Methoden und Formeln für die Grafik zur Wahrscheinlichkeit des Bestehens

Die Berechnungen für die Wahrscheinlichkeit, einen Testplan zu bestehen, hängen von der Verteilung ab, die die Fehler modelliert. Bei einer Verteilung mit Log-Lage und -Skala ist die Wahrscheinlichkeit eine Funktion des Verbesserungsverhältnisses. Bei einer Verteilung mit Lage und Skala ist die Wahrscheinlichkeit eine Funktion des Verbesserungsbetrags. Die Ausdrücke für die Formeln teilen sich in exakt zwei Fälle auf, die davon abhängen, ob Sie den Stichprobenumfang oder die Testzeit angeben.

Stichprobenumfang

Wenn die Spezifikationen für einen Testplan für Nachweise den Stichprobenumfang enthalten, benötigen die Berechnungen für die Wahrscheinlichkeit des Bestehens die Testzeit. Für einen bestimmten Stichprobenumfang erfüllt die Testzeit für ein-Konfidenzniveau die folgende Gleichung:
Für einen Zeitpunkt hat die Lösung der Gleichung die folgende Form:
Dabei gilt: ist die inverse kumulative Verteilungsfunktion der Betaverteilung mit den folgenden Formparametern:
Zum Berechnen von invertieren Sie die Funktion . Die Inversion hängt von der Verteilungsfamilie ab.
Familie mit Log-Lage und -Skala
Familie mit Lage und Skala
Die Wahrscheinlichkeit, den Test zu bestehen, hat die folgende Form, die von und der Verbesserung abhängt:

Dabei gilt: ist die Zuverlässigkeitsfunktion des Verteilungsmodells, ausgedrückt mit und .

Die Zuverlässigkeitsfunktion hängt von der Verteilungsfamilie ab:
Familie mit Log-Lage und -Skala
Familie mit Lage und Skala

Die folgende Tabelle zeigt die Funktion von für die Verteilungsfamilie und das Ziel des Tests:

  Zuverlässigkeitsziel
 
Log-Lage und -Skala
Zuverlässigkeitsziel      
Lage und Skala

Dabei gilt Folgendes:

Beispiel für für die Weibull-Verteilung

Für einen Testplan mit der Weibull-Verteilung mit dem Zuverlässigkeitsziel und einem gegebenen Stichprobenumfang hat die Wahrscheinlichkeit des Bestehens die folgende Form:

Dabei gilt Folgendes:

Testzeit

Wenn die Spezifikationen für einen Testplan für Nachweise die Testzeit enthalten, benötigen die Berechnungen für die Wahrscheinlichkeit des Bestehens den Stichprobenumfang. Für eine bestimmte Testzeit erfüllt der Stichprobenumfang für ein-Konfidenzniveau die folgende Gleichung:
Für einen 0-Ausfälle-Testplan () hat die Lösung der Gleichung die folgende Form:
.
Für einen Testplan mit Ausfällen () gibt es keine Lösung in geschlossener Form. Meeker und Escobar (1998)1 geben die folgende ungefähre Lösung:

Dabei gilt Folgendes:

Minitab findet die exakte Lösung numerisch, wenn .

Die Wahrscheinlichkeit, den Test zu bestehen, hat die folgende Form, die von und der Verbesserung abhängt:

Dabei gilt: ist die Zuverlässigkeitsfunktion des Verteilungsmodells, ausgedrückt mit und .

Die Zuverlässigkeitsfunktion hängt von der Verteilungsfamilie ab:
Familie mit Log-Lage und -Skala
Familie mit Lage und Skala

Die Funktion hat die gleichen Definitionen wie bei Spezifikationen für den Test, die den Stichprobenumfang enthalten.

Beispiel für für die Weibull-Verteilung

Für einen Testplan mit der Weibull-Verteilung mit dem Zuverlässigkeitsziel und einer gegebenen Testzeit hat die Wahrscheinlichkeit des Bestehens die folgende Form:

Dabei gilt Folgendes:

Notation

BegriffBeschreibung
NStichprobenumfang für das Design, wenn die Spezifikationen für den Test den Stichprobenumfang enthalten
mAnzahl der Einheiten, die während des Tests ausfallen
Signifikanzniveau, bei dem das Konfidenzniveau für den Test für Nachweise =
Skalenparameter
kumulative Verteilungsfunktion der Standardverteilung für die ausgewählte Verteilung mit Log-Lage und -Skala bzw. Lage und Skala
inverse kumulative Verteilungsfunktion der Standardverteilung für die ausgewählte Verteilung mit Log-Lage und -Skala bzw. Lage und Skala
Lageparameter für die Verteilung, die das Ziel des Tests erfüllt
Formparameter der Weibull-Verteilung
Testzeit, wenn die Spezifikationen für den Test den Stichprobenumfang enthalten
Verbesserungsverhältnis für Verteilungen mit Log-Lage und -Skala oder Verbesserungsbetrag bei Verteilungen mit Lage und Skala
Zuverlässigkeit zum Zeitpunkt t, die Ziel des Tests ist
Perzentil bei Prozent p, das Ziel des Tests ist
mittlere Zeit bis zum Ausfall, die das Ziel des Tests ist
Testzeit, wenn die Spezifikationen für den Test die Testzeit enthalten
Stichprobenumfang, wenn die Spezifikationen für den Test die Testzeit enthalten
1 W. Q. Meeker und L. A. Escobar (1998). Statistical Methods for Reliability Data. Wiley, New York.