一、NPRD-2016的數(shù)據(jù)量
NPRD-2016(Nonelectronic Parts Reliability Data,非電子產(chǎn)品可靠性數(shù)據(jù))版提供了各種電氣組件、機電/機械零部件和組件的故障率數(shù)據(jù)。與NPRD-2011版本相比,NPRD-2016增加了138000條新的零部件故障率數(shù)據(jù),以及超過3700億小時的零部件統(tǒng)計數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)量相比NPRD-2011版本增加了不少。
二、NPRD-2016的數(shù)據(jù)收集時間及來源
(1)NPRD-2016所收集的故障數(shù)據(jù)是自1970年到2014年之間。在使用的時候,需要注意數(shù)據(jù)的年份,畢竟與現(xiàn)在的工藝、技術(shù)水平相比,還是有一定差異。
(2)NPRD-2016的數(shù)據(jù)來源包括:
a)公開發(fā)布的報告和論文;
b)政府資助的機構(gòu)研究所得的數(shù)據(jù);
c)軍方維修數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)的數(shù)據(jù);
d)商業(yè)保修維修系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù);
e)商業(yè)/工業(yè)維修數(shù)據(jù)庫;
f)軍方或商業(yè)組織直接提交的故障數(shù)據(jù)。
其中,NPRD-2016采集的主要數(shù)據(jù)源是Air Force REMIS system、Navy's OARS (原來的3M)、DECKPlate (原來的Avionics 3M) systems,以及Reliability Improvement Warranty (RIW) 數(shù)據(jù)。
三、NPRD-2016數(shù)據(jù)使用注意事項
(1)NPRD-2016的故障率數(shù)據(jù)更多是行業(yè)的平均故障率數(shù)據(jù),尤其是標(biāo)記為summary的故障率數(shù)據(jù),是將各種數(shù)據(jù)源、類似的零部件/組件的故障率數(shù)據(jù)綜合統(tǒng)計得到的。
(2)NPRD-2016給出的故障率數(shù)據(jù)為點估計值,可以使用置信限計算方法確定上下限:
a、確定具有指數(shù)分布壽命的組件的置信限的傳統(tǒng)方法是使用卡方分布;
b、根據(jù)以往的數(shù)據(jù)分析經(jīng)驗,對于給定的一般零件類型,觀察到的故障率的自然對數(shù)是服從正態(tài)分布(σ為1.5)。這表明68%的實際故障率將在故障率平均值(估計值)的0.22到4.5倍之間。同樣,90%的實際故障率將在平均值(估計值)的0.08到11.9倍之間。應(yīng)注意的是,該精度適用于組件級的故障率預(yù)測;
其它置信限分析方法或分布類型的置信限方法可參考相關(guān)資料或咨詢我們。
(3)NPRD-2016中,所有收集的現(xiàn)場故障數(shù)據(jù)中,都沒有故障時間(TTF),即沒有給出故障時間的數(shù)據(jù)。
(4)NPRD-2016編制單位在數(shù)據(jù)收集工作時,只收集設(shè)備故障總數(shù)、零件數(shù)量和系統(tǒng)運行小時數(shù)。這意味著NPRD-2016中給出的所有故障率,是假設(shè)故障時間(TTF)分布是為指數(shù)分布下的(至于為什么假設(shè)指數(shù)分布,見后續(xù)的進一步解釋)。但是,需要注意的是,NPRD-2016提供數(shù)據(jù)的許多零件類型通常不遵循指數(shù)分布失效規(guī)律,而是表現(xiàn)出磨損特性,或隨著時間的推移故障率不斷增加的特點。那為什么還假設(shè)是指數(shù)分布呢?
雖然設(shè)備實際的故障時間(TTF)分布可能是威布爾分布或?qū)?shù)正態(tài)分布或其他分布,但如果經(jīng)過足夠的時間,它可能會呈指數(shù)分布。因為對于可修可更換設(shè)備(NPRD-2016大部分的設(shè)備都是機電/機械設(shè)備,都是可修/可更換設(shè)備)來說,隨著時間的推移,設(shè)備陸續(xù)會更換,故障率會增加;然后當(dāng)大部分設(shè)備都更換后,故障率開始下降;然后隨著時間的推移,又出現(xiàn)較多的設(shè)備需要更換,故障率上升;然后大部分設(shè)備更換后,故障率開始下降;周而復(fù)始,重復(fù)上述過程,該過程時間達到一定時間后,整個過程將會呈現(xiàn)指數(shù)分布。如下圖所示。
(5)NPRD-2016給出的故障率數(shù)據(jù),可以用于新研產(chǎn)品的可靠性設(shè)計參考,或者當(dāng)采購的貨架商品缺少失效率數(shù)據(jù)時,都可以借鑒NPRD-2016的相關(guān)故障率數(shù)據(jù)。如上所述,NPRD-2016給出的是故障率數(shù)據(jù),如果要獲得MTBF等參數(shù),那需要進行相應(yīng)的換算。
可靠性設(shè)計分析軟件PosVim的可靠性預(yù)計模塊,提供了最新版的NPRD-2016的故障率數(shù)據(jù),可在進行可靠性預(yù)計時參考、使用。