可靠性技术

共词分析下的可靠性试验技术研究热点分析华小方谷湘琼摘要：通过对可靠性试验技术相关文献的共现高频关键词分析，得出以下两点发现：一是可靠性试验技术有关的研究成果呈现两个阶段性，两个阶段各有严重侧重；二是靠度度、可靠性效益、充裕度评估、蒙特卡罗模拟电力系统、可靠性强化试验、加速寿命试验等关键词是持续受到学者们关注的热点议题，而仿真模拟、加速寿命试验、试验复杂系统等议题的关注日益增多，成为新的研究热点。关键词：可靠性试验技术；词频共现；知识图谱EvolutionoftheResearchFrontsofReliabilityTechnology--BasedonCo-wordanalysisHuaXiao-fang，Guxiang-qiongAbstract:Co-occurrencefrequencyanalysisofkeywordsiscarriedouttorevealthehotsportsinresearchofreliabilitytest.Tworesultsareasfollows.Theinvestigationrevealsthattherearetwostagesinresearchevolutionofthereliabilitytest.Thedirectionofreliabilitytesthasbeenturnedfromthedesignofexperimenttotheverificationofboundaryconditiontransformationaboutreliabilitytest.Meanwhile,theissuessuchas,reliability,reliabilityevaluation,reliabilityworth,montecarlosimulation,adequacyassessment,powersystem,Acceleratedstress,acceleratedlifetestinghavebeenacontinuoushottopicamongscholarsbefore2000eventonowadays.Theemergingofnewsubjectshasdrawmoreandmoreattention,suchasmodel,costandsoon.Keywords:reliabilitytest;Co-occurrencefrequency;knowledgemapping1.引言随着科技的进一步发展，设备性能的复杂程度越来越高，设备的可靠性也成为专家们及学者关注的研究热点。可靠性试验技术作为可靠性学科的重要组成部分，是验证产品的可靠性是否达到设计要求并作为产品设计定型的重要依据，可靠性试验技术的理论的发展经过多年的演变，试验思路由传统的可靠性环境模拟试验转变为可靠性激发试验，产品的可靠性能得到了大幅度的提升。近年来，计算机技术的快速发展使得可靠性试验技术迅速提升，可靠性试验技术出现不同的研究方向，高加速寿命试验、步进应力试验、高加速应力筛选等。我国在60年代引进可靠性试验分析技术，经过长期的发展技术能力获得了较快的进步，但相比发达国家仍存在着一定的差距。对此，有必要分析和跟踪可靠性试验技术的演变过程及其相关的研究热点，为深化相关研究及指导我国可靠性试验技术发展提供参考。2.文献回顾20世纪50年代，美国开始对电子设备的可靠性展开研究，到60年代可靠性的逐渐由电子设备扩展到机械、建筑、工程等各个行业，并且相继出现不同的分支领域。可靠性试验是为了了解、评价、分析和提高产品的可靠性二进行的各种试验的总称，旨在暴露产品的缺陷，为提高产品的可靠性提供必要信息并最终验证产品的可靠性[1]。可靠性试验贯穿在产品的全寿命周期中，是产品可靠性评价的重要环节。国内外众多学者对可靠性试验问题进行过深入的研究，其内容涉及到各种方面。20世纪70年代，老化试验逐渐发展成为环境应力筛选，1979年美国海军颁布海军生产筛选大纲使得环境应力筛选迅速发展，90年代，GreeggK.Hobbs[2]等相继展开对环境应力筛选的研究，HarryMclean[3]认为环境应力筛选中引入的温度步进、温度循环、震动和电应力循环具有创造性的意义，HP[4]提出的应力裕量与健壮试验开启了可靠性强化试验的研究。同时，B.fallou[5]、L.aimoni[6]等开始对产品寿命影响的加速模型，派克模型，多应力模型相继成为学者们关注的重点。后来的众多学者，在加速寿命试验和强化试验的技术上，采用统计模型，引入极大似然估计、非参数估计、贝叶斯估计等。近年来，国内学者在该领域的研究也取得了较大的进展。葛广平[7]（2002）研究了多水平恒定应力加速寿命试验的优化设计问题；李志奇[8]（2004）探讨了航天电连接器在温度和振动环境下的加速寿命试验；姚军等（2007）[9]将计算产品可靠度的相关公式引入强化试验中，使用定量分析探讨产品可靠性；杨艳峰等（2013）[10]提出虚拟强化试验技术确定原则，推导了接触磨损强化系数，并利用MATLAB软件编制了相应的计算程序。本文运用文献计量方法，从文献的关键词共现网络节点的被引频次、中心度这两个最能体现共词分析网络的重要性方面进行分析，对各时间阶段中全部文献的关键词归纳、概括、比较与分析，动态地探寻各时间段中研究热点的迥异。3．数据来源和研究方法在数据来源上，我们在webofscience数据库中以主题词的方式检索，主题=(“reliabilitytest”)，时间跨度=1956-2014年，数据库=SSCI，CPCI-SSH进行搜索，然后对搜索结果进行精炼,精炼依据：文献类型=(ArticleorProceedingsPaper)，检索到1427篇文献。笔者进一步对这些文献的研究主题进行逐篇确认，确保这些文献同可靠性试验技术相关。我们发现，1972-2014年间各年份发表的文献数量如表1所示。