| 背景
某消耗品(如. 漱口水、洗发水等)由三个主要因子构成(A, B,C),其某一属性(如 浓度)可能随时间或不随时间变化,该属性可定量测量,测量值需在指定范围内才不失效。三个因子之间没有依赖关系,可单独分析。
目标
产品的shelf life为24个月。要求通过实验确定给定样品在达到/超过这个时间之后是否失效。
实验和数据
随机抽取40个样品在正常使用条件下存储。在第3, 6, 9和12月,取出10个样品并测量,每个因子各个时期的测量值如下:
| Table
1 |
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| Table
2 |
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Table 3 |
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Table 4 |
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表5列出了每个因子的范围。
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Table 5 |
| Acceptable
Range |
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A |
B |
C |
| Low |
142 |
155 |
110 |
| High |
156 |
185 |
135 |
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分析
按照"传统的可靠性"角度来看, 本实验并不是一个加速实验。然而,它的分析过程需要使用到加速寿命实验的基本原理。每个测量值均可看作受不同时期(the
stress value)影响的随机变量(the time value in standard ALT),即时间作为应力,而变量就是特性测量值,这样就可以使用ALTA进行分析了。(See
discussion on model settings for more details, as well as for a
data entry example in ALTA 6 PRO.)
Step 1
因子A 的数据输入ALTA 6 PRO,采用对数正态分布计算参数。Figure 1
显示的是ALTA 6数据簿中的数据和设置 Data Folio。接下来可以创建多种分析曲线。
Figure 2 是寿命特性和时间的关系(90%双侧置信)。从图中可以看出, 该特性没有增加或减小。所以,时间(至少12个月内)对该特性没有影响。
| Figure
2: Life Characteristic vs. Age for A, w/ 90% 2S Confidence
Intervals |
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我们可以通过其他分析进一步验证结果,如, Figure 3即为因子A在各个时期的极大似然曲线,该曲线是应用ALTA
6中的Weibull++集成功能得出的。
| Figure
3: LK Ratio at 95% CL, Analyzed Separately |
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最后确定因子A超出限值的概率,使用ALTA的快速计算板可以很轻松的得到我们想要的结果:
(注意,在快速计算板中可以使用置信值,本例中,我们采用估计值)
-
24个月后低于限定值的概率为0.02%
-
24个月后高于限定值的概率为0.03%
Step 2
因子B的数据输入ALTA 6 PRO,如 Figure 4。重复上述分析过程。
Figure 5 是其寿命特性和时间的关系(90%双侧置信),很明显,该特性值明显减小。
| Figure
5: Life Characteristic vs. Age for B, w/ 90% 2S Confidence
Intervals |
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使用快速计算板,可得出因子B超出限定值的概率:
-
24个月后低于限定值的概率为0.23%
-
24个月后高于限定值的概率为0.00%
Step 3
因子C的数据输入 ALTA 6 PRO,如Figure 6。
Figure 7 是其寿命特性和时间的关系(90%双侧置信),很明显,该特性值有明显增加。
| Figure
7: Life Characteristic vs. Age for C, w/ 90% 2S Confidence
Intervals. |
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使用快速计算板,可得出因子C超出限定值的概率:
-
24个月后低于限定值的概率为0.00%
-
24个月后高于限定值的概率为17.83%
结论
失效概率(如 特性值超出限定范围) 可根据每个独立的概率计算出来[assuming independence PS=1-{(1-PA)*(1-PB)...}]。
本例中,因子C 是主要的失效原因,应采取适当的校正措施。 |