1、什么是壽命數(shù)據(jù)分析?
我們工作過程中,可能常常遇到壽命數(shù)據(jù)分析(Life data analysis)、威布爾分析(weibull analysis)、weibull等詞語(yǔ),這些詞語(yǔ)是什么意思?有什么關(guān)系呢?
首先,我們先了解什么是壽命數(shù)據(jù)分析。
壽命數(shù)據(jù)分析壽命數(shù)據(jù)分析是通過分析一組失效數(shù)據(jù),來預(yù)測(cè)產(chǎn)品在整個(gè)生命周期內(nèi)運(yùn)行情況的方法。壽命數(shù)據(jù)分析是通過樣本數(shù)據(jù)的分布擬合,確定樣本數(shù)據(jù)服從的壽命分布,然后使用該分布來確定產(chǎn)品的未來發(fā)展趨勢(shì)。之所以我們進(jìn)行壽命數(shù)據(jù)分析,是因?yàn)槲覀兛梢杂脤?shí)際的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)來預(yù)測(cè)產(chǎn)品壽命,幫助我們進(jìn)行決策。
要開展壽命數(shù)據(jù)分析工作,必須要有產(chǎn)品的樣本數(shù)據(jù)。樣本數(shù)據(jù)通常是與產(chǎn)品故障或者產(chǎn)品性能相關(guān)的數(shù)據(jù)(這里切記,加速退化試驗(yàn)等數(shù)據(jù)或者監(jiān)測(cè)的性能數(shù)據(jù)都是可以用來做壽命數(shù)據(jù)分析的,不限于故障數(shù)據(jù))。一旦我們收集到了這些數(shù)據(jù),就可以通過壽命分析擬合出與樣本數(shù)據(jù)相符合的壽命分布以及分布參數(shù)。依靠該壽命分布,我們即可對(duì)產(chǎn)品的壽命發(fā)展規(guī)律、故障原因進(jìn)行深度挖掘分析,可以通過壽命分布預(yù)測(cè)產(chǎn)品的未來發(fā)展趨勢(shì),輔助市場(chǎng)決策以及產(chǎn)品質(zhì)量改進(jìn)工作。使用壽命分布的相關(guān)圖形和參數(shù),我們分析和預(yù)測(cè)未來產(chǎn)品的性能、能力等。
由于壽命數(shù)據(jù)分析工作中,威布爾是一種非常常見、常用的分布,所以,很多人也把壽命數(shù)據(jù)分析稱為威布爾分析。雖然壽命數(shù)據(jù)分析是一個(gè)更為寬泛的術(shù)語(yǔ),但威布爾分析通常與壽命數(shù)據(jù)分析在日常工作中經(jīng)常相互使用。兩者的分析過程和技術(shù)是基本相同的。威布爾分析之所以被廣泛使用,是因?yàn)橥紶柗植挤浅S兄诿枋銎渌y(tǒng)計(jì)分布無法描述的數(shù)據(jù)趨勢(shì)、特征,包括失效率降低、失效率恒定、失效率增加等情況。此外,威布爾分布也可以有效近似其他分布。也正因如此,壽命數(shù)據(jù)分析通常選擇威布爾分布作為首選分布類型進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,也就出現(xiàn)為什么壽命數(shù)據(jù)分析與威布爾分析通常相互使用的情況了
。2、什么是威布爾分析?
