可靠性数据分析.ppt

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1、可靠性数据分析,Data Analysis of Reliability,目,录,1,2,3,可靠性数据分析的目的和意义,可靠性数据分析的发展和现状,可靠性数据分析的基本方法和流程,CONTENTS,01,可靠性数据分析概述,02,可靠性数据分析的目的和任务,03,可靠性数据分析的工程意义,04,可靠性数据分析的利用及其效果,1.1 可靠性数据分析的目的和意义,可靠性数据分析概述,可靠性：可靠性是产品在规定的时间内和规定的条件下，完成规定功能的能力。【任务期间】【工作环境、使用方法、负荷状况】可靠性定性分析 无法满足工程需求可靠性的定量分析 给出可靠性的各种定量表示（各种可靠性指标）可靠性定量

2、表示特点：不同场合，对应不同的数量指标 可靠度、失效率、平均故障时间间隔等 随机性“产品在在规定时间内不发生故障”是随机事件 概率统计的方法研究,结论：可靠性数据分析是通过收集系统或单位产品在研制、试验、生产和使用中所产生的可靠性数据，并依据系统的功能或可靠性结构，利用概率统计方法，给出系统的各种可靠性数量指标的定量估计。数量指标：可靠度、失效率、平均故障时间间隔等,可靠性数据分析的目的和任务,根据在产品研制、试验、生产、使用、维修等过程中所开展的可靠性工程活动的需求而决定研制、试验阶段：对所进行的各项可靠性试验的试验结果进行评估，验证试验的有效性生产阶段：检验产品生产工艺能否保证产品所需求的

3、可靠性水平投入使用后阶段（使用、维修）：定期对现场可靠性数据收集，及时分析、评估，找出故障原因，加以改进，提高产品可靠性,可靠性数据分析的工程意义,可靠性数据分析给可靠性设计和可靠性试验提供了基础，为可靠性决策提供依据“预防、发现和纠正可靠性设计以及元器件、材料、工艺等方面的缺陷”的重要参考 在可靠性工程各个阶段（研制、试验、生产、使用、维修）中的一项基础性工作，始终发挥重要作用,可靠性数据分析的利用及效果,建立各级可靠性信息管理系统产品寿命周期中，利用对可靠性数据的闭环监控，实现对产品可靠性监控数据的闭环监控 数据源 数据收集 数据分析与处理 反馈 制定纠正措施 实施，形成新的数据源,CON

4、TENTS,1.2 可靠性数据分析的发展和现状,01单元产品的可靠性数据分析,02系统级可靠性数据分析,单元产品的可靠性数据分析,定义：将分析对象（元器件、零部件、组件、设备、分系统、或系统）作为一个单元整体，只利用其自身的可靠性数据，对其进行可靠性分析 无故障数据情形下的可靠性数据分析 单元产品的常规可靠性数据分析：主要集中在二项分布、指数分布、威布尔分布和对数正态分布等分布，运用数理统计方法，给出分布参数的估计，进而得出所关注可靠性指标的估计。【保守】样本空间排序法，得到分布产品在无失效数据情形下可靠性指标,基于退化数据的可靠性数据分析 可以从性能退化和失效机理方面揭示产品可靠性特性，针对

5、于小成本、高可靠性产品 基于性能退化轨迹分析（将退化量或与之相关参数作为时间的函数）基于性能退化量分布分析（不同标本、不同时刻退化量分布情况）加速寿命试验数据分析 在保持失效机理不变的条件下，把产品放在高应力水平下进行试验，来加速产品失效的一种寿命试验方法 快速获取实验数据、迅速查明失效原因，结合加速寿命试验模型，对产品在正常应力水平下的可靠性指标进行统计推断,基于贝叶斯（Bayes）方法的可靠性数据分析 合理制定产品寿命分布的先验信息；按照贝叶斯理论方法计算产品寿命的后验分布；最后根据工程需要，从后验分布中提取可靠性指标的评估结果 基于可靠性增长数据的可靠性数据分析 可靠性增长是通过持续不断

