1、故障數(shù)據(jù)解析故障數(shù)據(jù)解析壽命的推算壽命的推算株式會(huì)社株式會(huì)社品質(zhì)保証部品質(zhì)保証部SuT講座講座改改前言前言信賴性工學(xué) 根據(jù)評價(jià)項(xiàng)目了解信賴性（目的）。徹底明確目的。 不拘泥于信賴性評價(jià)，禁止過度自信下定功夫，控制發(fā)生，使其容易讓人明白。 與平時(shí)不一樣（是第6感？或是理論上的？），判定不合格，擁有傾聽的耳朵。解析很重要，確立正確的解析方向，解析效果就出來了。所謂手法，就是通過有效的利用能使用的東西，取得效果稼動(dòng)中發(fā)生故障該怎么辦稼動(dòng)中發(fā)生故障該怎么辦？要取得發(fā)生不定期作動(dòng)的打拔機(jī)的發(fā)生狀況相關(guān)的要取得發(fā)生不定期作動(dòng)的打拔機(jī)的發(fā)生狀況相關(guān)的各種各樣信息各種各樣信息( (什么部位？使用頻度？導(dǎo)入時(shí)期

2、等什么部位？使用頻度？導(dǎo)入時(shí)期等),),但是不能遺漏了制品的耐久性的問題。但是不能遺漏了制品的耐久性的問題。這就是這就是故障方式把握故障方式把握。設(shè)備收到這樣的信息：設(shè)備收到這樣的信息： ASL ASL打拔機(jī)的油壓缸作動(dòng)打拔機(jī)的油壓缸作動(dòng)不定期，制造部門視其為問題。這時(shí)該怎么辦？不定期，制造部門視其為問題。這時(shí)該怎么辦？首先，在我們的頭腦中先呈現(xiàn)故障的概念圖首先，在我們的頭腦中先呈現(xiàn)故障的概念圖！0 0t t（時(shí)間時(shí)間）強(qiáng)度強(qiáng)度負(fù)荷負(fù)荷老化曲線老化曲線安全區(qū)域足夠安全區(qū)域足夠壓力壓力（負(fù)荷負(fù)荷）強(qiáng)度強(qiáng)度( (強(qiáng)度強(qiáng)度) )模型模型 在負(fù)荷在負(fù)荷強(qiáng)度的區(qū)域中發(fā)生故障強(qiáng)度的區(qū)域中發(fā)生故障 故障發(fā)生

3、主要原因故障發(fā)生主要原因負(fù)荷強(qiáng)度的區(qū)域負(fù)荷強(qiáng)度的區(qū)域基本的信賴性基本的信賴性data是到發(fā)生故障為止的時(shí)間是到發(fā)生故障為止的時(shí)間信賴性評價(jià)的基礎(chǔ)信賴性試驗(yàn)的目的是否能達(dá)成作為目標(biāo)的信賴性？以故障解析為中心的物理方法適當(dāng)指標(biāo)中的科學(xué)評價(jià)收集信賴性的改善信息判斷是否與規(guī)定的目標(biāo)值一致。信賴性的data收集是在預(yù)先明確data解析的目的的基礎(chǔ)上做成計(jì)劃的。故障類型是指？故障類型是指？如下圖那樣，故障方式大的方面可以分成如下圖那樣，故障方式大的方面可以分成3 3部分。部分。初期故障初期故障型型偶發(fā)故障型偶發(fā)故障型磨損故障型磨損故障型容易發(fā)生容易發(fā)生故障故障時(shí)間時(shí)間DFR型型IFR型型CFR型型不容易發(fā)

