淺談產(chǎn)品壽命預測（專輯）---第一篇
時間：2021-08-19 16:23:55
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[導讀]以下內(nèi)容為可靠性知識共享學習會的會員朋友（黃永兆）的經(jīng)驗分享，非常感謝其支持與共享，謝謝！一、紅樓夢壽命猜想我們先從紅樓夢壽命猜想開始。相信大家一定都看過紅樓夢吧？在我看來，紅樓夢整本書就是圍繞賈寶玉，林黛玉和薛寶釵三個人之間的三角戀而展開的。林黛玉多才多藝，溫柔漂亮而且和賈寶玉...
以下內(nèi)容為可靠性知識共享學習會的會員朋友（黃永兆）的經(jīng)驗分享，非常感謝其支持與共享，謝謝！
一、紅樓夢壽命猜想我們先從紅樓夢壽命猜想開始。相信大家一定都看過紅樓夢吧？在我看來，紅樓夢整本書就是圍繞賈寶玉，林黛玉和薛寶釵三個人之間的三角戀而展開的。林黛玉多才多藝，溫柔漂亮而且和賈寶玉青梅竹馬，互相愛慕，是大家公認很般配的一對。可是賈母為什么極力反對他們在一起？紅樓夢書中給出了明確答案，就是林黛玉體弱多病，是個病秧子！大家先來看一下，體弱多病。首先分析體弱，書中說到林黛玉體弱是天生的，這個可以稱之為遺傳因素，用現(xiàn)在非常時髦的話就是DNA有缺陷。來看一下林黛玉身世，7歲母親早亡，11歲時又死了父親；甚至在林父病逝的時候，整個林家找不到一個成年男子出來主持喪禮，最后只能由林黛玉的舅舅出面主持。也就是林家沒有長壽基因，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間。當然，除了上面分析的遺傳因素造成多病外，書中還介紹了其他因素。那就是環(huán)境因素。通過小說可以了解到林黛玉兒時父母雙亡，孤苦伶仃；寄人籬下，不善處世；愁眉苦臉，小肚雞腸；嫉妒心強，動不動就生氣，連寶玉丫鬟的氣都生。造成本來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候，就能預測到壽命很短的話，林家就可以做出很多補救措施。比如，增加營養(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，這就需要我們在產(chǎn)品研發(fā)階段就將產(chǎn)品的壽命預測出來，不理想就改善，杜絕林黛玉式產(chǎn)品的輸出。當然，蘿卜白菜各有所愛，也有客戶喜歡林黛玉式的產(chǎn)品，那么就可以通過設計階段的壽命預測來定制化產(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、作息習慣、愉悅的心情，加強鍛煉，醫(yī)療衛(wèi)生水平等都可以提高環(huán)境壽命系數(shù)，所以中國有很多長壽鄉(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、供應采購能力、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、工作應力、用戶的使用習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，以后有時間再專門介紹。這里主要介紹產(chǎn)品的DNA壽命及壽命預測，我們稱之為可靠性壽命。在了解產(chǎn)品可靠性壽命預測之前，先來了解下產(chǎn)品的壽命。電子產(chǎn)品的可靠性指標中，產(chǎn)品壽命是一個重要指標。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），大家對這個可能都不陌生。
三、產(chǎn)品MTBF3.1 MTBF（平均無故障工作時間）英文全稱是“Mean Time Between Failure”，是衡量一個產(chǎn)品（尤其是電器產(chǎn)品）的可靠性指標。單位為“小時”。它反映了產(chǎn)品的時間質(zhì)量，是體現(xiàn)產(chǎn)品在規(guī)定時間內(nèi)保持功能的一種能力。具體來說，是指相鄰兩次故障之間的平均工作時間，也稱為平均故障間隔。對于一個可修復產(chǎn)品在使用過程中發(fā)生了N次故障，每次故障修復后又重新投入使用，測得其每次工作持續(xù)時間為t1,t2......tn，其平均故障間隔時間MTBF為：3.2 failure rate（失效率）失效率也稱故障率是用來衡量正常工作的產(chǎn)品在規(guī)定時間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3.3 失效率與MTBF的關系對于壽命符合指數(shù)分布的產(chǎn)品，失效率與MTBF的關系滿足以下公式：? ? ? ? ? ?MTBF=1/λ
