產(chǎn)品可靠性分析重要方法介紹

不論企業(yè)的產(chǎn)品是半導(dǎo)體、電燈、汽車、鞋、醫(yī)療器械還是飛機(jī)引擎，產(chǎn)品的可靠性無疑都是影響企業(yè)業(yè)務(wù)的重要因素。如果產(chǎn)品在其生命周期內(nèi)能夠穩(wěn)定地為客戶發(fā)揮其應(yīng)有的作用，這些客戶將很可能重復(fù)購買企業(yè)的產(chǎn)品或者為企業(yè)帶來更多的客戶;相反，如果產(chǎn)品的可靠性達(dá)不到預(yù)期的要求，不僅企業(yè)長期積累的品牌形象和聲譽會大打折扣，其利潤空間也往往會因為居高不下的保修風(fēng)險而被蠶食殆盡，客戶重復(fù)購買企業(yè)產(chǎn)品的可能性也將大幅降低，這對于企業(yè)產(chǎn)生的影響無疑是深遠(yuǎn)而沉重的。

為了防止產(chǎn)品失效并提高保修質(zhì)量，我們需要借助高效實用的方法理解和提高產(chǎn)品的可靠性，需要從海量的產(chǎn)品測試數(shù)據(jù)或保修數(shù)據(jù)中迅速地發(fā)現(xiàn)其中隱藏的趨勢和異常值，精確查明材料和工藝中的缺陷、尋找設(shè)計中的薄弱環(huán)節(jié)并找到解決方案來提高產(chǎn)品的可靠性。

下面，以SAS公司JMP軟件中的“生存/可靠性分析”平臺為例，簡要介紹可靠性分析中常用的方法。JMP軟件提供了下述所有可靠性方法，其具體情況可以參考JMP官方網(wǎng)站: www.jmp.com/china。

壽命分布(Life Distribution)

精確地預(yù)測產(chǎn)品和組件的可靠性壽命是可靠性研究中經(jīng)常需要做的工作，它是指從大量可能的可靠性分布中快速、準(zhǔn)確地找到最合適的分布來擬合特定產(chǎn)品的壽命分布情況。這項工作的難點通常在于如何快速、準(zhǔn)確地擬合大量可能的壽命分布并從中確認(rèn)出最合適的分布。這項工作通常包括兩個部分：第一，對可能的可靠性分布逐一進(jìn)行擬合和檢驗;第二，對擬合、檢驗的結(jié)果進(jìn)行比較，以確定出最合適的壽命分布模式。

第一部分工作往往伴隨著較大的運算量。第二部分的工作可以通過使用非參數(shù)程序或者手動地選擇和比較不同參數(shù)分布來完成。這些工作往往需要工程技術(shù)人員具備一定的統(tǒng)計學(xué)知識和借助專業(yè)軟件。而JMP軟件可以自動對所有可能的壽命分布進(jìn)行自動擬合和比較，并自動從中確認(rèn)出最合適的壽命分布模式，既方便易用，同時對技術(shù)人員統(tǒng)計學(xué)知識的要求也大幅降低。很多時候，我們在明確壽命估計的基礎(chǔ)上還需要外推分析將來時間段的情況，這一點也可以借助JMP動態(tài)的“刻畫器”來完成。

競爭原因分析

現(xiàn)實中，從數(shù)據(jù)分析中發(fā)現(xiàn)的獨立的失效模式往往不止一種，這時候技術(shù)人員往往需要對這些失效模式進(jìn)行單獨分析以為每種失效模式指定最合適的分布。這時我們需要使用的一種有效的方法就是競爭原因分析。這種方法不僅可以為每種失效模式找到合適的分布，還能幫助評估產(chǎn)品質(zhì)量的潛在改進(jìn)機(jī)會。這對于降低失效和保修風(fēng)險、提升總體質(zhì)量是非常有幫助的。

加速試驗

加速試驗是可靠性研究中非常有效、也十分常用的一種方法。在加速試驗的規(guī)劃階段，我們需要使用的一種試驗設(shè)計(DOE)方法是加速壽命試驗設(shè)計(JMP軟件提供的試驗設(shè)計方法之一)，它可以幫助合理地安排試驗，用最經(jīng)濟(jì)的成本獲得關(guān)于產(chǎn)品可靠性的足夠的關(guān)鍵信息，為此后的進(jìn)一步分析奠定基礎(chǔ)。在實際的分析工作中，我們需要建立所關(guān)注的因素和結(jié)果的關(guān)系模型，常用的方法有回歸、方差分析等，并常常需要根據(jù)實際情況進(jìn)行多種形式的轉(zhuǎn)換，包括Arrhenius，電壓，線性，對數(shù)，logit， 位置和尺度等。

老化分析

為了在產(chǎn)品或組件效率降低乃至最終失效之前就對其性能進(jìn)行預(yù)測，以最大限度地降低失效和保修風(fēng)險，工程師們還需要研究老化數(shù)據(jù)隨時間變化的情況和趨勢，并對其進(jìn)行預(yù)測。這時，根據(jù)數(shù)據(jù)的不同來源(如非破壞性測試(重復(fù)測量或可靠性分析)數(shù)據(jù)和破壞性測試數(shù)據(jù)等)，所用的分析方法也存在一定的差異。