4、不容易發(fā)生故障生故障故障率曲線故障率曲線了解了故障類型后，我們會(huì)為什么而高興？了解了故障類型后，我們會(huì)為什么而高興？根據(jù)故障方式，不容易出現(xiàn)故障，提高制品的信賴性根據(jù)故障方式，不容易出現(xiàn)故障，提高制品的信賴性的對策不一樣。的對策不一樣。清除故障方式后，就能夠集中追查故障原因，清除故障方式后，就能夠集中追查故障原因，能很容易查到真正的原因能很容易查到真正的原因。初期故障型初期故障型：起泡起泡磨損故障型磨損故障型：磨損磨損以以型圈為例型圈為例初期故障型初期故障型（DFRDFR型型）的模式的模式0 0t t（ （時(shí)間時(shí)間） ）強(qiáng)度強(qiáng)度負(fù)荷負(fù)荷老化曲線老化曲線很明顯的不良品混在制品中，很明顯的不良品混

5、在制品中，在初期階段經(jīng)常發(fā)生故障在初期階段經(jīng)常發(fā)生故障。初期故障型（初期故障型（DFR型）的特征與對應(yīng)對策型）的特征與對應(yīng)對策 由于設(shè)計(jì)由于設(shè)計(jì) 制品上的制品上的 缺陷等，初期階段缺陷等，初期階段 就發(fā)生很多故障。就發(fā)生很多故障。 隨著時(shí)間的推移，隨著時(shí)間的推移，容易發(fā)生故障的制品容易發(fā)生故障的制品被取出，故障制品的被取出，故障制品的占有率下降占有率下降比如會(huì)發(fā)生的原因：比如會(huì)發(fā)生的原因： 無心之過的設(shè)計(jì)失誤。無心之過的設(shè)計(jì)失誤。 NOK中的制品不良。中的制品不良。 客戶的組裝不良。客戶的組裝不良。特特 征征 包括暗藏的東西在內(nèi)，包括暗藏的東西在內(nèi)， 把缺陷明顯化。把缺陷明顯化。對應(yīng)對策對應(yīng)對

6、策在實(shí)際使用前，先進(jìn)行在實(shí)際使用前，先進(jìn)行 選別，剔除容易發(fā)生選別，剔除容易發(fā)生故障的東西后再使用的故障的東西后再使用的話就有效果話就有效果。使用角度上的對應(yīng)對策。使用角度上的對應(yīng)對策。特別是保全相關(guān)的人員，特別是保全相關(guān)的人員，要注意這方面要注意這方面偶發(fā)故障型（偶發(fā)故障型（CFR型）的模式型）的模式0 0t（時(shí)間）（時(shí)間）強(qiáng)度強(qiáng)度負(fù)荷負(fù)荷老化曲線老化曲線老化曲線非常緩和，強(qiáng)度分布和老化曲線非常緩和，強(qiáng)度分布和負(fù)荷分布的底部，有一定程度的重合。負(fù)荷分布的底部，有一定程度的重合。偶發(fā)故障型偶發(fā)故障型( (CFRCFR型型) )的特征和對應(yīng)對策的特征和對應(yīng)對策在制品上施加特別的在制品上施加特別的

7、負(fù)荷時(shí)發(fā)生的故障，負(fù)荷時(shí)發(fā)生的故障，在一定程度上會(huì)持續(xù)發(fā)生。在一定程度上會(huì)持續(xù)發(fā)生。 制品的強(qiáng)度參差不齊，制品的強(qiáng)度參差不齊， 差異很大時(shí)也一樣差異很大時(shí)也一樣比如會(huì)發(fā)生的原因：比如會(huì)發(fā)生的原因： 設(shè)計(jì)的弱點(diǎn)設(shè)計(jì)的弱點(diǎn)( (對市場負(fù)荷過低估計(jì)對市場負(fù)荷過低估計(jì)) )。 制品的制造參差不齊制品的制造參差不齊。特特 征征 由于在時(shí)間信息中，由于在時(shí)間信息中， 不能著手處理，不能著手處理， 所以要進(jìn)行監(jiān)視所以要進(jìn)行監(jiān)視。對應(yīng)對策對應(yīng)對策由于很容易轉(zhuǎn)化成由于很容易轉(zhuǎn)化成IFR型，型，關(guān)鍵在于在轉(zhuǎn)化前就需要關(guān)鍵在于在轉(zhuǎn)化前就需要著手處理著手處理。 使用角度上的對應(yīng)對策。使用角度上的對應(yīng)對策。 特別是保全

