產品可靠性分析重要方法介紹

不論企業的產品是半導體、電燈、汽車、鞋、醫療器械還是飛機引擎，產品的可靠性無疑都是影響企業業務的重要因素。如果產品在其生命周期內能夠穩定地為客戶發揮其應有的作用，這些客戶將很可能重復購買企業的產品或者為企業帶來更多的客戶;相反，如果產品的可靠性達不到預期的要求，不僅企業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險而被蠶食殆盡，客戶重復購買企業產品的可能性也將大幅降低，這對于企業產生的影響無疑是深遠而沉重的。

為了防止產品失效并提高保修質量，我們需要借助高效實用的方法理解和提高產品的可靠性，需要從海量的產品測試數據或保修數據中迅速地發現其中隱藏的趨勢和異常值，精確查明材料和工藝中的缺陷、尋找設計中的薄弱環節并找到解決方案來提高產品的可靠性。

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官方網站: www.jmp.com/china。

壽命分布(Life Distribution)

精確地預測產品和組件的可靠性壽命是可靠性研究中經常需要做的工作，它是指從大量可能的可靠性分布中快速、準確地找到最合適的分布來擬合特定產品的壽命分布情況。這項工作的難點通常在于如何快速、準確地擬合大量可能的壽命分布并從中確認出最合適的分布。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行擬合和檢驗;第二，對擬合、檢驗的結果進行比較，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程序或者手動地選擇和比較不同參數分布來完成。這些工作往往需要工程技術人員具備一定的統計學知識和借助專業軟件。而JMP軟件可以自動對所有可能的壽命分布進行自動擬合和比較，并自動從中確認出最合適的壽命分布模式，既方便易用，同時對技術人員統計學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動態的“刻畫器”來完成。

競爭原因分析

現實中，從數據分析中發現的獨立的失效模式往往不止一種，這時候技術人員往往需要對這些失效模式進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，還能幫助評估產品質量的潛在改進機會。這對于降低失效和保修風險、提升總體質量是非常有幫助的。

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。在加速試驗的規劃階段，我們需要使用的一種試驗設計(DOE)方法是加速壽命試驗設計(JMP軟件提供的試驗設計方法之一)，它可以幫助合理地安排試驗，用最經濟的成本獲得關于產品可靠性的足夠的關鍵信息，為此后的進一步分析奠定基礎。在實際的分析工作中，我們需要建立所關注的因素和結果的關系模型，常用的方法有回歸、方差分析等，并常常需要根據實際情況進行多種形式的轉換，包括Arrhenius，電壓，線性，對數，logit， 位置和尺度等。

老化分析

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