Life-cycle Reliability Analysis and Optimization of Micro-Systems

微系统全生命周期可靠性分析与优化

基本信息

  • 批准号:
    0300539
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 30.49万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2003
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2003-05-01 至 2007-04-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This project is concerned with the advancing the fundamental knowledge of life-cycle reliability analysis (LCA) and design optimization with a particular emphasis on engineering microsystems. The goal is to create a rigorous computational framework for studying appropriate formulations of LCA. This framework is a synthesis of (a) reliability analysis and optimization algorithms, (b) life-cycle cost models accounting for the time-variant non-deterministic system response, (c) high-fidelity numerical simulation and sensitivity analysis, and (d) coupled reduced order models. The framework will be embedded into a design methodology that allows the maximization of the life-cycle benefits of microsystems while accounting for uncertainties and reliability constraints. Cost models will be developed that integrate manufacturing and system design requirements into the formulation of the device level optimization problem through cost-tolerance and cost-reliability relations.The outcome of this work will advance the fundamental discovery and understanding of the life-cycle design of non-deterministic microsystems, in particular of systems whose complexity results from the interaction of multiple phenomena. This research will increase the awareness of the importance of accounting for uncertainties in engineering design and will provide a formal, mathematical approach for incorporating probabilistic life-cycle design concepts. The research activities will be integrated into undergraduate and graduate level courses. An Internet-based version of the computational framework will be developed, which will allow students to discover the importance of uncertainties and the concept of life-cycle reliability in the design process of microsystems.
该项目关注于提高生命周期可靠性分析(LCA)和设计优化的基础知识,特别强调工程微系统。我们的目标是建立一个严格的计算框架,研究适当的配方LCA。该框架是可靠性分析和优化算法,(B)考虑时变非确定性系统响应的寿命周期成本模型,(c)高保真数值模拟和灵敏度分析,以及(d)耦合降阶模型的综合。该框架将被嵌入到一个设计方法,允许最大限度地提高微系统的生命周期效益,同时考虑到不确定性和可靠性的限制。将开发成本模型,集成制造和系统设计要求到制定的设备级优化问题,通过成本公差和成本可靠性的关系,这项工作的成果将推进基本发现和理解的非确定性微系统的生命周期设计,特别是系统的复杂性,从多个现象的相互作用。这项研究将提高人们对工程设计中考虑不确定性的重要性的认识,并将为纳入概率生命周期设计概念提供一种正式的数学方法。研究活动将被纳入本科和研究生课程。一个基于互联网的版本的计算框架将被开发,这将使学生发现的不确定性和生命周期可靠性的概念在微系统的设计过程中的重要性。

项目成果

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  • 财政年份:
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  • 资助金额:
    $ 30.49万
  • 项目类别:
    Standard Grant
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