宝顺信息科技有限公司

威布尔分析软件

支持不同类型数据、不同分布的专业数据处理工具,让可靠性数据分析更专业.

威布尔分析软件PosWeibull

        

        注意!威布尔分析软件PosWeibull现已经推出全新版本的PosWeibull 2.0.新版威布尔分析软件更加简洁易用,且增加了大量的功能模块,满足各种分析需求了解详情

        注意!2023年3月14日,推出了适配国产操作系统(欧拉、麒麟、统信等)、国产服务器(鲲鹏、飞腾、海光等)的威布尔分析软件PosWeibull.A.了解详情.

        可靠性数据处理,是开展可靠性工作永远绕不开的话题。例如,如何对产品测试、试验过程中得到的数据进行专业的可靠性分析、处理,如何对产品运行过程中产生的大量故障信息进行深度分析、挖掘,如何进行试验的设计与优化等,都需要专业的可靠性数据分析工具支撑。

        宝顺科技自主研发的威布尔分析软件PosWeibull,提供了全面、多角度开展寿命数据分析的工具,与国外同类先进软件的分析能力相同(查看对比结果)(加速寿命试验数据分析结果对比结果)。PosWeibull适用于产品可靠性设计、试验、运行与使用阶段,可以进行所有数据类型和常用分布类型的数据处理、分析,也支持包括返修率计算、退化数据处理、加速寿命试验数据处理、试验设计与优化等。

        应用威布尔分析工具进行寿命数据分析,可以:

        (1)可以对不同厂家供应商的产品可靠性水平进行多角度比较,为产品采购管理决策提供支撑;

        (2)通过应用威布尔分析工具,获得FMEA、RBD、FTA等分析所需的数据,支撑可靠性设计与改进决策;

        (3)通过数据驱动的产品性能退化趋势分析,掌握我们产品的性能退化规律,做好产品的应对决策;

        (4)通过威布尔分析,优化试验设计方案,包括试验时间、试验样本等,在满足试验目的、要求的前提下,降低试验成本、缩短试验时间;

        (5)对产品的寿命发展趋势进行预测分析,掌握产品的可靠性变化规律,指导产品的运维管理和设计改进。

        威布尔分析软件PosWeibull功能特点:

        (1)具有分布分析、寿命分析、加速寿命试验设计与数据分析、加速退化试验设计与数据分析、曲线拟合预测、可靠性增长分析、质量过程控制、试验设计(DOE)等功能模块。

        (2)支持所有数据类型,包括完全失效数据、左删失、右删失数据、阶段测试数据等。支持寿命数据、寿命应力数据、性能退化数据、质保/运维数据分析,支持试验设计与优化设计。

        (3)支持常用的分布类型,包括指数分布、威布尔分布、三参数威布尔、混合威布尔(多重威布尔)、混合正态、混合beta的分布、正态分布、对数正态分布、gamma分布、Logistic分布等。

        (4)参数评估方法支持包括极大似然法、最小二乘法、RRX\RRY、非线性拟合等,支持参数化、非参数化估计方法。

        (5)提供数据预处理功能,包括提供早期失效数据分析、异常值检验(箱图法等)。

        (6)提供丰富的分布检验,包括Kolmogorov-Smirnov等多种分布检验手段。

        (7)提供置信限的分析功能,包括费雪信息矩阵法、似然比等方法。

        (8)提供可靠性试验设计及数据处理功能,可以进行加速寿命试验设计、可靠性鉴定试验设计、可靠性验收试验设计、正交试验设计、田口试验设计、一次抽样试验设计、序贯抽样试验设计、威布尔试验设计、可靠性增长试验设计,以及加速寿命、加速退化试验、可靠性鉴定试验等数据的处理分析。

        (9)提供质保期数据分析功能,提供Nevada Chart、Time-to-Failure(故障时间)两种格式的质保数据分析,可预测不同月份销售产品的退货量,可以进行故障时间、故障里程、退货量等预测分析。

        (10)可以进行退化数据的分析,包括退化曲线拟合、伪寿命计算、异常值检验、分布拟合、寿命计算等。

        (11)威布尔分析结果与可靠性框图、FMEA、FTA模块数据集成,为上述工作提供数据支撑。

        (12)丰富的图表显示功能,包括概率图、CDF、PDF、Q-Q图、直方图、散点图等。

        (13)灵活的数据输入方式,提供类excel的数据管理功能,可以导入文件格式输入数据。

        寿命数据分析示例(某产品的数据分析):

        受某公司委托,对该公司的某产品(YY-CC)试验数据进行分析,并计算其B10寿命。该产品的15个样本分别进行300次循环测试,测试过程中测量产品的阻值是否超标,如果阻值超标即认为该产品失效。该产品的测试结果如下:300+、239、300+、288、137、300+、258、175、300+、207、102、153、276、279、300+。标记300+的数据表示300次循环测试结束后,样品尚未失效。 现选择威布尔分布、0.90置信度(双侧),分别使用极大似然法、最小二乘法,使用P威布尔分析软件PosWei进行计算。计算结果如下图所示。

