淺談產(chǎn)品壽命預(yù)測(cè)（專輯）---第一篇
時(shí)間：2021-08-19 16:23:55
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[導(dǎo)讀]以下內(nèi)容為可靠性知識(shí)共享學(xué)習(xí)會(huì)的會(huì)員朋友（黃永兆）的經(jīng)驗(yàn)分享，非常感謝其支持與共享，謝謝！一、紅樓夢(mèng)壽命猜想我們先從紅樓夢(mèng)壽命猜想開(kāi)始。相信大家一定都看過(guò)紅樓夢(mèng)吧？在我看來(lái)，紅樓夢(mèng)整本書(shū)就是圍繞賈寶玉，林黛玉和薛寶釵三個(gè)人之間的三角戀而展開(kāi)的。林黛玉多才多藝，溫柔漂亮而且和賈寶玉...
以下內(nèi)容為可靠性知識(shí)共享學(xué)習(xí)會(huì)的會(huì)員朋友（黃永兆）的經(jīng)驗(yàn)分享，非常感謝其支持與共享，謝謝！
一、紅樓夢(mèng)壽命猜想我們先從紅樓夢(mèng)壽命猜想開(kāi)始。相信大家一定都看過(guò)紅樓夢(mèng)吧？在我看來(lái)，紅樓夢(mèng)整本書(shū)就是圍繞賈寶玉，林黛玉和薛寶釵三個(gè)人之間的三角戀而展開(kāi)的。林黛玉多才多藝，溫柔漂亮而且和賈寶玉青梅竹馬，互相愛(ài)慕，是大家公認(rèn)很般配的一對(duì)。可是賈母為什么極力反對(duì)他們?cè)谝黄穑?/span>紅樓夢(mèng)書(shū)中給出了明確答案，就是林黛玉體弱多病，是個(gè)病秧子！大家先來(lái)看一下，體弱多病。首先分析體弱，書(shū)中說(shuō)到林黛玉體弱是天生的，這個(gè)可以稱之為遺傳因素，用現(xiàn)在非常時(shí)髦的話就是DNA有缺陷。來(lái)看一下林黛玉身世，7歲母親早亡，11歲時(shí)又死了父親；甚至在林父病逝的時(shí)候，整個(gè)林家找不到一個(gè)成年男子出來(lái)主持喪禮，最后只能由林黛玉的舅舅出面主持。也就是林家沒(méi)有長(zhǎng)壽基因，這是先天不足。體弱的后果就是多病，多病的“多“字代表頻率和間隔時(shí)間。當(dāng)然，除了上面分析的遺傳因素造成多病外，書(shū)中還介紹了其他因素。那就是環(huán)境因素。通過(guò)小說(shuō)可以了解到林黛玉兒時(shí)父母雙亡，孤苦伶仃；寄人籬下，不善處世；愁眉苦臉，小肚雞腸；嫉妒心強(qiáng)，動(dòng)不動(dòng)就生氣，連寶玉丫鬟的氣都生。造成本來(lái)就虛弱的身子雪上加霜，終于在賈寶玉和薛寶釵的新婚之夜淚盡夭亡，只有16歲。從這里可以看到，如果林黛玉還在母親肚里的時(shí)候，就能預(yù)測(cè)到壽命很短的話，林家就可以做出很多補(bǔ)救措施。比如，增加營(yíng)養(yǎng)、胎教、甚至不讓胎兒出生等。把林黛玉和薛寶釵換成產(chǎn)品的話，那么賈母就是用戶；我們大多數(shù)用戶不喜歡林黛玉式的產(chǎn)品，這就需要我們?cè)诋a(chǎn)品研發(fā)階段就將產(chǎn)品的壽命預(yù)測(cè)出來(lái)，不理想就改善，杜絕林黛玉式產(chǎn)品的輸出。當(dāng)然，蘿卜白菜各有所愛(ài)，也有客戶喜歡林黛玉式的產(chǎn)品，那么就可以通過(guò)設(shè)計(jì)階段的壽命預(yù)測(cè)來(lái)定制化產(chǎn)品，滿足不同客戶的需求。