四、產(chǎn)品MTBF與產(chǎn)品壽命的關系很多人搞不清楚產(chǎn)品MTBF與壽命的關系，這里簡單談一下個人的看法。我們還是拿林黛玉作為一個產(chǎn)品來說。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可能只有幾個月。對于林黛玉這樣的產(chǎn)品，她的壽命和MTBF都很短；前面我們提到過，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，沒法改變。而壽命是可以通過環(huán)境的改變來調(diào)節(jié)的。同樣的林黛玉產(chǎn)品，出生以后，如果經(jīng)過好的環(huán)境滋養(yǎng)和發(fā)達的醫(yī)療水平保護，她的壽命是可以很長的，遠遠不止16年。也就是說產(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間，并不是人的壽命。當然人的MTBF長短，說明人的體質(zhì)好壞，換一句話說MTBF代表著成本，生病是需要花錢的。我們再從人說回產(chǎn)品，對于產(chǎn)品來說，產(chǎn)品的MTBF也是產(chǎn)品生產(chǎn)出來以后就固定了，沒辦法改變，而產(chǎn)品的壽命則是可以改變的。比如說，同樣的手機，有些人用起來可能很快就壞了，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），所以對于產(chǎn)品而言，我們更多的是關心產(chǎn)品的MTBF，而不是壽命（產(chǎn)品壽命可以很長很長，因為是可以維修的）。這里說的產(chǎn)品指的是可維修的產(chǎn)品。對于不可維修產(chǎn)品而言，產(chǎn)品故障一次就報廢了，那么這個時候用MTTF來衡量，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間。如下圖所示。MTTF(mean time to failure，平均失效前時間)。設有N0個不可修復產(chǎn)品，在同樣的條件下進行測試，測得全部壽命數(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主要針對系統(tǒng)產(chǎn)品，MTTF通常針對元器件。因為通常系統(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)......下一篇預告：主要介紹產(chǎn)品MTBF評估方法及測試實例等！
以上內(nèi)容，若有不正確，請指導修正，歡迎持續(xù)討論，謝謝！
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一、紅樓夢壽命猜想我們先從紅樓夢壽命猜想開始。相信大家一定都看過紅樓夢吧？在我看來，紅樓夢整本書就是圍繞賈寶玉，林黛玉和薛寶釵三個人之間的三角戀而展開的。林黛玉多才多藝，溫柔漂亮而且和賈寶玉青梅竹馬，互相愛慕，是大家公認很般配的一對。可是賈母為什么極力反對他們在一起？紅樓夢書中給出了明確答案，就是林黛玉體弱多病，是個病秧子！大家先來看一下，體弱多病。首先分析體弱，書中說到林黛玉體弱是天生的，這個可以稱之為遺傳因素，用現(xiàn)在非常時髦的話就是DNA有缺陷。來看一下林黛玉身世，7歲母親早亡，11歲時又死了父親；甚至在林父病逝的時候，整個林家找不到一個成年男子出來主持喪禮，最后只能由林黛玉的舅舅出面主持。也就是林家沒有長壽基因，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間。當然，除了上面分析的遺傳因素造成多病外，書中還介紹了其他因素。那就是環(huán)境因素。通過小說可以了解到林黛玉兒時父母雙亡，孤苦伶仃；寄人籬下，不善處世；愁眉苦臉，小肚雞腸；嫉妒心強，動不動就生氣，連寶玉丫鬟的氣都生。造成本來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候，就能預測到壽命很短的話，林家就可以做出很多補救措施。比如，增加營養(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，這就需要我們在產(chǎn)品研發(fā)階段就將產(chǎn)品的壽命預測出來，不理想就改善，杜絕林黛玉式產(chǎn)品的輸出。