可靠性數(shù)據(jù)收集與分析方法

孫紅梅

【摘要】可靠性數(shù)據(jù)是開展可靠性工作的基礎，是提高產(chǎn)品質(zhì)量、改進使用和維修方法的重要資料，其對推進可靠性技術的發(fā)展起著重要作用。本文重點介紹了數(shù)據(jù)的來源、數(shù)據(jù)類型的分類、數(shù)據(jù)收集的要求及流程。

【關鍵詞】可靠性數(shù)據(jù)收集;數(shù)據(jù)類型;完全數(shù)據(jù);刪失數(shù)據(jù)

Abstract：Reliability data is the basis of the work of reliability， which is the important information of improving the quality of product， ameliorating use and maintenance methods. It plays an important effect for the development of reliability technology. This essay introduces the source of the data， the sorts of the data type， the requirements and the flow of data collection.

Key words：Reliability Data Collection;Data types;Complete Data ;Censored Data

前言

可靠性數(shù)據(jù)是系統(tǒng)可靠性設計、研究、分析、評定和改進的依據(jù)，數(shù)據(jù)收集、處理與分析則是一切可靠性工作的基礎。對收集的可靠性數(shù)據(jù)進行嚴格的篩選，正確地分析處理，建立可靠性相關模型，真實地反映部件的失效規(guī)律，用于指導產(chǎn)品的可靠性設計、分析及評估。

可靠性數(shù)據(jù)處理及分析為可靠性設計和可靠性試驗提供了基礎，為可靠性管理提供了決策依據(jù)?？煽啃詳?shù)據(jù)分析可以定量評估車輛的可靠性，發(fā)現(xiàn)可靠性設計的薄弱環(huán)節(jié)，改進設計。有效的可靠性數(shù)據(jù)是開展可靠性、維修性、保障性分析的基礎，是決策的依據(jù)。

可靠性工作貫穿于產(chǎn)品的設計、制造、使用、維修等全壽命周期歷程，因而可靠性數(shù)據(jù)及其分析也伴隨著產(chǎn)品壽命周期的各個階段的可靠性工作而進行?？煽啃詳?shù)據(jù)分析是從數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、收集到分析可靠性參數(shù)、壽命指標的綜合過程。工程研制階段的可靠性數(shù)據(jù)分析結果，可為產(chǎn)品的改進和定型提供科學的依據(jù);生產(chǎn)階段的可靠性數(shù)據(jù)分析結果，可為產(chǎn)品的設計和制造提供較權威的評價;使用階段的可靠性數(shù)據(jù)分析結果，可以反映產(chǎn)品趨向成熟期或到達成熟期的可靠性水平，可為今后新產(chǎn)品的可靠性設計和改進原產(chǎn)品設計提供最有益的參考。

1.可靠性數(shù)據(jù)的來源

數(shù)據(jù)是可靠性分析和評估的基礎，為進行產(chǎn)品的可靠性分析，首先進行可靠性數(shù)據(jù)收集，然后進行分析評價，為進一步提高產(chǎn)品的可靠性提供科學依據(jù)。

按可靠性數(shù)據(jù)的來源，可分為試驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)場數(shù)據(jù)。試驗數(shù)據(jù)是在實驗室中模擬產(chǎn)品的現(xiàn)場條件進行試驗，但是由于綜合環(huán)境應力試驗設備比較昂貴，試驗時的人力、物力和財力的開支較大，所以試驗費用比較大;現(xiàn)場數(shù)據(jù)是產(chǎn)品在現(xiàn)場實際使用條件下進行的試驗，所得到的實驗結果能夠反映實際使用情況。對于在試驗室內(nèi)不易或不可能進行可靠性試驗的設備或系統(tǒng)，現(xiàn)場數(shù)據(jù)具有重要意義?，F(xiàn)場試驗所獲得的試驗數(shù)據(jù)對于產(chǎn)品的可靠性設計有很高價值，對評價試驗結果有重要的作用。