二、產(chǎn)品壽命從上面紅樓夢(mèng)壽命猜想我們可以看到人的壽命是由遺傳因素DNA和外界環(huán)境決定的，可以分別叫做DNA壽命和環(huán)境壽命系數(shù)。DNA壽命由遺傳因素造成，稱為理想壽命或理論壽命；種族、家族等是它的決定因素。壽命系數(shù)由外界的環(huán)境決定的；好的生活環(huán)境、作息習(xí)慣、愉悅的心情，加強(qiáng)鍛煉，醫(yī)療衛(wèi)生水平等都可以提高環(huán)境壽命系數(shù)，所以中國(guó)有很多長(zhǎng)壽鄉(xiāng)。同樣道理，產(chǎn)品的壽命也是由DNA壽命和環(huán)境壽命系數(shù)決定的。產(chǎn)品的DNA壽命，由企業(yè)研發(fā)能力、制造水平、供應(yīng)采購(gòu)能力、質(zhì)量管理水平等因素造成。同樣的用戶使用環(huán)境，產(chǎn)品的DNA壽命越好，說(shuō)明產(chǎn)品的品質(zhì)越好。產(chǎn)品的環(huán)境壽命系數(shù)由用戶的工作環(huán)境決定，產(chǎn)品的使用環(huán)境、工作應(yīng)力、用戶的使用習(xí)慣等是主要決定因子。從這里可以看出產(chǎn)品的環(huán)境壽命系數(shù)主要由產(chǎn)品銷售以后的用戶使用環(huán)境所決定，不是本文介紹的重點(diǎn)，以后有時(shí)間再專門介紹。這里主要介紹產(chǎn)品的DNA壽命及壽命預(yù)測(cè)，我們稱之為可靠性壽命。在了解產(chǎn)品可靠性壽命預(yù)測(cè)之前，先來(lái)了解下產(chǎn)品的壽命。電子產(chǎn)品的可靠性指標(biāo)中，產(chǎn)品壽命是一個(gè)重要指標(biāo)。一批產(chǎn)品中某一特定產(chǎn)品在失效發(fā)生之前，難以指出其壽命的確切值。但是在掌握了一批產(chǎn)品壽命的統(tǒng)計(jì)規(guī)律后，就可以指出產(chǎn)品壽命小于某一值的概率或產(chǎn)品壽命在某一范圍內(nèi)的概率。在可靠性工作中，常常用平均壽命、壽命方差、可靠壽命、中位壽命及特征壽命等作為衡量產(chǎn)品可靠性的尺度，以下主要介紹平均壽命（MTBF或MTTF），大家對(duì)這個(gè)可能都不陌生。
三、產(chǎn)品MTBF3.1 MTBF（平均無(wú)故障工作時(shí)間）英文全稱是“Mean Time Between Failure”，是衡量一個(gè)產(chǎn)品（尤其是電器產(chǎn)品）的可靠性指標(biāo)。單位為“小時(shí)”。它反映了產(chǎn)品的時(shí)間質(zhì)量，是體現(xiàn)產(chǎn)品在規(guī)定時(shí)間內(nèi)保持功能的一種能力。具體來(lái)說(shuō)，是指相鄰兩次故障之間的平均工作時(shí)間，也稱為平均故障間隔。對(duì)于一個(gè)可修復(fù)產(chǎn)品在使用過(guò)程中發(fā)生了N次故障，每次故障修復(fù)后又重新投入使用，測(cè)得其每次工作持續(xù)時(shí)間為t1,t2......tn，其平均故障間隔時(shí)間MTBF為：3.2 failure rate（失效率）失效率也稱故障率是用來(lái)衡量正常工作的產(chǎn)品在規(guī)定時(shí)間t 之后，產(chǎn)品中喪失其規(guī)定的功能的產(chǎn)品所占比例。一般記為λ，λ=失效比例/失效所用的時(shí)間。失效率單位是菲特(fit)，定義是產(chǎn)品在10^9h 內(nèi)，出現(xiàn)一次故障即失效率為1fit。1Fit=1次失效/10^9小時(shí)3.3 失效率與MTBF的關(guān)系對(duì)于壽命符合指數(shù)分布的產(chǎn)品，失效率與MTBF的關(guān)系滿足以下公式：? ? ? ? ? ?MTBF=1/λ