當然，蘿卜白菜各有所愛，也有客戶喜歡林黛玉式的產(chǎn)品，那么就可以通過設計階段的壽命預測來定制化產(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、作息習慣、愉悅的心情，加強鍛煉，醫(yī)療衛(wèi)生水平等都可以提高環(huán)境壽命系數(shù)，所以中國有很多長壽鄉(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、供應采購能力、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、工作應力、用戶的使用習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，以后有時間再專門介紹。這里主要介紹產(chǎn)品的DNA壽命及壽命預測，我們稱之為可靠性壽命。在了解產(chǎn)品可靠性壽命預測之前，先來了解下產(chǎn)品的壽命。電子產(chǎn)品的可靠性指標中，產(chǎn)品壽命是一個重要指標。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），大家對這個可能都不陌生。
三、產(chǎn)品MTBF3.1 MTBF（平均無故障工作時間）英文全稱是“Mean Time Between Failure”，是衡量一個產(chǎn)品（尤其是電器產(chǎn)品）的可靠性指標。單位為“小時”。它反映了產(chǎn)品的時間質(zhì)量，是體現(xiàn)產(chǎn)品在規(guī)定時間內(nèi)保持功能的一種能力。具體來說，是指相鄰兩次故障之間的平均工作時間，也稱為平均故障間隔。對于一個可修復產(chǎn)品在使用過程中發(fā)生了N次故障，每次故障修復后又重新投入使用，測得其每次工作持續(xù)時間為t1,t2......tn，其平均故障間隔時間MTBF為：3.2 failure rate（失效率）失效率也稱故障率是用來衡量正常工作的產(chǎn)品在規(guī)定時間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3.3 失效率與MTBF的關系對于壽命符合指數(shù)分布的產(chǎn)品，失效率與MTBF的關系滿足以下公式：? ? ? ? ? ?MTBF=1/λ
四、產(chǎn)品MTBF與產(chǎn)品壽命的關系很多人搞不清楚產(chǎn)品MTBF與壽命的關系，這里簡單談一下個人的看法。我們還是拿林黛玉作為一個產(chǎn)品來說。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可能只有幾個月。對于林黛玉這樣的產(chǎn)品，她的壽命和MTBF都很短；前面我們提到過，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，沒法改變。而壽命是可以通過環(huán)境的改變來調(diào)節(jié)的。同樣的林黛玉產(chǎn)品，出生以后，如果經(jīng)過好的環(huán)境滋養(yǎng)和發(fā)達的醫(yī)療水平保護，她的壽命是可以很長的，遠遠不止16年。也就是說產(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間，并不是人的壽命。當然人的MTBF長短，說明人的體質(zhì)好壞，換一句話說MTBF代表著成本，生病是需要花錢的。我們再從人說回產(chǎn)品，對于產(chǎn)品來說，產(chǎn)品的MTBF也是產(chǎn)品生產(chǎn)出來以后就固定了，沒辦法改變，而產(chǎn)品的壽命則是可以改變的。比如說，同樣的手機，有些人用起來可能很快就壞了，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），所以對于產(chǎn)品而言，我們更多的是關心產(chǎn)品的MTBF，而不是壽命（產(chǎn)品壽命可以很長很長，因為是可以維修的）。這里說的產(chǎn)品指的是可維修的產(chǎn)品。對于不可維修產(chǎn)品而言，產(chǎn)品故障一次就報廢了，那么這個時候用MTTF來衡量，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間。如下圖所示。MTTF(mean time to failure，平均失效前時間)。設有N0個不可修復產(chǎn)品，在同樣的條件下進行測試，測得全部壽命數(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主要針對系統(tǒng)產(chǎn)品，MTTF通常針對元器件。因為通常系統(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)......下一篇預告：主要介紹產(chǎn)品MTBF評估方法及測試實例等！
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