(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111625587.1 (22)申请日 2021.12.28 (71)申请人 上海空间电源研究所 地址 200245 上海市闵行区东川路2 965号 (72)发明人 田前程　朱兼　陈海涛　金超　 顾伟伟　黄军　刘勇　 (74)专利代理 机构 上海元好知识产权代理有限 公司 31323 代理人 徐雯琼　张双红 (51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01) G06N 7/00(2006.01) G06F 111/08(2020.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 一种基于异种信息融合的航天BDR模块寿命 量化方法 (57)摘要 本发明提供一种基于异种信息融合的航天 BDR模块寿命量化方法， 其包括S1、 航天BDR模块 历史数据分析； S2、 针对 航天BDR模块进行多阶段 任务的FMMEA分析， 确定影响航天BDR模 块性能的 故障元素； S3、 设计基于关键元器件的加速退化 实验方案； S4、 构建部件级寿命量化模型； S5、 构 建系统级寿命量化模型； S6、 判断系统级可靠性 指标是否满足要求， 如果不满足要求， 返回步骤 S4， 重新构建部件级寿命 量化模型； S7、 确定航天 BDR模块的寿命预测模型。 本发明通过对 航天BDR 模块进行FMMEA分析， 再经过部件级和系统级寿 命量化建模， 能够对航天BDR模块进行可靠的寿 命预测， 所得到的寿命量化方法也为指导其他航 天电子产品寿 命量化提供方法支撑 。 权利要求书3页 说明书6页 附图2页 CN 114297926 A 2022.04.08 CN 114297926 A 1.一种基于异种信息融合的航天BDR模块寿命量 化方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1： 航天BDR模块历史数据分析： 分析获得BDR模块的故障模式， 通过所述故障模式建立 故障模式库； S2： 多阶段任务的FMMEA分析： 制定适用于航天BDR模块的多阶段任务FMMEA基本流程和 实施方案； S3： 设计加速退化实验方案： 针对航天BDR模块的各个故障元 素进行加速退化实验； S4、 建立部件级量化模型： 根据航天BDR模块的各个故障元素退化实验获得的数据构建 部件级寿命量化模型； S5、 建立系统级寿命量化模型： 根据部件级寿命量化模型获得各个故障元素的寿命， 并 使用短板效应来描述系统级 寿命； S6、 检验系统可靠性： 对系统级寿命量化模型进行可靠性评估， 判断系统级可靠性指标 是否满足要求， 如果不满足要求， 返回步骤4， 重新构建部件级量化模型， 进 行S4至S6步骤的 迭代更新， 直到系统级寿命量化模型满足可靠性指标要求； 若 可靠性指标满足要求， 则认 为 系统级寿命量化模型建模完成； S7、 确定并输出航天BDR模块的寿命量 化模型。 2.如权利要求1所述的基于异种信息融合的航天BDR模块寿命量化方法， 其特征在于， 所述S2步骤 包含以下内容： S21依次分析航天BDR模块从设计、 储存、 运输、 发射、 在轨运行、 报废各阶段的各个故障 元素； S22、 根据 航天BDR模块的故障模式库， 梳理航天BDR模块在 所有任务阶段内可 能发生的 故障模式、 故障原因与故障机理的对应关系， 确定航天BDR模块可能发生的故障机理； S23、 通过对各个阶段任务的故障机理分析， 按照风 险程度确定航天BDR模块的故障主 机理。 3.如权利要求1所述的基于异种信息融合的航天BDR模块寿命量化方法， 其特征在于， 所述S3步骤 包含以下内容： S31、 根据 航天BDR模块真实工作环境， 设置模拟工作环境并将航天BDR模块置于该模拟 工作环境中； S32、 针对各个所述故障元 素进行加速退化实验。 4.如权利要求1所述的基于异种信息融合的航天BDR模块寿命量化方法， 其特征在于， 各个所述故障元 素至少包 含： MOSFET、 电阻、 电容、 电感、 二极管、 焊点。 5.如权利要求4所述的基于异种信息融合的航天BDR模块寿命量化方法， 其特征在于， 所述加速退化实验至少包 含： 过负荷以及温度疲劳加速退化实验。 6.如权利要求5所述的基于异种信息融合的航天BDR模块寿命量化方法， 其特征在于， 所述S4步骤包含以下内容： S41、 在过负荷和温度疲劳加速退化实验条件下， 记录MOSFET、 电阻、 电容、 电感、 二极 管、 焊点的实验数据； S42、 建立电阻寿命量 化模型， 公式表述如下：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114297926 A 2其中， τ是工作条件下的平均寿命， P、 P额分别是工作和额定电功率， T是环境温度， a、 b、 C 是常数； S43、 建立电容寿命量 化模型， 公式表述如下： 其中， Eα为激活能， n为电压应力指数， L为寿命， V为电压， T为环境温度， Kb＝ 8.617333262145 ×10‑5eV/K为常数， 下标为op的为预设条件， 下标为rated的则为已运行过 的物理量， Eα和n的值随电容的具体情况 取值； S44、 建立焊点寿命量 化模型， 公式表述如下： 其中， αw为特征寿命， α 为焊点直径， N0为出现裂纹时的循环次数， dα /dN为裂纹的传播速 度； S45、 建立 二极管寿命量 化模型， 公式表述如下： 其中， t为常温下工作寿命， T1～T2是实验条件下的温度范围， T0是工作条件下的温度， T 为二极管t时刻的结温， Q 为激活能， β 为升温速率， k 为常数； S46、 建立MOSFET 寿命量化模型， 公式表述如下： ln Vth＝nln t+m 其中， t为寿命时间， Vth为阈值电压变化量， n为时间对数系数， m为时间对数常数项， n 和m均由实验数据拟合所 得。 7.如权利要求6所述的基于异种信息融合的航天BDR模块寿命量化方法， 其特征在于， 所述S5步骤 包含以下内容： S51、 在贝叶斯理论框架下， 先分别构建成败型数据、 故障时间数据和退化数据的似然 函数， 再使用马尔科 夫链蒙特卡洛方法对三种似然函数进行融合， 得到联合后验分布； S52、 依托贝叶斯理论， 使用联合后验分布和部件级寿命量化模型， 对各个故障元素进 行寿命量 化； S53、 使用短板效应来描述系统级 寿命； S54、 比较航天BDR模块内各个故障元素的寿命值， 将其中最少寿命值作为系统级航天 BDR模块的预测寿命。 8.如权利要求7所述的基于异种信息融合的航天BDR模块寿命量化方法， 其特征在于， 所述S6步骤 包含以下内容：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114297926 A 3