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研究生: 李馨茹
Li, Hsin-Ju
論文名稱: 應用粒子群最佳化方法於加速壽命試驗之大中取小設計研究
Minimax Design for Accelerated Life Tests via Particle Swarm Optimization Methods
指導教授: 李宜真
Lee, I-Chen
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 管理學院 - 統計學系
Department of Statistics
論文出版年: 2020
畢業學年度: 108
語文別: 中文
論文頁數: 39
中文關鍵詞: 加速壽命試驗大中取小設計粒子群最佳化
外文關鍵詞: accelerated life test (ALT), minimax design, particle swarm optimization (PSO)
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  • 現今大多數產品可以在無故障的情況下使用很長的時間,為了能在短期內獲得足夠的產品失效訊息,可靠度領域常會使用加速壽命試驗加快試驗的速度,以有效觀測產品壽命,並推估產品在正常使用條件下的壽命,是提升產品的品質或是訂定產品使用年限的重要依據。因實驗成本及執行實驗的時間是有限的,因此如何在給定的時間內設計較有效率的實驗規劃以獲得更多產品壽命資訊是一重要的研究問題。多數文獻使用給定固定的規劃參數(planning value)設計一個局部的最佳設計(locally optimum design),然而真實參數在實驗前是未知的,因此,若給定較不準確的規劃參數作實驗設計,可能會得到較不可靠的壽命資訊。另一方面,要獲得加速壽命試驗的最佳設計通常取決於失效模型假設,例如常用的Lognormal 分配或Weibull 分配,但實務上在設計實驗的階段對確切的失效模型並不完全清楚,如果模型使用錯誤時,將會影響對壽命估計的精確度。因此,本研究將模型設定及模型參數的範圍作為考量,建構一個較穩健的大中取小設計(minimax design)。本研究透過粒子群演算法(particle swarm optimization, PSO) 來尋找可靠度加速壽命試驗的穩健設計,並驗證了PSO 尋找加速壽命試驗之大中取小設計的可行性,研究結果也顯示PSO使得我們在搜尋minimax設計時,不僅可以不用預先給定特定參數,僅需給定樣本失效機率之範圍,也可以在不同壽命模型下尋找更加穩健的設計,且搜尋到的minimax 設計比局部最佳設計相對更穩健,將更符合實務上的應用。

    Because of the limitation within time constraints and experimental cost, how to plan an efficient experiment so as to obtain more lifetime information of products is an important research issue. Many literatures proposed strategies to plan a locally optimum design of an accelerated life test (ALT) under the limitation of pre-fixing the planning values of parameters. However, the true parameters are unknown before the experiment. Therefore, the experimental design under the less accurate planning parameters may obtain unreliable lifetime information. On the other hand, the optimum design for ALT usually depends on the model assumption, such as lognormal or Weibull model, but the wrong use of the model sometimes affect the accuracy of life estimation. Thus, the purpose of our study is to construct a robust minimax design that take models and parameters into consideration. To find a minimax design for ALT, we adopt particle swarm optimization (PSO) techniques. In the study, we verified the feasibility of finding minimax design via PSO. The result shows that we can search the minimax design as long as we specify the range of sample failure probability and provide candidate models. Finally, compared to the locally optimum design, the minimax design is more robust and more practical.

    目錄 摘要 i 英文延伸摘要 ii 誌謝 xi 目錄 xii 表目錄 xiv 圖目錄 xv 第一章緒論 1 第一節研究動機與目的 1 第二節文獻回顧與探討 2 第三節研究架構 4 第二章加速壽命試驗之 minimax 設計 5 第一節加速壽命模型 5 第二節最大概似估計(Maximum Likelihood Estimation) 6 第三節漸近變異數 7 第四節穩健設計準則:Minimax Criterion 7 第三章研究方法 9 第一節參數範圍設定 9 第二節粒子群最佳化(Particle Swarm Optimization, PSO) 10 第三節應用 PSO 至加速壽命實驗之 minimax 設計 11 第四章加速壽命試驗之 minimax 設計應用 14 第一節資料與模型 14 第二節驗證 PSO 可行性 16 第三節單一模型的 minimax design 17 4.3.1 參數範圍:原始參數表示式 17 4.3.2 參數範圍:重新參數化表示式 19 4.3.3 與 locally C-optimal design 比較及敏感度分析 21 第四節兩個候選模型下的 minimax design 24 4.4.1 兩個候選模型下的 PSO 找解結果 24 4.4.2 兩個候選模型之與 locally C-optimal design 比較及敏感度分析 25 第五章結論與未來研究 29 參考文獻 31 附錄A Device-A data PSO 找解結果 32 A.1 單一模型的 minimax design:重新參數化表示式 32 附錄B Adhesive bond data PSO 找解結果 37 B.1 單一模型的 minimax design:重新參數化表示式 37 B.2 兩個候選模型的 PSO 找解結果 37

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    下載圖示 校內:2025-07-31公開
    校外:2025-07-31公開
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