基于多参数性能退化竞争失效的光电探测器储存寿命评估

张也平; 杨童博; 李紫薇

doi:DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.04.003

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基于多参数性能退化竞争失效的光电探测器储存寿命评估

·疲劳·损伤·断裂·失效分析· | 更新时间：2025-04-25

- 基于多参数性能退化竞争失效的光电探测器储存寿命评估
- Storage life evaluation of photodetector based on multi-parameter performance degradation and competitive failure
- 机械强度 2025年47卷第4期页码：20-26
- 作者机构：
  
  1.中国工程物理研究院流体物理研究所，绵阳 621900
  2.西南交通大学数学学院统计系，成都 611756
  3.西南科技大学信息工程学院，绵阳 621010
  4.西南科技大学复杂环境装备可靠性研究中心，绵阳 621010
- 作者简介：
  
  杨童博，女，1999年生，河南开封人，硕士研究生；主要研究方向为可靠性统计；E-mail：15237226155@163.com。
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金项目(12205277)
- DOI：DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.04.003
  中图分类号：
- 收稿日期：2023-08-19，
  
  修回日期：2023-09-28，
  
  纸质出版日期：2025-04-15
- 稿件说明：
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张也平，杨童博，李紫薇. 基于多参数性能退化竞争失效的光电探测器储存寿命评估［J］. 机械强度，2025，47（4）：20-26.

ZHANG Yeping，YANG Tongbo，LI Ziwei. Storage life evaluation of photodetector based on multi-parameter performance degradation and competitive failure［J］. Journal of Mechanical Strength，2025，47（4）：20-26.
张也平，杨童博，李紫薇. 基于多参数性能退化竞争失效的光电探测器储存寿命评估［J］. 机械强度，2025，47（4）：20-26. DOI： DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.04.003.

ZHANG Yeping，YANG Tongbo，LI Ziwei. Storage life evaluation of photodetector based on multi-parameter performance degradation and competitive failure［J］. Journal of Mechanical Strength，2025，47（4）：20-26. DOI： DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.04.003.

摘要

针对光电探测器的储存寿命评估问题，综合考虑样品关键性能参数有无变坏或者向好的趋势情况，提出了一种基于蒙特卡洛法的多参数竞争失效储存寿命评估新方法。首先，通过性能退化建模选择单一参数的最优退化模型，从而对于退化趋势递增的样品根据失效阈值计算其伪寿命，对于退化趋势递减的样品将其伪寿命看作右删失数据；然后，根据伪寿命数据结合最大期望（Expectation Maximization

EM）算法选择单一性能参数的最优分布；最后，通过蒙特卡洛采样法进行多参数的竞争失效评估。以光电探测器储存案例为实例，验证了该方法的可行性。

Abstract

Aiming at the storage life evaluation of photodetectors

a new evaluation method for multi-parameter competitive failure storage life assessment based on Monte-Carlo method was proposed. This method comprehensively considered whether the key performance parameters of the sample have deteriorated or improved trend. Firstly

the optimal degradation model with a single parameter was selected by performance degradation modeling

so that the pseudo-life of the sample with increasing degradation trend was calculated according to the failure threshold

and the pseudo-life was regarded as the right-censored data for the sample with decreasing degradation trend. Furthermore

the optimal distribution of a single performance parameter was selected based on the pseudo-life data combined with the expectation maximization(EM) algorithm

and then the competitive failure evaluation of multi-parameters was carried out by Monte-Carlo sampling method. According to the case analysis of the photodetector storage

the feasibility of this method was verified.

关键词

Keywords

references

ATANASKOVIC˙ A ， DIMITRIJEVIC˙ T ， DONC˙OV N ， et al . Study of loop probe dimensions influence on a probe calibration factor in near-field measurements ［C］// Proceedings of the 2019 14th International Conference on Advanced Technologies，Systems and Services in Telecommunications（TELSIKS） . New York ： IEEE ， 2019 ： 335 - 338 .

谢文佳，周恬，洪涛，等 . 宽带双极化天线测量探头的设计与仿真［J］. 宇航计测技术， 2019 ， 39 （ 6 ）： 48 - 51 .

XIE Wenjia ， ZHOU Tian ， HONG Tao ， et al . Design and simulation of wideband and dual-polarized antenna measurement probe ［J］. Journal of Astronautic Metrology and Measurement ， 2019 ， 39 （ 6 ）： 48 - 51 . （In Chinese）

TIAINEN T ， VIITALA R . Robust optimization of multi-probe roundness measurement probe angles ［J］. Measurement ， 2021 ， 168 ： 108146 .

贾龙洋，王龙辰，胡兵 . 一种在用超声诊断设备探头性能检测系统的研制［J］. 中国医疗设备， 2020 ， 35 （ 2 ）： 18 - 20 .

JIA Longyang ， WANG Longchen ， HU Bing . Design of a probe performance testing system for ultrasonic diagnostic equipment ［J］. China Medical Devices ， 2020 ， 35 （ 2 ）： 18 - 20 . （In Chinese）

潘建根，闵芳胜 . 测量LED用高精度光度探头及其性能评价［J］. 液晶与显示， 2005 ， 20 （ 2 ）： 150 - 154 .

PAN Jiangen ， MIN Fangsheng . Accurate photometer heads for LED measurement and their performance assessment ［J］. Chinese Journal of Liquid Crystals and Displays ， 2005 ， 20 （ 2 ）： 150 - 154 . （In Chinese）

储呈晨，李斌，郑蕴欣 . 医用超声诊断仪设备探头故障模式分析［J］. 中国医疗设备， 2019 ， 34 （ 10 ）： 6 - 9 .