四、產(chǎn)品MTBF與產(chǎn)品壽命的關(guān)系很多人搞不清楚產(chǎn)品MTBF與壽命的關(guān)系，這里簡(jiǎn)單談一下個(gè)人的看法。我們還是拿林黛玉作為一個(gè)產(chǎn)品來(lái)說(shuō)。那么什么是林黛玉的壽命 和林黛玉的MTBF呢？林黛玉16歲夭亡，那么16年就是林黛玉的壽命，林黛玉的MTBF是什么呢？林黛玉體弱多病，按照MTBF的定義，她的MTBF可能只有幾個(gè)月。對(duì)于林黛玉這樣的產(chǎn)品，她的壽命和MTBF都很短；前面我們提到過(guò)，林黛玉這樣的商品，她的壽命是DNA壽命和環(huán)境壽命系數(shù)來(lái)決定的。那么，DNA壽命就是MTBF壽命，也就是產(chǎn)品出生就決定了，沒(méi)法改變。而壽命是可以通過(guò)環(huán)境的改變來(lái)調(diào)節(jié)的。同樣的林黛玉產(chǎn)品，出生以后，如果經(jīng)過(guò)好的環(huán)境滋養(yǎng)和發(fā)達(dá)的醫(yī)療水平保護(hù)，她的壽命是可以很長(zhǎng)的，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止16年。也就是說(shuō)產(chǎn)品MTBF一樣，但是壽并不一樣。畢竟人的MTBF只代表人兩次生病之間的平均間隔時(shí)間，并不是人的壽命。當(dāng)然人的MTBF長(zhǎng)短，說(shuō)明人的體質(zhì)好壞，換一句話說(shuō)MTBF代表著成本，生病是需要花錢的。我們?cè)購(gòu)娜苏f(shuō)回產(chǎn)品，對(duì)于產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，產(chǎn)品的MTBF也是產(chǎn)品生產(chǎn)出來(lái)以后就固定了，沒(méi)辦法改變，而產(chǎn)品的壽命則是可以改變的。比如說(shuō)，同樣的手機(jī)，有些人用起來(lái)可能很快就壞了，有些人卻可以用很久很久。產(chǎn)品的MTBF代表著產(chǎn)品故障的頻率，換而言之代表著維修成本（產(chǎn)品出現(xiàn)故障需要維修），所以對(duì)于產(chǎn)品而言，我們更多的是關(guān)心產(chǎn)品的MTBF，而不是壽命（產(chǎn)品壽命可以很長(zhǎng)很長(zhǎng)，因?yàn)槭强梢跃S修的）。這里說(shuō)的產(chǎn)品指的是可維修的產(chǎn)品。對(duì)于不可維修產(chǎn)品而言，產(chǎn)品故障一次就報(bào)廢了，那么這個(gè)時(shí)候用MTTF來(lái)衡量，也就是壽命和，MTBF，MTTF三者代表的含義是一樣的。同樣拿林黛玉來(lái)比如，MTTF代表著林黛玉這樣的產(chǎn)品生病一次就死亡了。MTTF代表著林黛玉們從出生到生病之前的時(shí)間。如下圖所示。MTTF(mean time to failure，平均失效前時(shí)間)。設(shè)有N0個(gè)不可修復(fù)產(chǎn)品，在同樣的條件下進(jìn)行測(cè)試，測(cè)得全部壽命數(shù)據(jù)為t1,t2,t3,…t0，那么這類產(chǎn)品的MTTF為：在我們可靠性工程中，MTBF主要針對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)品，MTTF通常針對(duì)元器件。因?yàn)橥ǔＯ到y(tǒng)產(chǎn)品是可以維修的，而元器件通常是不可維修的，而零件的MTTF值由決定系統(tǒng)產(chǎn)品的MTBF值。零件的MTTF值越高，由這些零件組成的系統(tǒng)產(chǎn)品的MTBF值就越高。