6、的消除产品在设计或制造中的薄弱环节，采取适当的纠正措施，使产品可靠性随时间而逐步提高。根据可靠性增长过程中收集到的可靠性数据，运用合理的数学分析方法给出产品可靠性的定量评价（特别是增长结束时产品可靠性水平的衡量）Duane模型、AMSAA模型、Gompertz模型、延缓纠正的增长预测模型,系统可靠性数据分析,回答了“某个系统在规定的工作条件下，在规定的任务时间t0 内,能正常工作的概率,即该系统在t0时刻的可靠度，记作Rs(t0),实际工程中最关心的是可靠度置信下限，记作RL最常见分析方法：LM法（Lindstrom和Madden提出）MML法（Easterling提出）核心思想：把系统组成设

7、备的数据等效为系统的成败型数据，随后利用二项分布的方法给出系统的可靠性置信下限,CONTENTS,01,可靠性数据分析方法的选取原则,02,可靠性数据分析的流程,1.3 可靠性数据分析的基本方法和流程,单元产品可靠性数据分析方法的选取原则与流程,产品自身数据比较丰富,系统产品可靠性数据分析方法的选取原则与流程,一般，级数越高，试验的工程难度越大所需的费用越高，因此“级”越高，试验数量越少，全系统的试验数量就更少。利用系统以下各级信息，就有可能使全系统一级的试验数量减少，从而节省产品的研究经费，缩短研制周期,产品自身的数据很少，而产品组成设备的数据较丰富情况,可靠性数据分析流程,END Than

8、ks!,补充,可靠性常用指标,三个“规定”、一个“能力”规定时间：可靠性是关于时间的递减函数 广义概念（分钟、小时、年、行驶路程、开关次数等）规定功能：产品的每项性能指标均达到规范限，称该产品完成规定功能 可靠性中：产品丧失规定功能，称为失效（故障）规定条件：产品的使用条件（环境条件、维护水平、操作技术等）使用条件越严酷，可靠性越低（区别对待）,能力：衡量产品的可靠性水平，需要对产品能力进行定量化可靠度、失效率、平均寿命、可靠寿命 可靠度：可靠度函数具体定义 失效率：工作到 t 时刻尚未失效的产品，在该时刻后单位时间内产品，在该时刻后单位时间内产品发生失效的频率 在时间T内失效产品数/(在时刻

9、T仍正常工作产品数*T)失效率曲线：浴盆曲线,平均寿命：不可修复产品：又称平均故障前时间（MTTF）可修复产品：又称平均故障间隔时间（MTBF）可靠寿命：保证产品正常工作的概率在某一水平R以上，产品可以工作多长时间,无故障数据情形下的可靠性数据分析加速寿命试验数据分析,产品寿命的分布F(t;)符合何种情况（指数、威布尔、正态）产品寿命的分布F(t;)未知时，随机抽取n个样本进行定时截尾试验，若在截尾时间段内有X个样本失效，且样品失效与否相互独立，采用二项分布进行分析,基于退化数据的可靠性数据分析,产品退化量的分布F(t;)符合何种情况（指数、威布尔、正态）退化量：与寿命、可靠性直接相关的某个性能指标，从产品开始工作到寿命终止时刻呈现出一定趋势的变化规律，本身可以测量，称为性能退化量与加速寿命实验相结合,基于贝叶斯（Bayes）方法的可靠性数据分析,重视先验信息（样本可靠性数据）的收集、发掘和加工，并使之数量化，形成先验分布，统计推断出后验分布产品先验分布的分布F(t;)符合何种情况（指数、威布尔、正态）,基于可靠性增长数据的可靠性数据分析,试验，发现薄弱环节改进再试验再改进特点：总体不断变化 样本量小 可靠性增长有其特有的规律 可靠性增长模型 Duane模型、AMSAA模型、Gompertz模型、延缓纠正的增长预测模型,