8、相關(guān)的人員，特別是保全相關(guān)的人員，要注意這方面要注意這方面磨損故障型磨損故障型（EFREFR型型）的模式的模式0 0t t（ （時(shí)間時(shí)間） ）強(qiáng)度強(qiáng)度負(fù)荷負(fù)荷老化曲線老化曲線根據(jù)老化曲線，隨著時(shí)間變化，根據(jù)老化曲線，隨著時(shí)間變化，強(qiáng)度和負(fù)荷之間的空余空間消失強(qiáng)度和負(fù)荷之間的空余空間消失。磨損故障型磨損故障型( (IFRIFR型型) )的特征和對應(yīng)對策的特征和對應(yīng)對策 就如磨損那樣，就如磨損那樣， 慢慢的老化，慢慢的老化， 導(dǎo)致容易發(fā)生故障導(dǎo)致容易發(fā)生故障。 隨著時(shí)間推移，隨著時(shí)間推移， 容易發(fā)生故障容易發(fā)生故障 的東西增多的東西增多。比如會(huì)發(fā)生的原因：比如會(huì)發(fā)生的原因：使用材料使用材料的的能力

9、不足。能力不足。冗長的設(shè)計(jì)冗長的設(shè)計(jì)( (即時(shí)磨損，即時(shí)磨損，到漏油為止會(huì)花很長時(shí)間到漏油為止會(huì)花很長時(shí)間) ) 的檢討不足的檢討不足。特特 征征 把握經(jīng)歷長時(shí)間的把握經(jīng)歷長時(shí)間的 老化狀況。老化狀況。對應(yīng)對策對應(yīng)對策可以預(yù)測，可以預(yù)測，可以進(jìn)行傾向管理。可以進(jìn)行傾向管理。 使用角度上的對應(yīng)對策。使用角度上的對應(yīng)對策。 特別是保全相關(guān)的人員，特別是保全相關(guān)的人員，要注意這方面要注意這方面耐久性的標(biāo)準(zhǔn)耐久性的標(biāo)準(zhǔn) 信賴度信賴度R R（t t） 平均故障時(shí)間平均故障時(shí)間MTTF MTTF (Mean Time To Failure)(Mean Time To Failure) 生命生命著眼于到故障

10、發(fā)生為止的時(shí)間著眼于到故障發(fā)生為止的時(shí)間 故障率故障率（t t）著眼于一定時(shí)間內(nèi)的故障發(fā)生數(shù)量著眼于一定時(shí)間內(nèi)的故障發(fā)生數(shù)量信賴度信賴度R (R (t)t)是指？是指？（t)0t0（t0)（t0) R tft d tt0 Ftft d tt00 RtFt 1t（t0）：在時(shí)間）：在時(shí)間t0處，起到所需功能的概率處，起到所需功能的概率MTTFMTTF是指？是指？MTTF ：到故障發(fā)生為止的時(shí)間的平均到故障發(fā)生為止的時(shí)間的平均（t)0MTTF M T T Ftft d t0t1010生命是指？生命是指？生命生命：到整體的到整體的1010都發(fā)生故障為止的時(shí)間都發(fā)生故障為止的時(shí)間 （考慮了參差不齊的標(biāo)

11、準(zhǔn)考慮了參差不齊的標(biāo)準(zhǔn)）（t)0B生命 ft d tB01 00 1 0 .t RBft d tB1 01 00 9 0 .故障率故障率（t t）是指？是指？（t t）：）：單位時(shí)間內(nèi)的故障發(fā)生概率單位時(shí)間內(nèi)的故障發(fā)生概率（t)0t0（t0) tftRtt為什么會(huì)是威布爾解析呢？為什么會(huì)是威布爾解析呢？這是因?yàn)椋瑢τ谛刨囆裕挥蟹浅Ｖ匾倪@是因?yàn)椋瑢τ谛刨囆裕挥蟹浅Ｖ匾?點(diǎn)。點(diǎn)。壽命分布的推定壽命分布的推定故障類型的推定故障類型的推定威布爾解析是指？威布爾解析是指？從耐久性數(shù)據(jù)推算出威布爾分布的從耐久性數(shù)據(jù)推算出威布爾分布的3個(gè)參數(shù)個(gè)參數(shù)。威布爾分布威布爾分布； ftmtemtm1 Fte

