1、为何出现混合分布?为何需要使用混合分布?
单一的寿命分布(威布尔分布、对数正态分布、指数分布等)在可靠性/生存性分析工作种较为常用。但是,混合分布的情况在可靠性/生存性分析过程中也会经常出现。比如同一款产品在生产过程中,在不同的机器上面生产。由于生产工艺参数等的差异,从两个机器上面生产出来的产品可靠性是不同的。我们可以通过数据分析清晰看到他们的差异。例如,40%的产品可能从A机器生产,寿命分布是对数正态分布,均值是60000小时,方差是0.7;60%的产品是从B机器生产的,寿命分布是对数正态分布,均值是70000小时,方差是0.7。此时,如果使用单一分布进行寿命分布分析将会存在一定误差,很难发现产品寿命分布本身的特征,无法通过寿命分布数据发现具体的生产过程中的问题。
产生混合分布的原因还包括环境等,例如汽车电池用在佛罗里达,与用在阿拉斯加的电池,他们的寿命分布又不同。将这些数据收集回来进行可靠性分析时,往往会出现混合分布特征。
对于机械产品(如载重货车气门、数控折弯机、加工中心)、电工产品等,它的组成结构复杂,与电子产品相比,它们的失效模式往往不是一个,可能多个失效模式。在试验过程中可能会产生多种失效模式,更有可能在同一个失效样本出现多种失效模式,此时使用单一寿命分布进行可靠性分析,不能很好表征多样性、差异性,且分析结果与实际存在一定差异。
近年来也有人在使用混合威布尔分布进行飞机系统的故障数据分析,用混合威布尔分布描述飞机复杂系统的失效分布。
由上可见,混合分布在产品可靠性数据分析中的应用越来越多。
2、基于混合威布尔分布的机械产品故障数据分析
假设要对某机械产品故障数据进行混合威布尔分布寿命分析,操作示例如下:
步骤1:在PosWeibull软件左边的目录列表选择“混合威布尔分布案例数据”数据表,双击打开。
步骤2:点击菜单栏上方的{寿命分析}模块进入寿命分析模块,然后点击【寿命分析】菜单。
步骤3:在弹出的寿命分析页面,选择故障时间,添加到右边的*时间/左区间;选择故障/删失状态,添加到右边的删失,删失标记选择0;然后点击【确定】。
步骤4:在菜单栏的【分布类型】,选择混合威布尔,即可得到混合威布尔分布分析结果。(根据实际情况,可以选择混合威布尔、混合正态、混合三参数正态、混合beta分布、混合logistics分布等)。
下面的图形分别是机械产品故障数据分析设置、混合威布尔分布分析结果(参数估计及可靠性计算结果)、威布尔概率纸(诊断图)。可根据需求显示出先验、后验分析结果。