求助：可靠性指标（MTBF和失效分布函数）测定的问题

zhanghjspace

近几天看了论坛里面的帖子，感觉收获不小，长了很多见识，在这里先说声谢谢。
如今在下有几个问题不是很明白，想请教一下大家。
我们公司开发出了一种机电一体的产品，结构比较复杂。在销售的时候，客户让我们提供产品的MTBF值。由于我们以前没有做过类似的测定工作，所以不知道如何下手。如今公司成立这样的部门，现在正在筹集过程中，要我们确定相关的测定方案。钱不是主要的问题，关键的一点就是——测定方案和结果让人信服。
我的问题是：
1.怎样确定测定方案？（目前我找到的测定可靠性指标的标准只有GB5080.4，但是上面方案的前提是：服从指数分布。可是我不知道我们产品的失效分布，而且据说很多复杂的产品，其失效分布为威布尔，因此，好像此方案不可取。）
2.如何确定测定时的样本数量和测定时间？（关于这个问题，有大侠介绍过。但上面的情况好像和我遇到的不太一样，更多的帖子上面都是指数分布的情况。http://www.kekaoxing.com/club/thread-3285-2-1.html上tigernew提到了一个软件，可是我的前提是：我不知道我的产品的MTBF预期值是多少，而且我们咨询过有关人员，说是利用可靠性预计的数据计算出的MTBF值可能和实际的MTBF值差好多。）
3.作为一个复杂的系统，采用加速试验时，那些加速模型和加速因子适用吗？（好像好多加速模型都是关于光电子的，不知道用于机电产品合适不合适）
问题比较啰嗦，还望各位大侠不吝赐教，谢谢！

liguang304

建议：
1.一般来说，每个行业都有各自的标准。你可以去看一下行业内的标杆公司的测试标准。然后根据自己的现状
决定相应的测试规范。这种方案比较容易施行，客户也容易认同
2.考虑自立门户。这种方案前行道路坎坷，首要前提是公司有比较专业的体系和人员作后盾
以上两点还请参考

zhanghjspace

多谢liguang304老兄的建议！
可是，第1点不行，因为国内还没有如你所说的标杆公司，没有可参考的。
我们领导的意思就是要走第2条路，但是现在的情况是要想短时间内筹集那么多的人才是很困难的，不知道你有没有一个大致的方向和思路可以提醒一下我？多谢了！

fuckit

如果你这个试验没有成本的限制,你可以取多个样本一直试验(在你们产品的rating条件下)直到所有的产品失效,计算MTBF.(原始定义~~)你也可以通过对最后试验数据的分析来判定你们产品所服从的寿命分布.

若你想用加速寿命试验,选择在不同的应力条件下试验.(比如一批产品在40度下试验,另一批在100度下试验)分析失效数据来确定加速应力对寿命的影响,确定产品寿命分布和MTBF.

当然如果你能让客户信服,也可以直接用established的加速模型和加速因子.

以上愚见

PS.有些机电器件的MTBF可能不是以时间来衡量,而是以任务次数.(比如继电器动作多少次)

LZ可考量下

[本帖最后由fuckit于2008-12-117:45编辑]

zhanghjspace

呵呵，这个我知道的，谢谢你的提醒。不过我们的产品确实是要用MTBF来衡量的。

fumeng2010

1：如果贵公司的产品已经大量使用，并且积累了丰富的现场使用的寿命数据的话，则不用做试验了。建议利用美国瑞蓝公司专业可靠性分析软件—Weibull++等，直接把数据输入软件之中，由软件计算最合适的分布，并能直接得到其MTBF值。（如果没有条件使用这些可靠性软件的话，可以考虑人工计算。人工计算的话不太容易拟合一个合适的分布模型，这涉及到了比较复杂的数学运算。并且分布找到后，除了指数分布外，其他的分布MTBF计算都比较复杂）
2.如果没有丰富的现场使用数据的话，再做一些寿命试验。如果产品的平均寿命都比较长，则做加速寿命试验。试验的方法（加速因子，加速的应力，试验流程，样本数等）可以参考GJB或者MIL相关标准，都说的比较详细。
3.关于加速寿命试验的模型选择问题，及数据处理方法，建议采用瑞蓝公司软件ALTA进行分析。
4.如果想做的比较详细的话，最好是将整个系统分成几个模块进行，即建立系统的可靠性框图。最起码将电子模块和机械的模块分开，因为其失效机理完全不同。这样分别对几个模块进行可靠性分析，最后再对整个系统进行可靠性分析。此部分可以用瑞蓝公司的Blocksim软件进行，人工计算的话也不算太复杂。
5.很多机械部件确实是用动作次数来衡量的，而不是时间。做试验时可以先试验能平均无故障动作多少次，然后再根据每天的平均动作次数，将其折算为时间。电子部分可以考虑用温度，湿度，电压等做为加速应力。
6.如果上述条件都不具备，可以考虑请有经验的专家进行可靠性预计，电子部分可以参考GJBZ299B-98《电子设备可靠性预计手册》。当然，预计的结果往往和实际的有相当大的差距。请有经验的专家预计可以尽量消除这个差距。
本人系西南交通大学信息学院学生，研究方向是铁路信号产品的可靠性，欢迎各位大侠共同探讨，有什么不足之处也请指出。