CHU Chengchen ， LI Bin ， ZHENG Yunxin . Analysis of the fault mode of the probe of medical ultrasonic equipment ［J］. China Medical Devices ， 2019 ， 34 （ 10 ）： 6 - 9 . （In Chinese）

AOYAMA S ， KAWAHITO S ， YAMAGUCHI M . An active magnetic probe array for the multiple-point concurrent measurement of electromagnetic emissions ［J］. IEEE Transactions on Magnetics ， 2008 ， 42 （ 10 ）： 3303 - 3305 .

FUNATO H ， SUGA T . Magnetic near-field probe for GHz band and spatial resolution improvement technique ［C］// 2006 17th International Zurich Symposium on Electromagnetic Compatibility . Singapore ， 2006 ： 284 - 287 .

许光，黄小坪 . 利用典型的异常图像分析医用超声探头的故障与检修［J］. 中国医疗设备， 2018 ， 33 （ 5 ）： 104 - 106 .

XU Guang ， HUANG Xiaoping . Analysis of malfunction and maintenance of medical ultrasound probes by using typical abnormal images ［J］. China Medical Devices ， 2018 ， 33 （ 5 ）： 104 - 106 . （In Chinese）

郑渊，李永兵，陈炳春 . CPR1000机组一回路冷管宽量程温度探头RCP029MT故障原因及物项替代可行性分析［J］. 中国核电， 2022 ， 15 （ 4 ）： 571 - 575 .

ZHENG Yuan ， LI Yongbing ， CHEN Bingchun . The failure causes and replacement item feasibility analysis of the wide range temperature probe RCP029MT in CPR1000 nuclear power plant ［J］. China Nuclear Power ， 2022 ， 15 （ 4 ）： 571 - 575 . （In Chinese）

李婷婷，王建国，孙森，等 . B超探头的常见故障、维修与日常保养方法［J］. 医疗装备， 2018 ， 31 （ 20 ）： 148 - 149 .

LI Tingting ， WANG Jianguo ， SUN Sen ， et al . Common faults，maintenance and daily maintenance methods of B-ultrasound probes ［J］. Medical Equipment ， 2018 ， 31 （ 20 ）： 148 - 149 . （In Chinese）

王丽艳，任晓伟，王占强 . 超声探头的常见故障及维修［J］. 医疗装备， 2019 ， 32 （ 13 ）： 129 - 130 .

WANG Liyan ， REN Xiaowei ， WANG Zhanqiang . Common faults and maintenance of ultrasonic probes ［J］. Medical Equipment ， 2019 ， 32 （ 13 ）： 129 - 130 . （In Chinese）

YIN X K ， FU J M ， GU Y ， et al . Investigations into the influential factors for the inspection performance of capacitive-eddy current dual modality integrated probe ［J］. Chinese Journal of Scientific Instrument ， 2020 ， 41 （ 6 ）： 197 - 207 .

PARK J . Statistical inference of a time-to-failure distribution derived from linear degradation data ［J］. Technometrics ， 1997 ， 39 （ 4 ）： 391 - 400 .

CHINNAM R B . On-line reliability estimation for individual components using statistical degradation signal models ［J］. Quality and Reliability Engineering International ， 2002 ， 18 （ 1 ）： 53 - 73 .

邓爱民，陈循，张春华，等 . 基于性能退化数据的可靠性评估［J］. 宇航学报， 2006 ， 27 （ 3 ）： 546 - 552 .

DENG Aimin ， CHEN Xun ， ZHANG Chunhua ， et al . Reliability assessment based on performance degradation data ［J］. Journal of Astronautics ， 2006 ， 27 （ 3 ）： 546 - 552 . （In Chinese）

闫亚宾，高淑敏，张苑，等 . 融合小波包和性能退化的电子组件寿命评估［J］. 电子元器件与信息技术， 2022 ， 6 （ 2 ）： 107 - 110 .

YAN Yabin ， GAO Shumin ， ZHANG Yuan ， et al . Life assessment of electronic components based on fusion of wavelet packets and performance degradation ［J］. Electronic Components and Information Technology ， 2022 ， 6 （ 2 ）： 107 - 110 . （In Chinese）

吴兆希，罗俊，谭骁洪，等 . 基于退化数据的厚膜电阻可靠性评估［J］. 微电子学， 2020 ， 50 （ 6 ）： 926 - 931 .

WU Zhaoxi ， LUO Jun ， TAN Xiaohong ， et al . Reliability assessment of thick film resistor based on degradation data ［J］. Microelectronics ， 2020 ， 50 （ 6 ）： 926 - 931 . （In Chinese）

林启峰 . 斜探头性能参数测试的不确定度评定［J］. 科技信息， 2013 （ 19 ）： 67 ， 70 .

LIN Qifeng . Evaluation of uncertainty in performance parameter testing of angle probes ［J］. Science & Technology Information ， 2013 （ 19 ）： 67 ， 70 . （In Chinese）

肖统生 . 临床超声探头性能指标及使用注意事项［J］. 医疗装备， 2013 ， 26 （ 6 ）： 88 - 90 .

XIAO Tongsheng . Performance indicators and precautions for use of clinical ultrasound probes ［J］. Medical Equipment ， 2013 ， 26 （ 6 ）： 88 - 90 . （In Chinese）

茆诗松，程依明，濮晓龙 . 概率论与数理统计教程［M］. 北京：高等教育出版社， 2011 ： 314 - 315 .

MAO Shisong ， CHENG Yiming ， PU Xiaolong . Probability theory and mathematical statistics tutorial ［M］. Beijing ： Higher Education Press ， 2011 ： 314 - 315 . （In Chinese）

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