数据分析实践：估计基准可靠性

预估基准可靠性将帮助我们集中精力进行可靠性分析，确定必要的故障预防措施，以及确定潜在的成本和收益。

这项技术的目标包括：

1）核实（或验证）是否符合要求

2）提高对产品、过程、失效模式和机制的了解

3）识别缺陷（不足）

4）检测出需要改进设计的领域

产品的可靠性源于其子系统、组件和材料的可靠性：

系统可靠性 = f（组件可靠性）

为了实施这项技术，必须对系统及其功能、使用条件和要求具有清晰的了解。

我们可以根据现场数据（如果可靠且可追踪）， 或失效物理分析方面的知识、类似产品的可靠性预测记录、模拟模型、可比子系统和组件的保修和试验数据，计算出子系统和组件的基准可靠性。为了成功完成您的基准可靠性评估，我们推荐 Minitab统计分析软件中的以下任意一种工具：

1）试验方案

2）可修复系统分析

3）寿命数据回归

4）概率分析

估计试验方案

在下面的示例中，我们说明了如何使用估计试验方案来开发一种新型的绝缘材料。

1. 案例背景

工程师正在研制一种新型绝缘材料。他们要确定当与要估计的下限的距离在 100、200 和 300 小时之内时，估计第10个百分位数所需的样本数量。工程师将针对小样本执行 1000 小时的可靠性检验。他们针对检验计划使用以下信息：

• 预期大约12%的样本在检验的前500小时内失效。
• 预期大约20%的样本在1000小时结束时失效。
• 绝缘材料失效时间服从Weibull 分布。

2. Minitab操作

3. Minitab结果解释

Minitab 使用尺度为 6464.18、形状为 0.8037 的Weibull分布计算样本数量。

在删失时间为 1000 小时，单边置信区间的目标置信水平为 95% 的情况下，每个精度值的计算样本数量如下所示：

• 必须检验354个单元，以估计100小时内第10个百分位数的下限。
• 必须检验61个单元，以估计200小时内第10个百分位数的下限。
• 必须检验15个单元，以估计300小时内第10个百分位数的下限。

使用估计试验方案可以确定估计具有指定精度的百分位数或可靠性值所需的试验单元数。

估计试验方案可用于回答以下这类问题：

1）我应当检验多少单元才能以95%的置信下限在估计值的100小时之内估计出第 10 个百分位数？

2）工程师需要检验多少根电缆才能检验到故障，进而预测电缆在5000磅力作用下的生存概率？

既然我们知道如何估计基准可靠性，我们就需要验证我们产品的实际可靠性并加以改进。

未完待续……