實驗室數(shù)據(jù)主要在產(chǎn)品的研制階段及生產(chǎn)階段獲取，一般包括：設計試驗數(shù)據(jù)、質(zhì)量檢驗試驗數(shù)據(jù)、壽命試驗數(shù)據(jù)、可靠性驗證試驗數(shù)據(jù)、定量加速壽命試驗、可靠性增長試驗數(shù)據(jù)等。此類數(shù)據(jù)一般通過試驗日志、故障與維修記錄等方法獲得?，F(xiàn)場壽命數(shù)據(jù)只能在產(chǎn)品投入使用之后得到，現(xiàn)場數(shù)據(jù)的一些常見的類型有銷售數(shù)據(jù)，保修數(shù)據(jù)，現(xiàn)場服務數(shù)據(jù)，客戶支持數(shù)據(jù)，返修品失效分析數(shù)據(jù)等?，F(xiàn)場數(shù)據(jù)一般通過故障記錄、產(chǎn)品銷售返修記錄等各種產(chǎn)品使用情況跟蹤途徑獲得。

2.可靠性數(shù)據(jù)類型

從數(shù)據(jù)類型的不同可以分為完全數(shù)據(jù)（Complete Data）和刪失數(shù)據(jù)（Censored Data，或者叫截尾數(shù)據(jù)）兩種。刪失數(shù)據(jù)又可分為右刪失數(shù)據(jù)、左刪失數(shù)據(jù)和區(qū)間刪失數(shù)據(jù)三種。

2.1 完全數(shù)據(jù)

知道每個單元準確的失效時間，稱為完全數(shù)據(jù)。

2.2 刪失數(shù)據(jù)

2.2.1 左刪失數(shù)據(jù)

單元精確的失效時間未知，但知道它小于某一已知值。

2.2.2 區(qū)間刪失數(shù)據(jù)

不知道單元準確的失效時間，但是知道其在某個時間范圍內(nèi)失效。

2.2.3 右刪失數(shù)據(jù)

產(chǎn)品成功地工作了一段已知的時間并且還在繼續(xù)正常工作。這時，單元沒有失效，精確的失效時間不可知，但知道它大于某一已知的值。實際情況下，右刪失數(shù)據(jù)又可以分為定時截尾數(shù)據(jù)、定數(shù)截尾數(shù)據(jù)和隨機截尾數(shù)據(jù)3種情況。

定時截尾數(shù)據(jù)和定數(shù)截尾數(shù)據(jù)一般表示因試驗類型不同而產(chǎn)生的2類試驗數(shù)據(jù)。定時截尾表示事先規(guī)定具體的試驗時間，待試驗到規(guī)定時間時便停止試驗的情況;定數(shù)截尾則表示事先規(guī)定需要得到的故障數(shù)，試驗進行到產(chǎn)生規(guī)定故障數(shù)時就停止的情況。定時和定數(shù)截尾數(shù)據(jù)的所有故障時間都是小于截尾時間的。

相對而言，產(chǎn)品的現(xiàn)場壽命數(shù)據(jù)大多數(shù)為隨機截尾數(shù)據(jù)?，F(xiàn)場使用中的產(chǎn)品有許多特殊情況，如產(chǎn)品投入使用的時間不同;觀測者記錄數(shù)據(jù)時除故障時間外還有一些產(chǎn)品統(tǒng)計時仍然是在完好工作的;以及使用中途因某些原因產(chǎn)品轉(zhuǎn)移到其他地方等，便形成了故障時間與截尾時間隨機交錯的數(shù)據(jù)情況，這就是隨機截尾數(shù)據(jù)。

3.可靠性數(shù)據(jù)收集的要求

3.1 及時性

數(shù)據(jù)的及時性要求是由可靠性數(shù)據(jù)的時效性所決定的。數(shù)據(jù)的價值往往隨時間的推移而降低，及時收集數(shù)據(jù)才能發(fā)揮其應有的價值。特別是影響安全，可能造成重大后果的異常嚴重的可靠性數(shù)據(jù)，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)就應立即提供，以免造成重大的損失。

3.2 準確性

可靠性數(shù)據(jù)的準確性是數(shù)據(jù)的生命。數(shù)據(jù)必須如實反映客觀事實的特征及其變化情況，數(shù)據(jù)的失真或畸形，不但沒用，還會造成數(shù)據(jù)的“污染”，導致錯誤的結論。對數(shù)據(jù)的描述要清晰明確，避免模棱兩可。

3.3 完整性

可靠性數(shù)據(jù)的完整性是使數(shù)據(jù)能全面、真實地反映客觀事物全貌的必要條件，為保證數(shù)據(jù)完整性，一是要針對數(shù)據(jù)需求，內(nèi)容要全，做到不缺項。因為數(shù)據(jù)之間往往是相關的，丟失一項就可能是數(shù)據(jù)失去應有的價值。二是要求數(shù)據(jù)數(shù)量上完整，數(shù)量不足就難于找出事物的規(guī)律，而且數(shù)量多也是彌補個別信息不準確的有效措施。