未完待續(xù)......下一篇預(yù)告：主要介紹產(chǎn)品MTBF評(píng)估方法及測(cè)試實(shí)例等！
以上內(nèi)容，若有不正確，請(qǐng)指導(dǎo)修正，歡迎持續(xù)討論，謝謝！
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一、紅樓夢(mèng)壽命猜想我們先從紅樓夢(mèng)壽命猜想開(kāi)始。相信大家一定都看過(guò)紅樓夢(mèng)吧？在我看來(lái)，紅樓夢(mèng)整本書(shū)就是圍繞賈寶玉，林黛玉和薛寶釵三個(gè)人之間的三角戀而展開(kāi)的。林黛玉多才多藝，溫柔漂亮而且和賈寶玉青梅竹馬，互相愛(ài)慕，是大家公認(rèn)很般配的一對(duì)。可是賈母為什么極力反對(duì)他們?cè)谝黄穑?/span>紅樓夢(mèng)書(shū)中給出了明確答案，就是林黛玉體弱多病，是個(gè)病秧子！大家先來(lái)看一下，體弱多病。首先分析體弱，書(shū)中說(shuō)到林黛玉體弱是天生的，這個(gè)可以稱之為遺傳因素，用現(xiàn)在非常時(shí)髦的話就是DNA有缺陷。來(lái)看一下林黛玉身世，7歲母親早亡，11歲時(shí)又死了父親；甚至在林父病逝的時(shí)候，整個(gè)林家找不到一個(gè)成年男子出來(lái)主持喪禮，最后只能由林黛玉的舅舅出面主持。也就是林家沒(méi)有長(zhǎng)壽基因，這是先天不足。體弱的后果就是多病，多病的“多“字代表頻率和間隔時(shí)間。當(dāng)然，除了上面分析的遺傳因素造成多病外，書(shū)中還介紹了其他因素。那就是環(huán)境因素。通過(guò)小說(shuō)可以了解到林黛玉兒時(shí)父母雙亡，孤苦伶仃；寄人籬下，不善處世；愁眉苦臉，小肚雞腸；嫉妒心強(qiáng)，動(dòng)不動(dòng)就生氣，連寶玉丫鬟的氣都生。造成本來(lái)就虛弱的身子雪上加霜，終于在賈寶玉和薛寶釵的新婚之夜淚盡夭亡，只有16歲。從這里可以看到，如果林黛玉還在母親肚里的時(shí)候，就能預(yù)測(cè)到壽命很短的話，林家就可以做出很多補(bǔ)救措施。比如，增加營(yíng)養(yǎng)、胎教、甚至不讓胎兒出生等。把林黛玉和薛寶釵換成產(chǎn)品的話，那么賈母就是用戶；我們大多數(shù)用戶不喜歡林黛玉式的產(chǎn)品，這就需要我們?cè)诋a(chǎn)品研發(fā)階段就將產(chǎn)品的壽命預(yù)測(cè)出來(lái)，不理想就改善，杜絕林黛玉式產(chǎn)品的輸出。當(dāng)然，蘿卜白菜各有所愛(ài)，也有客戶喜歡林黛玉式的產(chǎn)品，那么就可以通過(guò)設(shè)計(jì)階段的壽命預(yù)測(cè)來(lái)定制化產(chǎn)品，滿足不同客戶的需求。
二、產(chǎn)品壽命從上面紅樓夢(mèng)壽命猜想我們可以看到人的壽命是由遺傳因素DNA和外界環(huán)境決定的，可以分別叫做DNA壽命和環(huán)境壽命系數(shù)。DNA壽命由遺傳因素造成，稱為理想壽命或理論壽命；種族、家族等是它的決定因素。壽命系數(shù)由外界的環(huán)境決定的；好的生活環(huán)境、作息習(xí)慣、愉悅的心情，加強(qiáng)鍛煉，醫(yī)療衛(wèi)生水平等都可以提高環(huán)境壽命系數(shù)，所以中國(guó)有很多長(zhǎng)壽鄉(xiāng)。同樣道理，產(chǎn)品的壽命也是由DNA壽命和環(huán)境壽命系數(shù)決定的。