Beispiel für Testpläne für beschleunigte Lebensdauer

Ein Techniker testet Kondensatoren unter erhöhten Temperaturen von 85, 105 und 125 Grad, um ihre Zuverlässigkeit über 1.000 Stunden unter den normalen Einsatzbedingungen von 45 Grad zu ermitteln. 100 Kondensatoren sind für den Test verfügbar. Der Techniker basiert die Testpläne auf den folgenden Informationen.
  • Die Ausfallzeiten folgen tendenziell einer Exponentialverteilung.
  • Die Arrhenius-Beziehung mit einem Schnittpunkt mit der y-Achse von -8,0 und einer Steigung von 0,5 stellt ein angemessenes Modell der Beziehung zwischen der Log-Ausfallzeit und der Temperatur dar.
  1. Wählen Sie Statistik > Zuverlässigkeit/Lebensdauer > Testpläne > Beschleunigte Lebensdauerprüfung aus.
  2. Wählen Sie unter Zu schätzender Parameter die Option Zuverlässigkeit zum Zeitpunkt aus, und geben Sie 1000 ein.
  3. Wählen Sie in Stichprobenumfänge oder Präzisionen als Distanzen zwischen KI-Grenze und Schätzwert die Option Stichprobenumfang aus, und geben Sie den Wert 100 ein.
  4. Wählen Sie im Feld Verteilung den Wert Exponential aus. Wählen Sie im Feld Beziehung den Wert Arrhenius aus.
  5. Geben Sie unter Zwei der folgenden Planwerte angeben im Feld Schnittpunkt mit y-Achse den Wert -8 ein. Geben Sie im Feld Steigung den Wert 0,5 ein.
  6. Klicken Sie auf Stress.
  7. Geben Sie im Feld Stress unter Normalbedingungen den Wert 45 ein. Geben Sie im Feld Test-Stress die Werte 85 105 125 ein.
  8. Klicken Sie in den einzelnen Dialogfeldern auf OK.

Interpretieren der Ergebnisse

Minitab untersucht die resultierenden Testpläne und zeigt die im Hinblick auf minimierte Präzision bzw. minimierten Stichprobenumfang besten Pläne an. Wenn der Stichprobenumfang angegeben ist, ist der erste beste „optimale“ Zuweisungstestplan der Plan mit dem kleinsten Standardfehler für den Parameter von Interesse.

Um die Zuverlässigkeit über 1.000 Stunden bei einem Stress unter Normalbedingungen von 45 Grad mit dem optimalen Plan zu schätzen, muss der Techniker die folgende Anzahl von Einheiten bei den einzelnen erhöhten Temperaturen testen:
  • 63 Einheiten werden bei 85 Grad getestet; es wird erwartet, dass alle 63 Einheiten ausfallen.
  • 4 Einheiten werden bei 105 Grad getestet; es wird erwartet, dass alle 4 Einheiten ausfallen.
  • 33 Einheiten werden bei 125 Grad getestet; es wird erwartet, dass alle 33 Einheiten ausfallen.

Da die Standardfehler für alle drei Pläne nahezu übereinstimmen, sollte der Techniker beim Auswählen eines Zuweisungstestplans weitere Kriterien berücksichtigen, z. B. welcher Plan mehr Ausfälle liefert oder welcher Plan mit geringstem Aufwand ausgeführt werden kann.

Testpläne für beschleunigte Lebensdauerprüfung

Planverteilung Schnittpunkt Verteilung mit y-Achse Steigung Exponential -8 0,5
Unzensierte Daten Arrhenius-Modell Geschätzter Parameter: Zuverlässigkeit zum Zeitpunkt = 1000 Berechneter Planschätzwert = 0,964857 Stresswert unter Normalbedingungen = 45

Ausgewählte Testpläne: „optimale“ Zuweisungstestpläne

Insgesamt verfügbare Stichprobeneinheiten = 100

1.-bester „optimaler“ Zuweisungstestplan Erwartete Prozentsatz Prozentuale Anzahl der Test-Stress der Ausfälle Zuw Stichproben-Einheiten Ausfälle 85 100 63,3333 63 63 105 100 3,9583 4 4 125 100 32,7083 33 33 Standardfehler des Parameters von Interesse = 0,0123437
2.-bester „optimaler“ Zuweisungstestplan Erwartete Prozentsatz Prozentuale Anzahl der Test-Stress der Ausfälle Zuw Stichproben-Einheiten Ausfälle 85 100 68,3333 68 68 105 100 3,9583 4 4 125 100 27,7083 28 28 Standardfehler des Parameters von Interesse = 0,0124673
3.-bester „optimaler“ Zuweisungstestplan Erwartete Prozentsatz Prozentuale Anzahl der Test-Stress der Ausfälle Zuw Stichproben-Einheiten Ausfälle 85 100 58,3333 58 58 105 100 8,9583 9 9 125 100 32,7083 33 33 Standardfehler des Parameters von Interesse = 0,0126711
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