浴缸曲线

失效率

浴缸曲线常用在可靠度工程,可以描述一种由以下三部分组合的风险函数

  • 第一部分为随时间递减的失效率,称为早期失效
  • 第二部分为固定的失效率,称为随机失效。
  • 第三部分为超过其设计寿命后,随时间递增的失效率,称为老化失效。
浴缸曲线风险函数(上方蓝色实线)组合了早期失效风险递减的曲线(红色点线)、中间随机失效的固定风险曲线(下方绿色实线)及老化期失效风险递增的曲线(黄色点线)

浴缸曲线得名自其形状类似浴缸的剖面,二侧陡峭,中间平坦。

以较不技术的方式来说,失效率符合浴缸曲线的产品,初始失效率高,但在损坏产品找到并丢弃后,而且早期失效来源(例如安装或是运送问题)克服,之后失效率会快速下降。在产品寿命的中期(一般会设计到用户端后),失效率为定值,且失效率低。在产品生命周期的后期,零件渐渐老化及磨损,失效率又会开始上升。许多消费性产品的生命周期相当符合浴缸曲线,例如电脑中央处理器[来源请求]

浴缸曲线虽相当有用,但也不是所有的产品或是系统的风险函数都依照浴缸曲线。例如若零件在接近其损耗期之前就已更换或是减少使用。其相对日历时间(不是使用时间)的失效率变化会比浴缸曲线的要少。

有些产品为了避免初期的失效率过高,会利用出厂前烧机的方式,先过滤掉早期失效的产品。在许多安全关键或是生命关键的产品中常会用此作法,因为这可以大幅的减少系统早期的失效。制造商会在花一定成本的情形下进行此测试,其方式会类似环境应力筛选

在可靠度工程中,浴缸曲线的累积分布函数可以用韦伯分布来分析[来源请求]

来自格拉斯哥大学剑桥大学, 和罗尔斯罗伊斯的 Hang Zhou, Ajith Kumar Parlikad 和 Andrew Harrison, 将老化期的失效风险递增扩展到了高维曲面。[1]

相关条目

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参考资料

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  1. ^ Zhou, H. Civil aircraft engine operation life resilient monitoring via usage trajectory mapping on the reliability contour. Reliability Engineering & System Safety. [2022-10-10]. doi:10.1016/j.ress.2022.108878. (原始内容存档于2022-10-13). 

Klutke, G.; Kiessler, P.C.; Wortman, M.A. A critical look at the bathtub curve. IEEE Transactions on Reliability: 125–129. [2015-06-16]. ISSN 0018-9529. doi:10.1109/TR.2002.804492.