基于Signature的复杂多状态系统可靠性非参数分析研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11701406
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    18.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0403.贝叶斯统计与统计应用
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Complex multi-state systems exist widely in various fields such as aerospace, nuclear power, civilian industry, the reliability evaluation of which is one of the important contents. The reported methods are limited to analyze and evaluate the system's reliability from the data of components, and have some problems including intractably large state dimensions, the difficulties of calculation. In this project, the reliability evaluation of the multi-state system and its components will be analyzed from the perspective of nonparametric statistics based on the theory of Signature. The study will focus on the inference and analysis of components' characteristics of reliability from the system's monitoring data of states, reduce the number of dimensions of state space, and relax the restriction of assumption for components' lifetime distribution. Firstly, the general calculation method and the optimized algorithm for the Signature of multi-state system will be investigated when the number of components is large. Secondly, the nonparametric inference methods for the complete and censoring samples and the nonparametric Bayesian inference methods for the small samples will be studied to derive the reliability characteristics of multi-state system and its components, respectively. Finally, we will establish the model of Signature for the multi-state system of which the components' lifetimes are from different underlying distributions. The nonparametric statistical methods for the reliability characteristics of components will be discussed. This project will provide some new methods and ideas for the quality and reliability management of complex multi-state system.
复杂多状态系统广泛存在于航空航天、核电、民用生产等各个领域,其可靠性评估是一项重要的研究内容。现有方法主要局限于通过部件数据对系统的可靠性进行评估建模和分析,且面临状态维数过多、难以计算的问题。本项目将基于Signature理论,从非参数统计角度研究复杂多状态系统及部件的可靠性评估,侧重于通过系统状态监测数据对部件可靠性特征进行推断和分析,降低状态空间维数,放宽寿命分布假定限制。首先,研究部件数目较大时多状态系统Signature的一般计算方法和优化算法;其次,研究全样本和截尾样本情况下多状态系统及其部件可靠性特征的非参数推断方法以及小样本情况下的非参数贝叶斯推断方法;最后,建立部件寿命服从不同分布情况下多状态系统的Signature模型,并给出部件可靠性特征的非参数统计方法。本项目将为复杂多状态系统的质量和可靠性管理提供新的方法和思路。

结项摘要

本项目基于Signature理论,从统计角度研究复杂多状态系统及部件的可靠性评估。经过三年的研究,已基本完成了预期的研究计划。研究主要围绕多状态复杂系统可靠度Signature计算、小样本截尾竞争失效数据的统计推断、多类型部件系统数据贝叶斯分析三方面展开。. 通过计算次序统计量所对应的最小路径数量,得到了应力强度多状态系统和动态应力强度系统Signature计算方法。该方法解决了部件数量较大系统Signature的计算问题,具有一般性且易于编程实现。. 针对小样本截尾数据,给出了多状态系统可靠度推断的贝叶斯分析方法。对于相依风险情形,通过Copula函数建立了竞争失效系统可靠度模型。贝叶斯分析方法通过融合先验信息,弥补了样本量太小和截尾数据所导致的估计偏差,为数据更新下可靠度评估提供了理论依据。. 不同类型的多状态部件会增加系统Signature建模的难度,通过对类型分类加权,得到了多状态系统的可靠度模型。给出了不同分布情形下多状态应力强度生存Signature模型和截尾数据情形下不同类型部件可靠度分析的非参数贝叶斯推断方法。通过对轴承寿命数据和电绝缘器失效数据的实际分析,验证了方法的可行性和效果。. 本项目的研究为复杂多状态系统的可靠性评估和管理提供了理论依据和方法支持。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Inference of accelerated dependent competing risks model for Marshall-Olkin bivariate Weibull distribution with nonconstant parameters
参数非常数的 Marshall-Olkin 双变量 Weibull 分布的加速相关竞争风险模型的推断
  • DOI:
    10.1016/j.cam.2019.112398
  • 发表时间:
    2020-03-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF COMPUTATIONAL AND APPLIED MATHEMATICS
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    Bai, Xuchao;Shi, Yimin;Liu, Yiming
  • 通讯作者:
    Liu, Yiming
Reliability estimation of multicomponent stress-strength model based on copula function under progressively hybrid censoring
渐进混合删失下基于Copula函数的多分量应力-强度模型可靠性估计
  • DOI:
    10.1016/j.cam.2018.04.066
  • 发表时间:
    2018-12-15
  • 期刊:
    JOURNAL OF COMPUTATIONAL AND APPLIED MATHEMATICS
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    Bai, Xuchao;Shi, Yimin;Liu, Bin
  • 通讯作者:
    Liu, Bin
Statistical inference of Marshall-Olkin bivariate Weibull distribution with three shocks based on progressive interval censored data
基于渐进区间删失数据的三冲击马歇尔-奥尔金二元威布尔分布的统计推断
  • DOI:
    10.1080/03610918.2017.1400050
  • 发表时间:
    2019-03
  • 期刊:
    Communications in Statistics - Simulation and Computation
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xuchao Bai;Yimin Shi;Bin Liu;Qianrao Fu
  • 通讯作者:
    Qianrao Fu
逐步Ⅰ型混合截尾下指数-威布尔分布竞争失效模型的统计分析(英文)
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    应用概率统计
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张春芳;师义民;吴敏
  • 通讯作者:
    吴敏
Statistical inference for a hybrid system model with incomplete observed data under adaptive progressive hybrid censoring
自适应渐进混合审查下观测数据不完整的混合系统模型的统计推断
  • DOI:
    10.1002/cpe.5708
  • 发表时间:
    2020-02
  • 期刊:
    Concurrency and Computation: Practice and Experience
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xiaolin Shi;Pei Zhan;Yimin Shi
  • 通讯作者:
    Yimin Shi

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其他文献

高功率皮秒紫外激光器的实验研究
  • DOI:
    10.13954/j.cnki.hdu.2021.03.005
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    杭州电子科技大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
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  • 作者:
    刘斌;王彬宇;刘崇;李齐良;胡乐;陈龙
  • 通讯作者:
    陈龙
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  • DOI:
    10.16381/j.cnki.issn1003-207x.2018.10.013
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    2018
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  • 作者:
    张李浩;刘斌
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  • DOI:
    10.13754/j.issn2095-1450.2019.07.28
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    2019
  • 期刊:
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  • 作者:
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    2019
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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二次反射对室内场强预测结果的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    移动通信,
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  • 作者:
    刘斌;舒琳;王均宏
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    王均宏

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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