3.4 連續(xù)性

數(shù)據(jù)的連續(xù)性、系統(tǒng)性是保障數(shù)據(jù)流不中斷以及有序性的重要條件。在產(chǎn)品壽命周期的不同階段，產(chǎn)品的可靠性水平不同，為了掌握產(chǎn)品可靠性動態(tài)變化的規(guī)律，必須保持數(shù)據(jù)收集上的連續(xù)性。數(shù)據(jù)不連續(xù)性或時斷時續(xù)與信息不完整一樣，難于找出變化的規(guī)律，同樣會導致錯誤的結論。

4.數(shù)據(jù)的收集程序與方法

可靠性數(shù)據(jù)的收集應有周密的計劃。試驗數(shù)據(jù)的收集一般比較完善，設計人員可根據(jù)事先的要求和目的記錄所需的數(shù)據(jù)。由于試驗中除電子元器件外，投入試驗的產(chǎn)品一般不會很多，逐個記錄這些產(chǎn)品在試驗中的表現(xiàn)是必要和可行的。現(xiàn)場數(shù)據(jù)就不可能做到那么完善，產(chǎn)品一投入使用，所到之處都是數(shù)據(jù)的發(fā)生地，在不可能做到面面俱到的情況下，根據(jù)需求分析應選擇重點產(chǎn)品和地區(qū)作為數(shù)據(jù)收集點?？煽啃詳?shù)據(jù)的收集程序可以分為以下幾個步驟進行：

4.1 進行需求分析

在進行數(shù)據(jù)收集以前必須進行需求分析，明確數(shù)據(jù)收集的內(nèi)容及目的，不同的壽命階段對數(shù)據(jù)的需求是不同的，因而所收集的對象和內(nèi)容應隨之確定。這是數(shù)據(jù)收集前應做的一項重要工作。

4.2 確定數(shù)據(jù)收集點

在不同的壽命階段有不同的數(shù)據(jù)收集點，如試驗數(shù)據(jù)就應選實驗室、產(chǎn)品生產(chǎn)檢驗點、元器件及材料篩選試驗點等作為數(shù)據(jù)收集點;對于現(xiàn)場數(shù)據(jù)，主要是使用部門的質(zhì)控室或維修部門等。在選擇重點地區(qū)或部門時，以有一定的代表性為好，如使用的產(chǎn)品群體較大，管理較好，使用中代表了典型的環(huán)境與使用條件等。對于新投入使用的產(chǎn)品，應盡可能地從頭開始跟蹤記錄，以反映其使用的全過程。

4.3 制定數(shù)據(jù)收集表格

這是數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)的重要任務，根據(jù)需求制定所需收集內(nèi)容的統(tǒng)一、規(guī)范化的表格，這將便于計算機處理，也便于在同行業(yè)或同部門內(nèi)流通;有利于減少重復工作量，提高效率;也有利于明確認識，統(tǒng)一觀點。

4.4 數(shù)據(jù)收集的方法

在建立了完善的數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)以后，可依據(jù)數(shù)據(jù)傳送的途徑，按正常流通渠道進行收集。當數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)運行尚不完善時，可用以下兩種方式進行：一是在使用現(xiàn)場聘請信息員，讓其按所要求收集的內(nèi)容，逐項填表，定期反饋;另一種方式是信息系統(tǒng)派專人下到現(xiàn)場收集，按預先制定好的計劃進行。

4.5 數(shù)據(jù)收集的注意事項

（1）數(shù)據(jù)收集應該按照計劃進行，對記錄紙的設計、記錄方法等進行詳細規(guī)定，對收集數(shù)據(jù)的人員進行培訓，加強責任心教育。

（2）相同設備的工作條件差異性很大，因而數(shù)據(jù)收集時應區(qū)分不同條件和地區(qū)。

（3）在收集現(xiàn)場數(shù)據(jù)時，一般是記錄設備的全壽命周期活動。在收集時，應注意盡量減少數(shù)據(jù)丟失，以避免造成分析結果失真。

5.結束語

可靠性數(shù)據(jù)是一切可靠性工作的基礎，其收集與分析是企業(yè)進行可靠性、維修性和可用性等工作的重要的過程。隨著社會和科技的發(fā)展，可靠性工作越來越多地應用于企業(yè)的設計、生產(chǎn)、制造、運行、維修和管理工作中，并取得了很大的收益。

參考文獻

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