一、可靠性试验方案设计
可靠性试验设计是我们开展可靠性工作常遇到的问题。我们开展可靠性试验设计时,往往参考标准推荐的试验方案进行试验,或者凭借经验进行可靠性试验。可靠性试验设计的好坏,关系到试验时间、固定装置/夹具的使用、产品样本等问题,还关系到试验是否成功等问题。差的可靠性试验方案,可能导致更多的试验时间、更多的产品样本需求,甚至带来重做试验的风险。当按照试验方案进行试验之后,可能得到的结果存在较大的不确定性、风险,存在得到非预期的结果等。
比如,设计了一个可靠性试验方案,20个样本做5000小时的可靠性验证试验,当试验到4920小时时,有一个样本发生了故障。那么我们需不需要继续做试验,还需要做多久时间的试验?这些,一方面要求在试验方案设计时做好计划;另一方面,对于试验过程中出现的情况,要有预先的准备方案、要有预先的设计。
还有一个现实的问题是,不同的供货商提供的产品,我们如何通过试验验证是否存在差异、统计上是否存在差异,这些差异是否能测出来?
还有,目前比较流行加速试验,加速试验应力的选择非常关键,一般我们都需要选择3个应力水平进行加速试验,如果我们选择的加速应力不当,可能得到的结果(比如可靠度计算结果)差异非常大,不确定性非常大。
所以,我们开展可靠性试验设计时,要做好样本量选择、试验时间确定、应力水平选择、应力选择等。要做出这些判断,我们需要前期开展一定的分析工作,了解产品的特点,或者通过相似产品、经验等获取产品的特征参数,比如服从威布尔分布时,需要了解其β参数大概范围,大概的可靠性水平等。这些都是可以通过类似产品或者经验或者仿真等手段得到相应的信息,基于这些信息设计可靠性试验方案。
二、可靠性试验方案设计案例
以一个示例介绍如何使用PosWeibull的可靠性试验设计模块进行试验方案设计。
假设一个产品要求验证:2000小时的可靠性水平满足0.9,置信度为90%。最大的允许试验时间为3000小时。我们能够承受多少个产品故障?如何设计可靠性试验方案?
我们打开PosWeibull软件,进入试验设计的可靠性试验设计模块,选择分析方法:参数化二项式法,可靠性验证指标输入可靠度:0.9,置信度输入90%,时间输入2000小时,分布类型选择威布尔分布,形状参数我们根据经验,大概为2.3。计算参数我们选择需要的样本数量,最大允许失效数输入0。我们计算可以得到样品数量为9。如果我们增加样本量,允许失效数为1个或者2个的情况,需要做多少试验时间呢?我们把计算的参数改为需要的试验时间,允许的样本数量改为10/11/…,允许失效数量改为1个,我们可以得到16个样本允许1个失效,试验时间为2968小时。如果要生成多个试验方案并进行权衡比较,可使用PosWeibull的权衡分析功能,生成一定范围内的试验方案,然后进行权衡比较。