12、tm1：形狀參數(shù)形狀參數(shù)：標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)：位置參數(shù)位置參數(shù)威布爾概率紙的原理威布爾概率紙的原理 RtFtetm10 0 時(shí)時(shí) 11 Ftetm威布爾分布的信賴度函數(shù)威布爾分布的信賴度函數(shù)R R（t t）；）；自然對數(shù)取自然對數(shù)取2 2為底數(shù)為底數(shù) ln lnlnln11 Ftmt縱軸縱軸橫軸橫軸威布爾概率紙的構(gòu)成威布爾概率紙的構(gòu)成 Ft ln ln11 Ftt傾斜度傾斜度： ln lnlnln11 Ftmtln t完整數(shù)據(jù)的解析完整數(shù)據(jù)的解析283792364703426638480583531 法 ： tini0 30 4. 平 均 法 ： tini 1 2 3 4 5 6 7 8 9信賴

13、性數(shù)據(jù)分析圖信賴性數(shù)據(jù)分析圖數(shù)據(jù)分析工作表數(shù)據(jù)分析工作表 1形狀參數(shù)形狀參數(shù)m m的推定的推定 Ft ln ln11 Ftt平行移動(dòng)平行移動(dòng) m001在威布爾分布中，根據(jù)推定在威布爾分布中，根據(jù)推定值，值，能夠知道故障類型能夠知道故障類型。威布爾分布的故障率函數(shù)：威布爾分布的故障率函數(shù)：時(shí)時(shí) 初期故障型初期故障型(DFR(DFR型型）時(shí)時(shí) 偶發(fā)故障型偶發(fā)故障型(CFR(CFR型型）時(shí)時(shí) 摩擦故障型摩擦故障型(IFR(IFR型型）值與故障類型值與故障類型tmtmm 10時(shí)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)的推定的推定 Ft ln ln11 Ftt0ln t平均壽命平均壽命的推定的推定 Ftta a標(biāo)準(zhǔn)偏差標(biāo)準(zhǔn)偏差

14、的推定的推定 Fttc c 生命生命； 是在回歸直線上是在回歸直線上（）（）1010的時(shí)間的時(shí)間。 對于任意時(shí)間對于任意時(shí)間( () )的信賴度的信賴度； 在回歸直線上相對于橫軸在回歸直線上相對于橫軸( () )讀取縱軸讀取縱軸 ( (),),求得求得( () )( ().). 滿足信賴度滿足信賴度以上以上的時(shí)間的時(shí)間； 在回歸直線上的縱軸在回歸直線上的縱軸( () )取得取得 的時(shí)間的時(shí)間。其他的推定其他的推定中途結(jié)束數(shù)據(jù)的分析中途結(jié)束數(shù)據(jù)的分析283792364703426638480583531800800800 ii121 ii0 3120 4.信賴性數(shù)據(jù)分析圖信賴性數(shù)據(jù)分析圖數(shù)據(jù)分析

15、工作表數(shù)據(jù)分析工作表 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12不完整數(shù)據(jù)的分析不完整數(shù)據(jù)的分析 也可以說是任意結(jié)束數(shù)據(jù)也可以說是任意結(jié)束數(shù)據(jù) 283792364703426638480583531 2 3 4 5 6 7 8 9 1用平均等級法，或者中間用平均等級法，或者中間值等級法累積故障率：值等級法累積故障率：不能求得不能求得(i)累積風(fēng)險(xiǎn)法登場累積風(fēng)險(xiǎn)法登場 累積風(fēng)險(xiǎn)分析法是指累積風(fēng)險(xiǎn)分析法是指? ?取代累積分布函數(shù)取代累積分布函數(shù)(t),使用累積風(fēng)險(xiǎn)函數(shù)使用累積風(fēng)險(xiǎn)函數(shù)(t)。 Httm威布爾分布的累積風(fēng)險(xiǎn)函數(shù)威布爾分布的累積風(fēng)險(xiǎn)函數(shù)( () )；取自然對數(shù)取自然對數(shù) ln