產(chǎn)品的DNA壽命，由企業(yè)研發(fā)能力、制造水平、供應(yīng)采購(gòu)能力、質(zhì)量管理水平等因素造成。同樣的用戶使用環(huán)境，產(chǎn)品的DNA壽命越好，說(shuō)明產(chǎn)品的品質(zhì)越好。產(chǎn)品的環(huán)境壽命系數(shù)由用戶的工作環(huán)境決定，產(chǎn)品的使用環(huán)境、工作應(yīng)力、用戶的使用習(xí)慣等是主要決定因子。從這里可以看出產(chǎn)品的環(huán)境壽命系數(shù)主要由產(chǎn)品銷售以后的用戶使用環(huán)境所決定，不是本文介紹的重點(diǎn)，以后有時(shí)間再專門介紹。這里主要介紹產(chǎn)品的DNA壽命及壽命預(yù)測(cè)，我們稱之為可靠性壽命。在了解產(chǎn)品可靠性壽命預(yù)測(cè)之前，先來(lái)了解下產(chǎn)品的壽命。電子產(chǎn)品的可靠性指標(biāo)中，產(chǎn)品壽命是一個(gè)重要指標(biāo)。一批產(chǎn)品中某一特定產(chǎn)品在失效發(fā)生之前，難以指出其壽命的確切值。但是在掌握了一批產(chǎn)品壽命的統(tǒng)計(jì)規(guī)律后，就可以指出產(chǎn)品壽命小于某一值的概率或產(chǎn)品壽命在某一范圍內(nèi)的概率。在可靠性工作中，常常用平均壽命、壽命方差、可靠壽命、中位壽命及特征壽命等作為衡量產(chǎn)品可靠性的尺度，以下主要介紹平均壽命（MTBF或MTTF），大家對(duì)這個(gè)可能都不陌生。
三、產(chǎn)品MTBF3.1 MTBF（平均無(wú)故障工作時(shí)間）英文全稱是“Mean Time Between Failure”，是衡量一個(gè)產(chǎn)品（尤其是電器產(chǎn)品）的可靠性指標(biāo)。單位為“小時(shí)”。它反映了產(chǎn)品的時(shí)間質(zhì)量，是體現(xiàn)產(chǎn)品在規(guī)定時(shí)間內(nèi)保持功能的一種能力。具體來(lái)說(shuō)，是指相鄰兩次故障之間的平均工作時(shí)間，也稱為平均故障間隔。對(duì)于一個(gè)可修復(fù)產(chǎn)品在使用過(guò)程中發(fā)生了N次故障，每次故障修復(fù)后又重新投入使用，測(cè)得其每次工作持續(xù)時(shí)間為t1,t2......tn，其平均故障間隔時(shí)間MTBF為：3.2 failure rate（失效率）失效率也稱故障率是用來(lái)衡量正常工作的產(chǎn)品在規(guī)定時(shí)間t 之后，產(chǎn)品中喪失其規(guī)定的功能的產(chǎn)品所占比例。一般記為λ，λ=失效比例/失效所用的時(shí)間。失效率單位是菲特(fit)，定義是產(chǎn)品在10^9h 內(nèi)，出現(xiàn)一次故障即失效率為1fit。1Fit=1次失效/10^9小時(shí)3.3 失效率與MTBF的關(guān)系對(duì)于壽命符合指數(shù)分布的產(chǎn)品，失效率與MTBF的關(guān)系滿足以下公式：? ? ? ? ? ?MTBF=1/λ