表1可靠性试验技术文献历年出版情况（1972-2014）在研究方法上，可视化技术的科学知识图谱是当前科学计量学中的前沿研究方法，在能直观展现学科领域研究热点，并能够保证研究结果的科学性。计量学家皮尔逊(Pearson)[11]认为高频被引文献组成了知识基础，高频关键词代表研究热点，对高频关键词的分析可以总结出学科的知识结构变化。对此我们从全部文献中提取关键词，识别更为具体的研究议题。基于以上方法的使用，本文借助陈超美博士开发的CITESPACE软件来实现高频关键词共现的可视化操作。CITESPACE是用来分析和可视共现网络的Java应用程序。4．可靠性试验技术热点分析4.1数据处理在1427篇文献中共提取个367关键词，总词频数为1783次，每个关键词平均出现频次4.85次。在此基础上，对同义或近义的关键词进行合并，即标准化处理，例如：system-systems、powersystem-powersystems、unitcommitment-unit-commitment等合并为system、powersystem、unitcommitment等，将它们出现的频次相加，提取每个阶段出现频次最高的20个高频关键050100150197219771979198419861990199219941996199820002002200420062008201020122014词，共计40个，其总词频数为731次，每个高频关键词平均出现频次为19.3次，远高于总平均次数的频率，这些高频关键词基本上包含了可靠性试验技术主流领域的研究热点。运用citespace分别生成关键词共现知识图谱（图1，图2）。图1.1972－2000年可靠性试验技术关键词共现知识图谱图2.2001－2014年可靠性试验技术关键词共现知识图谱关键词的提取没有统一的标准或规范，作者关注的视角也各不相同，有的作者将“动力系统”列为可靠性试验技术的一个关键词，有的将“可靠性”作为关键词，更有将研究对象“系统”作为可靠性试验技术的关键词等，提取到的关键词中有许多两字词汇，例如，“模型”、“传输”、“电子产品”等，这些关键词所指范围不够具体，为此，我们对这些文件的摘要及前言进行详读，补充这些关键词准确所指的对象和代表范围。综合以上所述，提取关键词(表2和表3)。表2关键词共现频次前25排序（1972-2000）排序关键词共现频次排序关键词共现频次1reliability142reliabilitytestsystem93educationalpurposes74reliabilityevaluation711sequentialsimulation312powersystemandplant313system214adequacyassessment25montecarlosimulation66compositesystem57reliabilityworth48powersystem39powersystemreliability310acceleratedlifetesting315Acceleratedstress216uncertaintymodeling217lolp218simulation219spinningreserve220algorithm2表3关键词共现频次前25排序（2001-2014）排序关键词共现频次排序关键词共现频次1reliability1722system673reliabilitytest454powersystem395montecarlosimulation356algorithm357acceleratedlifetesting308simulation259unitcommitment2410reliabilityevaluation2311transmission2212powersystemreliability2213model2214optimization2115security2016flipchipbonding2017cost1918Acceleratedstress1819adequacyassessment1620Acceleratedstress164.2数据分析4.2.1两个阶段共同的关键词观察表6、表7发现，两个阶段前20位中的关键词，关键词出现频次最高的都是可靠度（reliability），其中可靠性试验体系（reliabilitytestsystem）、可靠性评价（reliabilityevaluation）、可靠性效益（reliabilityworth）、蒙特卡罗模拟（montecarlosimulation）、仿真模拟（Simulation）、充裕度评估（adequacyassessment）、电力系统（powersystem）、可靠性强化试验（Acceleratedstress）、加速寿命试验（acceleratedlifetesting）等在两个阶段均有出现，说明这些关键词是可靠性试验技术领域的共同关注点。可靠度是可靠性试验的实验目的，可靠度的高低是衡量可靠性试验技术是否有效的重要指标，一切的可靠性试验技术始终都是围绕如何提高可靠度来实现的，可靠度也必然成为可靠性试验技术始终不变的关注点。另外，可靠性评价、可靠性效益、充裕度评估作为衡量可靠性试验技术优劣的指标同样也是学者及专家们共同关注的研究热点。蒙特卡罗模拟是利用数学方法以概率模型为基础进行的一种数字模拟实验，蒙特卡罗模拟能够真实地模拟实际试验过程而成为备受青睐的试验方法，在可靠性试验技术中也备受欢迎。随着计算机技术的迅速发展，各种仿真软件不断地被开发出来，成为提高试验技术强有力的补充，能够有效的提高试验结果的准确度和可靠性。电力系统在两个阶段中均有不同程度的出现，表明电子方面对可靠性要求较高，也是可靠性试验技术应用领域比较多的领域。可靠性强化试验和加速寿命试验作为可靠性试验技术的两种基本方法，始终是可靠性试验技术发展的基础，通过查看1427篇文章中相关的文献