一、可靠性試驗方案設計
可靠性試驗設計是我們開展可靠性工作常遇到的問題。我們開展可靠性試驗設計時,往往參考標準推薦的試驗方案進行試驗,或者憑借經(jīng)驗進行可靠性試驗。可靠性試驗設計的好壞,關系到試驗時間、固定裝置/夾具的使用、產(chǎn)品樣本等問題,還關系到試驗是否成功等問題。差的可靠性試驗方案,可能導致更多的試驗時間、更多的產(chǎn)品樣本需求,甚至帶來重做試驗的風險。當按照試驗方案進行試驗之后,可能得到的結果存在較大的不確定性、風險,存在得到非預期的結果等。
比如,設計了一個可靠性試驗方案,20個樣本做5000小時的可靠性驗證試驗,當試驗到4920小時時,有一個樣本發(fā)生了故障。那么我們需不需要繼續(xù)做試驗,還需要做多久時間的試驗?這些,一方面要求在試驗方案設計時做好計劃;另一方面,對于試驗過程中出現(xiàn)的情況,要有預先的準備方案、要有預先的設計。
還有一個現(xiàn)實的問題是,不同的供貨商提供的產(chǎn)品,我們如何通過試驗驗證是否存在差異、統(tǒng)計上是否存在差異,這些差異是否能測出來?
還有,目前比較流行加速試驗,加速試驗應力的選擇非常關鍵,一般我們都需要選擇3個應力水平進行加速試驗,如果我們選擇的加速應力不當,可能得到的結果(比如可靠度計算結果)差異非常大,不確定性非常大。
所以,我們開展可靠性試驗設計時,要做好樣本量選擇、試驗時間確定、應力水平選擇、應力選擇等。要做出這些判斷,我們需要前期開展一定的分析工作,了解產(chǎn)品的特點,或者通過相似產(chǎn)品、經(jīng)驗等獲取產(chǎn)品的特征參數(shù),比如服從威布爾分布時,需要了解其β參數(shù)大概范圍,大概的可靠性水平等。這些都是可以通過類似產(chǎn)品或者經(jīng)驗或者仿真等手段得到相應的信息,基于這些信息設計可靠性試驗方案。
二、可靠性試驗方案設計案例
以一個示例介紹如何使用PosWeibull的可靠性試驗設計模塊進行試驗方案設計。
假設一個產(chǎn)品要求驗證:2000小時的可靠性水平滿足0.9,置信度為90%。最大的允許試驗時間為3000小時。我們能夠承受多少個產(chǎn)品故障?如何設計可靠性試驗方案?
我們打開PosWeibull軟件,進入試驗設計的可靠性試驗設計模塊,選擇分析方法:參數(shù)化二項式法,可靠性驗證指標輸入可靠度:0.9,置信度輸入90%,時間輸入2000小時,分布類型選擇威布爾分布,形狀參數(shù)我們根據(jù)經(jīng)驗,大概為2.3。計算參數(shù)我們選擇需要的樣本數(shù)量,最大允許失效數(shù)輸入0。我們計算可以得到樣品數(shù)量為9。如果我們增加樣本量,允許失效數(shù)為1個或者2個的情況,需要做多少試驗時間呢?我們把計算的參數(shù)改為需要的試驗時間,允許的樣本數(shù)量改為10/11/…,允許失效數(shù)量改為1個,我們可以得到16個樣本允許1個失效,試驗時間為2968小時。如果要生成多個試驗方案并進行權衡比較,可使用PosWeibull的權衡分析功能,生成一定范圍內的試驗方案,然后進行權衡比較。