怎么画韦布尔分布_手机按键寿命测试的样本数量怎么定?一文看懂 简述威布尔分布及其应用...
有一種手機按鍵的質量要求是,95%的產品的按壓壽命需要達到1萬次。
根據這一要求,QC部門需要進行1.2萬次的按壓測試。
那么QC部門需要選取多少按鍵來進行測試(不允許有失效),才能保證95%的按鍵按壓壽命達到1萬次呢?
要解決這個問題,我們需要用到的工具就是Weibull分布,在產品的早期失效期以及耗損失效期,其失效率的曲線是符合Weibull分布的。
威布爾分布
威布爾分布表達式異常復雜,在可靠性中使用范圍卻很廣。
其中失效密度函數表示如下:
m : 形狀參數,表示函數的走勢。
m>1,表示失效率隨時間增加,
m<1, 表示失效率隨時間減小。
t0:參數或特征壽命,表示函數的縮放。
γ:位置參數,且γ>0,表示設備在[0, γ ]之間不會發生故障。
威布爾分布之所以好用,是因為通過調整不同參數,可以表征整個產品生命周期,即可靠性常提到的浴盆曲線,分為早期失效、隨機失效和老化失效三個階段。
早期失效:產品在開始使用時,失效率很高,但隨著產品工作時間的增加,失效率迅速降低。這一階段失效的原因大多是由于設計、原材料和制造過程中的缺陷造成的。隨機失效期:
是失效率較低,且較穩定,往往可近似看作常數,可以用指數分布表示。這一時期是產品的良好使用階段, 偶然失效主要原因是質量缺陷、材料弱點、環境和使用不當。老化階段:
失效率隨時間的延長而急速增加, 主要由磨損、疲勞、老化和耗損等原因造成。這個階段也可以用正態分布來做模擬。
應用
回到我們一開始的那個例子。
要解決該公司QC部門遇到的問題,我們需要找到該產品失效的Weibull分布形態,然后根據實際的Weibull分布計算出做壽命試驗所需的產品數量,整個過程我們借助Minitab來完成。
Step1:確定Weibull分布形態
QC部門為了判斷該按鍵的確實壽命次數,隨機選取了20個按鍵進行按壓測試,在1萬次按壓后開始檢查產品是否失效,此后每1千次檢查一次,將得到的結果輸入Minitab如下圖所示。
在Minitab中做參數分析
分析結果如下:
得到形狀參數的估計值為9.106,尺度的估計值為13382.8
Step2:確定壽命試驗所需樣品數量
根據上述結果在Minitab中進行可靠性檢驗
輸入客戶對產品壽命的要求
分析后的結果如下:所需樣品數量為12個。
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總結
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