16、lnlnHtmt縱軸縱軸橫軸橫軸0 0時(shí)時(shí)累積風(fēng)險(xiǎn)值的求法累積風(fēng)險(xiǎn)值的求法tiriKih(ti)H(ti)12831911.1 (%)11.1 (%)2364834261714.3 (%)25.4 (%)44801616.7 (%)42.1 (%)5531565831425.0 (%)67.1 (%)7638387031250.0 (%)117.1 (%)979211100.0 (%)217.1 (%) h trKiii Hthii信賴性數(shù)據(jù)解析圖信賴性數(shù)據(jù)解析圖數(shù)據(jù)解析工作表數(shù)據(jù)解析工作表283792364703426638480583531 2 3 4 5 6 7 8 9 1 h ttii

17、累積風(fēng)險(xiǎn)值的圖表累積風(fēng)險(xiǎn)值的圖表 在威布爾型累積風(fēng)險(xiǎn)紙上劃線在威布爾型累積風(fēng)險(xiǎn)紙上劃線 ti，H（ti）。）。 在結(jié)構(gòu)點(diǎn)上在結(jié)構(gòu)點(diǎn)上 運(yùn)用直線運(yùn)用直線。 之后，參數(shù)的推定方法等則與之后，參數(shù)的推定方法等則與 威布爾概率紙的情況一樣威布爾概率紙的情況一樣。圖表構(gòu)不成直線的時(shí)候圖表構(gòu)不成直線的時(shí)候 作為混合威布爾模式進(jìn)行分析作為混合威布爾模式進(jìn)行分析。 作為復(fù)合威布爾模式進(jìn)行分析作為復(fù)合威布爾模式進(jìn)行分析。 作為競爭威布爾模式進(jìn)行分析。作為競爭威布爾模式進(jìn)行分析。 導(dǎo)入位置參數(shù)導(dǎo)入位置參數(shù)，作為，作為參數(shù)參數(shù) 威布爾分布進(jìn)行分析威布爾分布進(jìn)行分析。混合威布爾模式混合威布爾模式圖表的形狀圖表的形狀

18、累積分布函數(shù)累積分布函數(shù)； 概率密度函數(shù)概率密度函數(shù)； 故障率函數(shù)故障率函數(shù)；考慮方法考慮方法 呈現(xiàn)呈現(xiàn)2 2個(gè)分布混合的情個(gè)分布混合的情況況（例如，不良例如，不良LOTLOT的的混入混入）。）。 分層別進(jìn)行分析分層別進(jìn)行分析 F tp F tp F t1 122 f tp f tp f t1 122 tp f tp f tp F tp F t1 12211221、pp121復(fù)合威布爾模式復(fù)合威布爾模式圖表的形狀圖表的形狀 累積分布函數(shù)累積分布函數(shù)；考慮方法考慮方法 僅從圖表形狀中僅從圖表形狀中 判定混合模式和復(fù)合判定混合模式和復(fù)合 模式是不可能的模式是不可能的。需要有特有技術(shù)上的考察需要有特有技術(shù)上的考察 圖表中，有些時(shí)候會(huì)在圖表中，有些時(shí)候會(huì)在處彎曲處彎曲( (故障模式變故障模式變化化）。）。 劃分時(shí)間分析劃分時(shí)間分析 F tF t10 t F t2t 、FF12競爭威布爾模式競爭威布爾模式故障呈現(xiàn)的方式故障呈現(xiàn)的方式2個(gè)威布爾分布作為串聯(lián)個(gè)威布爾分布作為串聯(lián)模式競爭的情況模式競爭的情況。 分析每個(gè)故障分析每個(gè)故障 （累積風(fēng)險(xiǎn)解析累積風(fēng)險(xiǎn)解析）考慮方法考慮方法tiriKi故障 128319236