fumeng2010

如果公司内部没有多少比较懂可靠性的员工的话，当然也可以请专业的可靠性咨询机构作为第三方，来进行评价。这个结果还是比较能令客户信服的。

yeh

6楼的论述很周详,顶一个.

zhanghjspace

呵呵，多谢各位朋友大力帮忙，6#的朋友说得很详细，确实受益匪浅。我们目前的情况符合你说的第2条。不过这里我还有个问题要请教下：您能提供一下具体GJB和MIL的代号和名称吗？主要是“样本数的确定依据”和“寿命试验方案的确定（定时截尾还是定数截尾还是直到全部失效为止）”！
（需要说明的是，我看过许多GJB，但好多的假设的前提也是服从指数分布，而且也缺乏“测定”的字眼。我也看过MIL的一些标准，有好多都提到了MTBF的试验的问题，但是我仍然没有看到“测定”两个字。按照你提供的第6条的情况，可以先预计完以后再做验证，虽然最终可以达到“测定”的目的，但是这就多了一个“可靠性预计”的环节。）
可能在下确实有点固执啊，呵呵，不过这是领导的意思，非要确定一个“测定”MTBF值的方案，我也是没办法。
再次感谢大家对在下的帮助，谢谢！

[本帖最后由zhanghjspace于2008-12-208:47编辑]

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1.怎样确定测定方案？（目前我找到的测定可靠性指标的标准只有GB5080.4，但是上面方案的前提是：服从指数分布。可是我不知道我们产品的失效分布，而且据说很多复杂的产品，其失效分布为威布尔，因此，好像此方案不可取。）

有好几个标准可参考的，如GJB899等，一般说的是电子类产品的失效服从指数分布，有些机械磨损方面的服务正太分布，可能因为现在大家所服务的公司电子类产品比较多吧，所以多听到的为指数分布。。

2.如何确定测定时的样本数量和测定时间？（关于这个问题，有大侠介绍过。但上面的情况好像和我遇到的不太一样，更多的帖子上面都是指数分布的情况。http://www.kekaoxing.com/club/thread-3285-2-1.html上tigernew提到了一个软件，可是我的前提是：我不知道我的产品的MTBF预期值是多少，而且我们咨询过有关人员，说是利用可靠性预计的数据计算出的MTBF值可能和实际的MTBF值差好多。）

不知道产品的MTBF，就通过做实验来确定计算了，可靠性预计的与实际是相差很远，一般没什么可比性，如果做多了，可以得出一个相差系数，那收获就比较大了。关于样本数量，一般都是一些推荐值，最好不少于多少，当然太多也就是在成本方面考虑的事情了，时间的话，只要样本数量，方案等定下合，也就好做了。如果事先不知道MTBF（不是验证性质的），那可以一直做试验，直到有失效（或所以都失效，主要看自己用什么方法来计算。）

3.作为一个复杂的系统，采用加速试验时，那些加速模型和加速因子适用吗？（好像好多加速模型都是关于光电子的，不知道用于机电产品合适不合适）
问题比较啰嗦，还望各位大侠不吝赐教，谢谢！

常见的阿伦纽斯也好像是说适用于电子类的产品，加速系数计算的前提，是要把激活能计算出来，正如你所说的一样，不同器件，激活能其实是不一样的。通过做试验，可以得出一个产品的激活能大概为多少。对于此参数的计算，那是另一个方面可讨论了。

以上是我个人的一些认识，不一定正确，欢迎大家一起讨论指正。