如前所述,威布爾分析和壽命數(shù)據(jù)分析是一樣的,都是基于統(tǒng)計(jì)的技術(shù),都是用來進(jìn)行各種類型壽命數(shù)據(jù)的分析、用來預(yù)測(cè)產(chǎn)品的壽命發(fā)展趨勢(shì)、規(guī)律。壽命數(shù)據(jù)分析更為寬泛。但是,工程中通常把壽命數(shù)據(jù)分析和威布爾分析相互使用。無論是威布爾分析還是壽命數(shù)據(jù)分析,它的基礎(chǔ)是數(shù)學(xué)分布,其中威布爾分布是其中分布之一。威布爾分布可適用于較多的場(chǎng)合,能夠處理各種類型的壽命數(shù)據(jù)、小樣本數(shù)據(jù)集數(shù)據(jù)等,是最為廣泛使用的分布類型之一,也是在各行業(yè)壽命數(shù)據(jù)分析中使用較多的分布。
利用威布爾分布,您可以通過壽命數(shù)據(jù)確定產(chǎn)品是否有早期失效;利用威布爾分布,您可以通過壽命數(shù)據(jù)分析產(chǎn)品的故障規(guī)律,是否存在批次問題;利用威布爾分布,您可以評(píng)估產(chǎn)品的可靠性增長(zhǎng)水平;利用威布爾分布,您可以進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量推斷、評(píng)估趨勢(shì),評(píng)估產(chǎn)品運(yùn)行一定時(shí)間段內(nèi)的故障概率,分析產(chǎn)品的平均壽命、預(yù)測(cè)故障率,甚至確定產(chǎn)品的保修期等。
3、為什么要進(jìn)行威布爾分析?
威布爾分析是深入了解產(chǎn)品的壽命特征、性能的一種重要手段。通過收集產(chǎn)品的相關(guān)故障、時(shí)間的樣本數(shù)據(jù),使用威布爾分析技術(shù),幫助回答產(chǎn)品的關(guān)鍵問題。比如,通過威布爾分析,您可以預(yù)測(cè)產(chǎn)品的壽命,可以確定保修期應(yīng)該設(shè)計(jì)為多久,可以通過威布爾分布形狀和參數(shù)分析產(chǎn)品的故障根本原因,比如設(shè)計(jì)缺陷、批次問題、維護(hù)不當(dāng)或者生產(chǎn)運(yùn)行不良等問題。Weibull分析還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是,它提供了一個(gè)直觀且易于理解的故障數(shù)據(jù)圖形視圖。
4、如何開展威布爾分析?
(1)創(chuàng)建數(shù)據(jù)集。首先,我們使用PosWEIBULL的數(shù)據(jù)表功能,創(chuàng)建數(shù)據(jù)集(樣本數(shù)據(jù)),可以手工錄入或者通過方便的Excel文件復(fù)制粘貼完成數(shù)據(jù)集創(chuàng)建。
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(2)威布爾分析(壽命數(shù)據(jù)分析)。然后,進(jìn)入PosWeibull的壽命分析進(jìn)行壽命數(shù)據(jù)分析。選擇一個(gè)威布爾分布或者多個(gè)分布類型,進(jìn)行壽命數(shù)據(jù)分析。如果您不確定產(chǎn)品的壽命數(shù)據(jù)服從什么分布,可以選擇多個(gè)分布類型,然后通過【分布模型】給出的似然對(duì)數(shù)、AICc、BIC、相關(guān)系數(shù)等判斷準(zhǔn)則,確定一個(gè)較好的分布類型作為產(chǎn)品的壽命分布。如果還不確定,可以使用PosWeibull的分布分析模塊進(jìn)行分布對(duì)比分析,更為直觀的幫助確定產(chǎn)品的分布類型。
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(3)查看產(chǎn)品的壽命特征。在【壽命分析】模塊,點(diǎn)擊【診斷圖】即可進(jìn)行產(chǎn)品壽命數(shù)據(jù)規(guī)律診斷分析。通過診斷圖中的壽命數(shù)據(jù)擬合曲線、形狀、參數(shù)等信息,可幫助確定產(chǎn)品的壽命數(shù)據(jù)發(fā)展規(guī)律,包括是否屬于批次問題,是否存在早期失效,是否可靠性增長(zhǎng)等。
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若要詳細(xì)了解分布參數(shù),可在各分布的【參數(shù)估計(jì)】欄目中查看分布參數(shù)估計(jì)結(jié)果,包括估計(jì)值、標(biāo)準(zhǔn)差、置信上下限等。
如果要計(jì)算或者預(yù)測(cè)壽命,可打開【壽命分析】模塊的【壽命/可靠性】菜單,查看可靠度、B10壽命等計(jì)算結(jié)果。