对先验分布进行选择，解决了模型中先验参数的不确定性问题。同时，项目组将模糊理论和区间方法引入ADT评估，针对失效阈值和退化数据的不确定性问题，利用隶属函数和区间分析方法刻画认知不确定性，给出考虑退化数据及失效阈值随机认知不确定性的ADT评估结果，较大程度地保证评估结果可信度。最后，项目组针对固态硬盘开展了ADT试验数据，但发现固态硬盘的电流退化效应并不显著，经过调研，计划将锂离子电池作为工程验证对象，在原有固态硬盘ADT平台基础上，搭建锂离子电池ADT平台。考虑不确定性的加速退化试验评估方法研究，为产品提供了更加科学和可靠的ADT评估方法，是对“基于失效物理的可靠性设计与分析”、“寿命与可靠性加速试验”等通用质量特性关键技术的重要补充，对发展丰富ADT的技术内涵具有重要的理论价值和现实意义。