Análisis de datos de vida / diseño de pruebas de confiabilidad

 

Diseño de pruebas de confiabilidad

[Nota del editor: Este artículo ha sido actualizado desde su publicación original para reflejar una visión más versión reciente de la interfaz del software.]

El artículo "Uso de la ecuación binomial acumulativa para el diseño de pruebas de demostración de confiabilidad y para estimar los parámetros de un conjunto de datos con cero fallas" analiza la distribución binomial acumulativa y cómo se puede aplicar Hacia el diseño de pruebas. Dada una confiabilidad específica en un tiempo determinado con un nivel de confianza deseado, las unidades de prueba requeridas (dado el tiempo de prueba) se puede determinar para alcanzar el objetivo requerido. Calcular el número requerido para el uso de unidades de prueba es bastante sencillo si el tiempo de prueba es igual al tiempo en el objetivo de confiabilidad. Si este no es el caso, entonces un fracaso Es necesario asumir la distribución para poder completar los cálculos. Este artículo presenta cómo se puede aplicar esta distribución de fallas en generar los resultados usando Weibull++ e ilustra el concepto de fallas permitidas.

Diseño de Utilidad de Pruebas de Confiabilidad

La utilidad del Diseño de pruebas de confiabilidad (DRT) de Weibull++ se muestra en la Figura 1.

                                                       Figura 1: La utilidad Weibull++ 6 DRT

Dado el objetivo especificado de una fiabilidad del 90% a las 100 horas y un nivel de confianza deseado del 90%, 22 de Las unidades de prueba deben ponerse a prueba durante 100 horas sin fallas. Pero lo es Este resultado solo es válido para una supuesta distribución de fallas de Weibull con Beta = 2? Y si Beta se cambia a 3, entonces se realizará el número requerido de pruebas ¿cambian unidades? Para responder a estas preguntas, considere el binomio acumulativo ecuación que se muestra a continuación.

Dado f = 0, y CL = 0,90, la ecuación binomial acumulativa se puede reducir a lo siguiente:

 1)

A partir de esta ecuación, usted Puede ver que el número de unidades de prueba, n, se puede calcular fácilmente dado RTest. RTest es simplemente R(100) y se proporciona en Entrada de requisitos. 

En este caso no lo es Es necesario asumir una distribución de fallas desde la confiabilidad en la prueba Ya se ha dado tiempo en función de los requisitos del objetivo. Por lo tanto, la El resultado anterior de 22 unidades es independiente de la distribución. Esto es porque el tiempo de prueba es igual al tiempo requerido. Ahora bien, ¿qué pasa si las unidades ¿Deberían probarse durante 150 horas en lugar de 100 utilizando el mismo objetivo? Suponiendo una distribución Weibull con fallas Beta = 2 y 0, se necesitarían diez unidades ser probado para cumplir con el objetivo requerido, como se muestra en la Figura 2.

                                          Figura 2: Calcule el número de unidades de prueba con Beta = 2

Si se supone que Beta es igual a 3, entonces sería necesario probar siete unidades sin fallas, como se muestra en la Figura 3.

                                   Figura 3: Calcule el número de unidades de prueba con Beta = 3

En este caso, el El número requerido de unidades de prueba depende del valor supuesto de Beta porque el tiempo de prueba ingresado no es igual al tiempo de demostración. Como mostrado en la ecuación. (1), la ecuación binomial acumulativa se puede reducir a a función de RTest y n. Pero RTest ya no es el 90% ya que este es el valor a las 100 horas. Entonces RTest es la última incógnita que se debe determinar para poder calcular n. Pero ¿qué es R(150)? La primera parte del proceso para determinar este valor es determinar el valor de η para la distribución Weibull. Esto se puede lograr usando Weibull ecuación de fiabilidad.

Esto se puede reescribir como:

« Ahora se puede determinar simplemente insertando los valores en el lado derecho de La ecuación donde:

RRequerido = 0,9

tRequerido = 100

β = 3

Por lo tanto, η = 211,7. Ahora que η se ha determinado junto con β y tTest = 150, se puede estimar RTest utilizando la ecuación de confiabilidad de Weibull.

Una vez RTest se ha determinado, luego se puede calcular el número de unidades de prueba Eqn. (1). El mismo proceso se puede aplicar para cualquier valor especificado de Beta o para las demás distribuciones disponibles. Una representación gráfica de esto El proceso se muestra en la Figura 4.

                                                         Figura 4: Representación gráfica

Cuando el tiempo equivale a 100 horas, la confiabilidad se da en un 90%. Esto corresponde a un falta de fiabilidad del 10% y está representada en el gráfico por las flechas azules. El El valor que se debe determinar es la confiabilidad a las 150 horas. Este El valor se puede estimar recorriendo la línea del gráfico (dado β = 3, η = 211.7), representado por la flecha roja, hasta el punto donde el tiempo es igual a 150 horas. Este punto es igual a 1 - RTest.

Fallos permitidos

Permitir fallos durante la prueba es un concepto muy simple. Al permitir Si no se producen fallos durante la prueba, simplemente está especificando el máximo número de fallos que puedes observar y aún así pasar la prueba. Por supuesto, Es posible no permitir ningún fallo (que es lo que se ha hecho hasta ahora este punto). Cuantos más fallos permitas, mayor será el número de unidades que debes probar para demostrar el objetivo especificado. Pero ¿qué pasa si tú Especifique que no desea permitir ninguna falla y se observará una ¿Antes de que se haya completado la prueba? ¿puedes simplemente agregar más unidades a la prueba? ¿para explicar el fracaso observado? Podrías. Pero piensa en esto: tú Originalmente diseñé la prueba para no permitir ninguna falla, pero observaste un fallo, lo que indica que ha fallado la prueba.Entonces, ¿qué esperas? ¿Qué ganar añadiendo más unidades a una prueba en la que ya has fallado? Añadiendo unidades a una prueba que sabe que no ha podido demostrar un objetivo específico no tiene mucho sentido. En este caso, puede resultar más beneficioso probar el unidades restantes o una parte de las unidades que fallan y luego analizarlas datos como datos de vida en Weibull++.

Información adicional sobre la utilidad Diseño de Pruebas de Confiabilidad en Weibull++ se puede encontrar en: https://help.reliasoft.com/reference/life_data_analysis/lda/reliability_test_design.html.

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