[发明专利]一种基于监控威布尔形状参数的早期失效率变点识别方法

说明书

本发明提供一种基于监控威布尔形状参数的早期失效率变点识别方法，其步骤如下：一、建立早期失效相关基础数据库；二、建立产品早期失效率变点模型；三、建立早期失效率变点监控指标；四、确定用于识别早期失效率变点的CUSUM控制图的相关设计参数；五、绘制控制图；六、识别早期失效率变点；七、结果分析；通过以上步骤，达到了识别产品早期故障率变点的目的，为企业制定厂内寿命试验计划和确定售后质保政策提供了支撑依据，有利于提高产品质量和企业生产效益。

技术领域

本发明提供了一种基于监控威布尔形状参数的早期失效率变点识别方法，属于质量管理领域。

背景技术

产品的早期失效会给顾客满意度造成强烈的负面影响，同时还会给显著增加售后质保服务成本。在日趋激烈的市场竞争环境下，受成本和时间的限制，生产中存在着无法检测的潜在缺陷，使得产品批生产后可靠性降低，表现为较高的早期失效率，早期使用阶段出现各类早期故障，造成人员伤亡、环境污染问题、顾客流失、质保索赔、应急资源调动成本、保险费用等各种严重后果。

在统计上，产品失效的一个重要规律是产品在使用初始阶段往往具有较高的失效率，而在经过了这一早期失效频发阶段之后会进入可正常稳定使用的偶然失效阶段，直到最后老化报废时又再次变得容易失效。早期失效率变点是指产品从早期故障频发阶段过渡转变到偶然失效阶段的时间点。生产者往往希望通过如老炼试验等寿命测试来使得产品处于早期失效率变点之前的这一段寿命可以在厂内消耗度过，而一旦产品度过了早期失效率变点，厂家便希望立刻停止相关寿命试验，一方面可以减少厂内试验的成本，另一方面可以延长产品在消费者手中的可用寿命。

现阶段，基于可靠性试验或使用故障数据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变点上来，而且忽略产品在早期失效阶段和偶然失效阶段一个重要差别是可以用威布尔形状参数的不同来加以区分，因而忽视了对早期失效率变点这一关键时刻的分析和利用。针对以上早期失效规律研究的不足，本专利提出了一种基于监控威布尔形状参数的早期失效率变点识别方法：首先建立早期失效相关基础数据库；进而从中分析最重要的寿命试验数据分析，建立产品早期失效率变点模型，然后确定用于监测该变点的监控指标和用于识别早期失效率变点的控制图的相关设计参数；最后实施控制图技术，识别得到早期失效率变点。该方法为企业制定厂内寿命试验计划和确定售后质保政策提供了很好的支撑。

发明内容

(1)本发明的目的：

针对传统早期失效分析中对失效率变化情况量化研究的不足，本发明提供一种从统计过程控制角度出发的产品早期失效率由早期故障频发阶段过渡到正常使用阶段偶发故障的这一时间点的识别方法——一种基于监控威布尔形状参数的早期失效率变点识别方法。针对早期失效率变化过程中的不确定性，考虑产品总体所服从的寿命分布函数——两参数威布尔函数所具有的特征，以分布函数中的特征参数作为量化指标来间接监测失效率的变化情况，并结合减少早期失效现象和降低质保成本等所需满足的特征条件，综合考虑产品固有的失效率变化规律和实际批次产品的失效率统计特性，最终实现对早期失效率变点的有效识别，为企业提高出厂产品质量提供帮助。

(2)技术方案：

本发明一种基于监控威布尔形状参数的早期失效率变点识别方法，提出的基本假设如下：

假设1产品寿命服从两参数威布尔分布；

假设2产品全生命周期中的失效率变化曲线可由典型故障曲线(即浴盆曲线)拟合；

假设3产品典型故障曲线中的不同阶段所对应的失效率可分别由不同特征参数所对应的威布尔函数拟合；

假设4产品在早期失效频发阶段和偶然失效阶段时所对应的威布尔形状参数处于相对稳定状态，即在浴盆曲线左侧下降阶段和中间的平稳阶段均未发生形状参数的显著波动；

假设5产品从制造完成后到早期使用阶段内不进行任何维修或零部件换新；