威布尔分析软件-极大似然法

图1 极大似然法估计

威布尔分析软件-可靠性参数估计

图2 可靠性参数估计

威布尔分析软件-最小二乘法

图3 最小二乘法

威布尔分析软件-可靠性参数估计

图4 可靠性参数估计

        寿命应力数据分析示例(某产品加速寿命试验数据的分析):

        某公司的电子产品A需要开展加速寿命试验。在加速寿命试验方案设计时,使用PosWeibull进行试验方案设计与优化(如图5、6),然后根据该试验方案进行了加速寿命试验,获得了温度加速应力下的寿命数据。现需要对试验数据进行威布尔分析(主要时寿命计算、可靠性参数评估)。现使用PosWeibull威布尔分析模块进行试验数据的处理与计算。计算过程中,寿命应力模型(加速模型)选择的是阿伦尼乌斯模型,试验过程中采用的加速应力是温度应力,温度应力级别分别是40°C、60°C、80°C,假设使用温度应力为30°C。输入这三个应力级别下的寿命试验数据,进行分析。计算结果如下表所示。 结果分析:PosVim平台的威布尔分析模块与国外相关机构计算得到的形状参数、尺度参数、可靠性参数基本一致,误差<0.01%。

威布尔分布poswei

图5 异常值检验

威布尔分布poswei

图6 散点图

威布尔分布poswei

图7 分布拟合及参数估计

威布尔分布poswei

图8 加速应力参数估计

威布尔分布poswei

图9 寿命与可靠性参数计算

        性能退化数据分析示例(某产品的功率衰减量测试数据分析)

        某产品的寿命与功率衰减量A密切相关。为了评估该产品的寿命,某公司采用加速退化试验方法,进行该产品的寿命评估。试验过程中,敏感应力选择的是温度应力,应力水平分别是150°C、190°C、237°C。各应力水平下的试验样本分别是7、12、15个。功率衰减量A的阈值设置为-0.5。根据加速退化试验方案实施试验后,得到各样本不同时刻下的功率衰减量A的测试数据。根据这些退化数据,进行寿命及可靠性参数计算。录入测试数据后,采用PosWeibull模块进行计算,得到的计算结果如下。

        结果分析:PosVim平台的威布尔分析模块与国外相关机构计算得到的结果一致,误差<0.01%。

威布尔分布poswei

图10 退化曲线拟合

威布尔分布poswei

图11 伪寿命估计

威布尔分布poswei

图12 异常值检验

威布尔分布poswei

图13 分布拟合及参数估计

威布尔分布poswei

图14 加速系数估计

威布尔分布poswei

图15 寿命与可靠性参数计算

威布尔分布poswei

图16 寿命与可靠性参数计算

        试验设计与优化示例(加速试验样本设计与试验截止时间设计)

        某电子设备是由某企业负责研发。现用户方要求该企业在6个月时间内,完成对该电子设备的可靠性试验与评估。该产品的可靠性要求是:需要评估该产品在工作温度80°下,能够满足15年(MTBF大约为130000h)的使用要求(置信度要求0.9)。

        根据使用要求以及FMEA分析,确定该电子设备的故障判据是:与初始值相比,其输出功率下降值大于0.5(dB)则判定为故障。

        通过分析,确定该电子设备的主要敏感应力为温度,且在低温情况下,功率下降值比较缓慢,若使用低温开展试验需要耗费很长的试验时间,很难在6个月内完成试验工作。因此,该企业采用PosWeibull的加速退化试验方案设计功能,进行试验方案的设计。

        (1)首先,根据产品类型,选择敏感应力(温度)。

        (2)利用PosWeibull内置的知识数据库,自动根据产品特点推荐使用阿仑尼乌斯模型作为加速模型。

        (3)考虑该电子设备的使用温度为80°,且最高温度为250°,选择三级应力策略设计应力进行加速退化试验。考虑操作性,选择恒定应力以及定时截尾方式试验。

        (4)该电子设备的可靠性要求是MTBF为130000h,且置信度为0.9。根据前面分析已知,试验应力采用三级应力设计,加速模型是阿仑尼乌斯,激活能根据该单位以往产品的统计数据,取0.65。利用PosWeibull的试验时间计算功能,计算得到三个温度应力下的试验截止时间推荐值。如下图所示。

威布尔分布poswei

图17 试验时间优化设计

        试验设计与优化示例(可靠性鉴定试验、序贯试验、一次抽样试验等设计)

        PosWeibull可以进行可靠性鉴定试验设计(定时/定数、序贯试验设计)、一次抽样试验设计、序贯抽样试验设计、威布尔抽样试验设计等。

        某产品的生产方和使用方风险均是10%,MTBF检验上限θ_0=200h,θ_1=100h。使用PosWeibull的试验设计功能,可以快速设计出试验时间或者拒收数。

威布尔分布poswei

图18 序贯试验设计

        可靠性鉴定试验方案设计-GJB 899A

威布尔分布poswei

图19 可靠性鉴定试验

        质保数据分析示例

        PosWeibull软件提供Nevada Chart、Time-to-Failure(故障时间)两种格式的质保数据分析功能,可根据质保数据分析得到投放市场的产品可靠性水平,可根据质保数据进行产品失效预测,包括产品可靠性水平预测、产品退货量预测等。

