[發(fā)明專利]一種基于監(jiān)控威布爾形狀參數(shù)的早期失效率變點(diǎn)識(shí)別方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810077022.6
• 申請(qǐng)日: 2018-01-26
• 公開（公告）號(hào): CN108305002A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何益海;魏軼;朱春靈
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/06
• 分類號(hào): G06Q10/06
• 代理公司: 北京慧泉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

本發(fā)明提供一種基于監(jiān)控威布爾形狀參數(shù)的早期失效率變點(diǎn)識(shí)別方法，其步驟如下：一、建立早期失效相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫；二、建立產(chǎn)品早期失效率變點(diǎn)模型；三、建立早期失效率變點(diǎn)監(jiān)控指標(biāo)；四、確定用于識(shí)別早期失效率變點(diǎn)的CUSUM控制圖的相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)；五、繪制控制圖；六、識(shí)別早期失效率變點(diǎn)；七、結(jié)果分析；通過以上步驟，達(dá)到了識(shí)別產(chǎn)品早期故障率變點(diǎn)的目的，為企業(yè)制定廠內(nèi)壽命試驗(yàn)計(jì)劃和確定售后質(zhì)保政策提供了支撐依據(jù)，有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)生產(chǎn)效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明提供了一種基于監(jiān)控威布爾形狀參數(shù)的早期失效率變點(diǎn)識(shí)別方法，屬于質(zhì)量管理領(lǐng)域。

背景技術(shù)

產(chǎn)品的早期失效會(huì)給顧客滿意度造成強(qiáng)烈的負(fù)面影響，同時(shí)還會(huì)給顯著增加售后質(zhì)保服務(wù)成本。在日趨激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下，受成本和時(shí)間的限制，生產(chǎn)中存在著無法檢測(cè)的潛在缺陷，使得產(chǎn)品批生產(chǎn)后可靠性降低，表現(xiàn)為較高的早期失效率，早期使用階段出現(xiàn)各類早期故障，造成人員傷亡、環(huán)境污染問題、顧客流失、質(zhì)保索賠、應(yīng)急資源調(diào)動(dòng)成本、保險(xiǎn)費(fèi)用等各種嚴(yán)重后果。

在統(tǒng)計(jì)上，產(chǎn)品失效的一個(gè)重要規(guī)律是產(chǎn)品在使用初始階段往往具有較高的失效率，而在經(jīng)過了這一早期失效頻發(fā)階段之后會(huì)進(jìn)入可正常穩(wěn)定使用的偶然失效階段，直到最后老化報(bào)廢時(shí)又再次變得容易失效。早期失效率變點(diǎn)是指產(chǎn)品從早期故障頻發(fā)階段過渡轉(zhuǎn)變到偶然失效階段的時(shí)間點(diǎn)。生產(chǎn)者往往希望通過如老煉試驗(yàn)等壽命測(cè)試來使得產(chǎn)品處于早期失效率變點(diǎn)之前的這一段壽命可以在廠內(nèi)消耗度過，而一旦產(chǎn)品度過了早期失效率變點(diǎn)，廠家便希望立刻停止相關(guān)壽命試驗(yàn)，一方面可以減少?gòu)S內(nèi)試驗(yàn)的成本，另一方面可以延長(zhǎng)產(chǎn)品在消費(fèi)者手中的可用壽命。

現(xiàn)階段，基于可靠性試驗(yàn)或使用故障數(shù)據(jù)的早期失效的研究多用于失效率建模而很少聚焦到早期失效率變點(diǎn)上來，而且忽略產(chǎn)品在早期失效階段和偶然失效階段一個(gè)重要差別是可以用威布爾形狀參數(shù)的不同來加以區(qū)分，因而忽視了對(duì)早期失效率變點(diǎn)這一關(guān)鍵時(shí)刻的分析和利用。針對(duì)以上早期失效規(guī)律研究的不足，本專利提出了一種基于監(jiān)控威布爾形狀參數(shù)的早期失效率變點(diǎn)識(shí)別方法：首先建立早期失效相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫；進(jìn)而從中分析最重要的壽命試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，建立產(chǎn)品早期失效率變點(diǎn)模型，然后確定用于監(jiān)測(cè)該變點(diǎn)的監(jiān)控指標(biāo)和用于識(shí)別早期失效率變點(diǎn)的控制圖的相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)；最后實(shí)施控制圖技術(shù)，識(shí)別得到早期失效率變點(diǎn)。該方法為企業(yè)制定廠內(nèi)壽命試驗(yàn)計(jì)劃和確定售后質(zhì)保政策提供了很好的支撐。

發(fā)明內(nèi)容

(1)本發(fā)明的目的：

針對(duì)傳統(tǒng)早期失效分析中對(duì)失效率變化情況量化研究的不足，本發(fā)明提供一種從統(tǒng)計(jì)過程控制角度出發(fā)的產(chǎn)品早期失效率由早期故障頻發(fā)階段過渡到正常使用階段偶發(fā)故障的這一時(shí)間點(diǎn)的識(shí)別方法——一種基于監(jiān)控威布爾形狀參數(shù)的早期失效率變點(diǎn)識(shí)別方法。針對(duì)早期失效率變化過程中的不確定性，考慮產(chǎn)品總體所服從的壽命分布函數(shù)——兩參數(shù)威布爾函數(shù)所具有的特征，以分布函數(shù)中的特征參數(shù)作為量化指標(biāo)來間接監(jiān)測(cè)失效率的變化情況，并結(jié)合減少早期失效現(xiàn)象和降低質(zhì)保成本等所需滿足的特征條件，綜合考慮產(chǎn)品固有的失效率變化規(guī)律和實(shí)際批次產(chǎn)品的失效率統(tǒng)計(jì)特性，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)早期失效率變點(diǎn)的有效識(shí)別，為企業(yè)提高出廠產(chǎn)品質(zhì)量提供幫助。

(2)技術(shù)方案：

本發(fā)明一種基于監(jiān)控威布爾形狀參數(shù)的早期失效率變點(diǎn)識(shí)別方法，提出的基本假設(shè)如下：

假設(shè)1產(chǎn)品壽命服從兩參數(shù)威布爾分布；

假設(shè)2產(chǎn)品全生命周期中的失效率變化曲線可由典型故障曲線(即浴盆曲線)擬合；

假設(shè)3產(chǎn)品典型故障曲線中的不同階段所對(duì)應(yīng)的失效率可分別由不同特征參數(shù)所對(duì)應(yīng)的威布爾函數(shù)擬合；

假設(shè)4產(chǎn)品在早期失效頻發(fā)階段和偶然失效階段時(shí)所對(duì)應(yīng)的威布爾形狀參數(shù)處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，即在浴盆曲線左側(cè)下降階段和中間的平穩(wěn)階段均未發(fā)生形狀參數(shù)的顯著波動(dòng)；

假設(shè)5產(chǎn)品從制造完成后到早期使用階段內(nèi)不進(jìn)行任何維修或零部件換新；