一、NPRD-2016的数据量
NPRD-2016(Nonelectronic Parts Reliability Data,非电子产品可靠性数据)版提供了各种电气组件、机电/机械零部件和组件的故障率数据。与NPRD-2011版本相比,NPRD-2016增加了138000条新的零部件故障率数据,以及超过3700亿小时的零部件统计数据,数据量相比NPRD-2011版本增加了不少。
二、NPRD-2016的数据收集时间及来源
(1)NPRD-2016所收集的故障数据是自1970年到2014年之间。在使用的时候,需要注意数据的年份,毕竟与现在的工艺、技术水平相比,还是有一定差异。
(2)NPRD-2016的数据来源包括:
a)公开发布的报告和论文;
b)政府资助的机构研究所得的数据;
c)军方维修数据收集系统的数据;
d)商业保修维修系统收集的数据;
e)商业/工业维修数据库;
f)军方或商业组织直接提交的故障数据。
其中,NPRD-2016采集的主要数据源是Air Force REMIS system、Navy's OARS (原来的3M)、DECKPlate (原来的Avionics 3M) systems,以及Reliability Improvement Warranty (RIW) 数据。
三、NPRD-2016数据使用注意事项
(1)NPRD-2016的故障率数据更多是行业的平均故障率数据,尤其是标记为summary的故障率数据,是将各种数据源、类似的零部件/组件的故障率数据综合统计得到的。
(2)NPRD-2016给出的故障率数据为点估计值,可以使用置信限计算方法确定上下限:
a、确定具有指数分布寿命的组件的置信限的传统方法是使用卡方分布;
b、根据以往的数据分析经验,对于给定的一般零件类型,观察到的故障率的自然对数是服从正态分布(σ为1.5)。这表明68%的实际故障率将在故障率平均值(估计值)的0.22到4.5倍之间。同样,90%的实际故障率将在平均值(估计值)的0.08到11.9倍之间。应注意的是,该精度适用于组件级的故障率预测;
其它置信限分析方法或分布类型的置信限方法可参考相关资料或咨询我们。
(3)NPRD-2016中,所有收集的现场故障数据中,都没有故障时间(TTF),即没有给出故障时间的数据。
(4)NPRD-2016编制单位在数据收集工作时,只收集设备故障总数、零件数量和系统运行小时数。这意味着NPRD-2016中给出的所有故障率,是假设故障时间(TTF)分布是为指数分布下的(至于为什么假设指数分布,见后续的进一步解释)。但是,需要注意的是,NPRD-2016提供数据的许多零件类型通常不遵循指数分布失效规律,而是表现出磨损特性,或随着时间的推移故障率不断增加的特点。那为什么还假设是指数分布呢?
虽然设备实际的故障时间(TTF)分布可能是威布尔分布或对数正态分布或其他分布,但如果经过足够的时间,它可能会呈指数分布。因为对于可修可更换设备(NPRD-2016大部分的设备都是机电/机械设备,都是可修/可更换设备)来说,随着时间的推移,设备陆续会更换,故障率会增加;然后当大部分设备都更换后,故障率开始下降;然后随着时间的推移,又出现较多的设备需要更换,故障率上升;然后大部分设备更换后,故障率开始下降;周而复始,重复上述过程,该过程时间达到一定时间后,整个过程将会呈现指数分布。如下图所示。
(5)NPRD-2016给出的故障率数据,可以用于新研产品的可靠性设计参考,或者当采购的货架商品缺少失效率数据时,都可以借鉴NPRD-2016的相关故障率数据。如上所述,NPRD-2016给出的是故障率数据,如果要获得MTBF等参数,那需要进行相应的换算。
可靠性设计分析软件PosVim的可靠性预计模块,提供了最新版的NPRD-2016的故障率数据,可在进行可靠性预计时参考、使用。