        例如,一个企业2019年3月-11月间,每个月均销售了一定量的产品,其中3月份销售436个,4月份销售831个,5月份销售390个等。该公司记录下产品销售后每个月退货量,例如3月份销售的批次,在4月份退货1个,5月份退货1个等。现在企业计划2019年12月后续每月销售1000个产品。为利用现有信息,预测后续销售的产品退货量,现使用PosWeibull软件软件,以Nevada Chart方式,导入该企业的历史销售数据进行质保数据分析。

威布尔分析,质保数据分析,Nevada

         导入企业的产品销售和退货量历史数据后,即可计算得到产品的寿命参数。

weibull威布尔参数估计,质保数据分析

         可根据企业后续计划出货量,以及需要预测的月份数,预测今后各月份销售的产品退货量。例如,需要预测今后12个月的退货量,每个月计划出货量1000个。预测结果如图所示。通过预测,可更为直观的了解产品的今后各月份的退货量,更好做好产品的售后服务、保障工作。

        可靠性试验设计示例

        工程师要验证产品在200小时时可靠度能够满足0.9的要求,置信度为95%。该工程师通过历史数据统计知道该产品的寿命服从威布尔分布,形状参数为1.6。可用的试验样本数量有20个。现在该工程师需要设计一个零失效的可靠性验证试验方案,需要知道试验时间需要多少小时。

        步骤1:打开PosWeibull软件的试验设计模块,然后选择【可靠性试验设计】。

        步骤2:在可靠性试验设计界面,分析方法选择【参数化二项式法】(PosWeibull提供参数法、非参数法、卡方法不同方法进行可靠性试验设计,根据实际情况选择适当的方法进行设计),在可靠性验证指标选项选择可靠度,指标值输入0.9,置信度输入95%,时间输入200小时。寿命分布选择威布尔分布,形状参数输入1.6。计算参数选择【需要的试验时间】,允许的样本数量输入20,最大允许失效数量输入0。

        步骤3:输入上述参数后,点击计算,即可计算得到需要的试验时间。计算得到需要250.26小时。

可靠性试验设计

         如果已知允许的试验时间为100小时,那么需要多少样本数量进行试验呢?

        在试验方案处,讲计算参数选择【需要的样本数量】,允许的试验时间输入100小时,然后点击计算,即可计算得到试验需要的样本数量。需要的试验样本数量为87个。

        PosWeibull使用介绍

         1、数据表创建

         2、分布分析

         3、寿命分析(威布尔分析/weibull)

         4、退化曲线分析

         5、曲线拟合与预测

         6、多元曲线拟合与响应分析

         7、质量与过程控制SPC

         8、加速寿命分析

         9、试验设计DOE

         10、可靠性试验设计分析

        PosWeibull使用案例

        1、发动机绕组故障数据分析

        2、汽车产品故障数据分析-多种删失数据、批量删失数据分析

        3、地铁刹车部件可靠性分析

        4、机器能耗影响因素数据拟合分析

        5、威布尔分析中的删失数据及处理方法

        6、合金材料T7987试样件疲劳寿命试验数据-三参数威布尔分布参数估计

        7、可靠性分析中的混合分布问题(混合威布尔分布、正态分布、gamma分布、beta分布)

        8、发电机电枢棒加速寿命试验数据分析(逆幂率加速模型)

        9、可靠性试验设计(参数法、非参数法、卡方法以及产品预期故障时间计算

        10、如何使用PosWeibull进行垫片生产数据的离散化趋势(程度)分析

        11、发动机燃油控制单元故障数据分析—教您如何使用威布尔工具深度分析寿命数据

        12、零失效或者只有一个失效的可靠性估计

        13、如何选择2参数威布尔分布、3参数威布尔分布、混合威布尔分布问题

        14、机电产品(直流电机为例)通断电循环以及多应力条件下的寿命试验及数据分析

        15、加速寿命试验数据分析案例及分析结果对比

        16、可靠性验证试验方案设计方法、案例

        17、可靠性验证试验方案设计及权衡分析

        18、如何确定产品可靠性指标MTTF或MTBF,这些产品可靠性有何差异?

        19、关于威布尔分布的形状参数β的问题

        20、电动汽车的锂离子电池的寿命及加速寿命试验

        21、电动汽车锂离子电池双应力加速退化试验设计及试验数据分析

        22、加速寿命试验方案设计——恒定与步进加速寿命试验方案设计

        23、卡方法可靠性试验设计的原理、来源及注意事项

        威布尔分析(weibull analysis)经验及注意事项

         1、不同类型数据的威布尔分析流程、工程经验及注意事项

         2、威布尔分析和寿命数据分析的关系,以及如何进行威布尔分析

         3、关于寿命数据分析(威布尔分析)的参数估计方法选择问题

         4、对数正态分布计算结果准确性验证及使用注意事项

        PosWeibull操作视频

        1、数据表操作操作视频

        2、发动机绕组故障数据分析操作操作视频

        若需了解更多威布尔分析软件PosWeibull的信息,或者需要试用,可关注公众号。

威布尔分布poswei