四、產(chǎn)品MTBF與產(chǎn)品壽命的關(guān)系很多人搞不清楚產(chǎn)品MTBF與壽命的關(guān)系，這里簡(jiǎn)單談一下個(gè)人的看法。我們還是拿林黛玉作為一個(gè)產(chǎn)品來(lái)說(shuō)。那么什么是林黛玉的壽命 和林黛玉的MTBF呢？林黛玉16歲夭亡，那么16年就是林黛玉的壽命，林黛玉的MTBF是什么呢？林黛玉體弱多病，按照MTBF的定義，她的MTBF可能只有幾個(gè)月。對(duì)于林黛玉這樣的產(chǎn)品，她的壽命和MTBF都很短；前面我們提到過(guò)，林黛玉這樣的商品，她的壽命是DNA壽命和環(huán)境壽命系數(shù)來(lái)決定的。那么，DNA壽命就是MTBF壽命，也就是產(chǎn)品出生就決定了，沒(méi)法改變。而壽命是可以通過(guò)環(huán)境的改變來(lái)調(diào)節(jié)的。同樣的林黛玉產(chǎn)品，出生以后，如果經(jīng)過(guò)好的環(huán)境滋養(yǎng)和發(fā)達(dá)的醫(yī)療水平保護(hù)，她的壽命是可以很長(zhǎng)的，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止16年。也就是說(shuō)產(chǎn)品MTBF一樣，但是壽并不一樣。畢竟人的MTBF只代表人兩次生病之間的平均間隔時(shí)間，并不是人的壽命。當(dāng)然人的MTBF長(zhǎng)短，說(shuō)明人的體質(zhì)好壞，換一句話說(shuō)MTBF代表著成本，生病是需要花錢的。我們?cè)購(gòu)娜苏f(shuō)回產(chǎn)品，對(duì)于產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，產(chǎn)品的MTBF也是產(chǎn)品生產(chǎn)出來(lái)以后就固定了，沒(méi)辦法改變，而產(chǎn)品的壽命則是可以改變的。比如說(shuō)，同樣的手機(jī)，有些人用起來(lái)可能很快就壞了，有些人卻可以用很久很久。產(chǎn)品的MTBF代表著產(chǎn)品故障的頻率，換而言之代表著維修成本（產(chǎn)品出現(xiàn)故障需要維修），所以對(duì)于產(chǎn)品而言，我們更多的是關(guān)心產(chǎn)品的MTBF，而不是壽命（產(chǎn)品壽命可以很長(zhǎng)很長(zhǎng)，因?yàn)槭强梢跃S修的）。這里說(shuō)的產(chǎn)品指的是可維修的產(chǎn)品。對(duì)于不可維修產(chǎn)品而言，產(chǎn)品故障一次就報(bào)廢了，那么這個(gè)時(shí)候用MTTF來(lái)衡量，也就是壽命和，MTBF，MTTF三者代表的含義是一樣的。同樣拿林黛玉來(lái)比如，MTTF代表著林黛玉這樣的產(chǎn)品生病一次就死亡了。MTTF代表著林黛玉們從出生到生病之前的時(shí)間。如下圖所示。MTTF(mean time to failure，平均失效前時(shí)間)。設(shè)有N0個(gè)不可修復(fù)產(chǎn)品，在同樣的條件下進(jìn)行測(cè)試，測(cè)得全部壽命數(shù)據(jù)為t1,t2,t3,…t0，那么這類產(chǎn)品的MTTF為：在我們可靠性工程中，MTBF主要針對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)品，MTTF通常針對(duì)元器件。因?yàn)橥ǔＯ到y(tǒng)產(chǎn)品是可以維修的，而元器件通常是不可維修的，而零件的MTTF值由決定系統(tǒng)產(chǎn)品的MTBF值。零件的MTTF值越高，由這些零件組成的系統(tǒng)產(chǎn)品的MTBF值就越高。
未完待續(xù)......下一篇預(yù)告：主要介紹產(chǎn)品MTBF評(píng)估方法及測(cè)試實(shí)例等！
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