¿Qué son datos censurados?

En el análisis de fiabilidad, los datos de fallas suelen contener tiempos de falla individuales. Por ejemplo, usted podría recoger tiempos de falla para unidades que funcionan a una temperatura específica. También podría recoger muestras de tiempos de falla a diferentes temperaturas o con diferentes combinaciones de las variables de esfuerzo.

A veces, usted registra los tiempos exactos de falla. Otras veces, los tiempos exactos de falla de algunas unidades de prueba se desconocen. En este caso, los datos se llaman censurados. Los datos de falla a menudo están censurados de alguna forma. Por lo tanto, usted podría tener cualquiera de los siguientes tipos de observaciones:
  • Tiempos exactos de falla
  • Datos censurados por la derecha
  • Datos censurados por intervalo
  • Datos censurados por la izquierda

Datos sobre tiempos exactos de falla

Se conoce el tiempo exacto en el que falló cada elemento. Por ejemplo, un ingeniero pone a prueba ventiladores eléctricos y registra el tiempo exacto de falla de cada ventilador.

Datos censurados por la derecha

Las fallas solo se observan si se producen antes de un tiempo específico. Una unidad que se mantiene en funcionamiento después de ese tiempo se considera una observación censurada por la derecha. Los datos censurados por la derecha a veces son censurados por tiempo o censurados por falla. La censura por tiempo significa que se realiza un estudio durante un período específico de tiempo. Todas las unidades que siguen funcionando al final del estudio están censuradas por tiempo. La censura por tiempo también se conoce como censura Tipo I por la derecha. La censura por falla significa que el estudio se realiza hasta que se observa un número determinado de fallas. La censura por falla también se conoce como censura Tipo II por la derecha.

Por ejemplo, supongamos que un ingeniero pone a prueba cinco correas de ventilador. Tres correas fallan en 67, 76 y 104 horas. Las dos correas restantes siguen funcionando cuando el ingeniero detiene la prueba a las 110 horas. Estas dos últimas correas de ventilador son censuradas por la derecha en 110 horas.

Los datos censurados por la derecha puede ser:
Datos con una sola censura
Todas las unidades de prueba funcionan durante la misma cantidad de tiempo. Las unidades que siguen funcionando al final del estudio se consideran datos censurados. Las unidades fallidas se consideran fallas exactas. Los datos con una sola censura son más comunes en los estudios controlados.
Supongamos que usted recoge datos de fallas hasta que fallan 12 unidades:
Elemento Unidad Tiempo de falla
1 No pasó 18.5
2 No pasó 20.5
3 No pasó 22.0
4 No pasó 23.5
5 No pasó 24.3
6 No pasó 25.0
7 No pasó 25.6
8 No pasó 26.3
9 No pasó 27.0
10 No pasó 29.0
11 No pasó 32.0
12 No pasó 33.0
13 Censurado 33.0
14 Censurado 33.0
15 Censurado 33.0

Minitab interpreta este conjunto de datos como de una sola censura, porque los tiempos de falla de los elementos censurados (unidades de la 13 a la 15) son iguales al tiempo de falla de la unidad 12.

Datos con múltiples censuras
Las unidades de prueba son censuradas en tiempos diferentes. Los tiempos de falla se entremezclan con los tiempos de censura. Los datos con múltiples censuras son más comunes en condiciones de funcionamiento reales, donde las unidades se ponen en servicio en momentos diferentes.
Supongamos que usted recoge datos de fallas hasta que fallan 12 unidades:
Elemento Unidad Tiempo de falla
1 No pasó 18.5
2 No pasó 20.5
3 No pasó 22.0
4 No pasó 23.5
5 No pasó 24.3
6 No pasó 25.0
7 No pasó 25.6
8 No pasó 26.3
9 No pasó 27.0
10 No pasó 29.0
11 No pasó 32.0
12 No pasó 33.0
13 Censurado 34.0
14 Censurado 34.0
15 Censurado 34.0

Minitab interpreta este conjunto de datos como de múltiples censuras, porque los tiempos de falla de las unidades de la 13 a la 15 son mayores que el tiempo de falla de la unidad 12. Si se detuviera el estudio después de la falla 12, los tiempos posteriores no serían mayores que el tiempo de esa última falla.

Datos censurados por intervalo

Las fallas ocurren entre dos tiempos específicos. Los datos censurados por intervalo contienen incertidumbre con respecto al momento en que fallan las unidades.

Por ejemplo, supongamos que, en lugar de registrar el momento exacto en que fallan diez transistores, un ingeniero los inspecciona cada 12 horas. Por lo tanto, el ingeniero se entera del estado de cada transistor (fallido o aún funcionando) solo al momento de cada inspección. En lugar de tiempos exactos de falla, el ingeniero registra los datos como intervalos de tiempos de falla. Entonces, por ejemplo, un transistor podría fallar en el intervalo de 60 a 72 horas.

Datos censurados por la izquierda

Las fallas se producen antes de un tiempo específico. Los datos censurados por la izquierda son un caso especial de datos censurados por intervalo, en el que los tiempos de falla ocurren en algún momento entre cero y el momento de una inspección.

Por ejemplo, unos condensadores de vidrio se ponen a prueba a niveles de alto voltaje para acelerar sus tiempos de falla. Los ingenieros examinan los condensadores cada 12 horas para ver cuáles han fallado. En la primera inspección, 2 condensadores fallaron. Los tiempos de falla de estas dos unidades están censurados por la izquierda.

¿Debo usar un comando de censura por la derecha o un comando de censura arbitraria?

El menú Confiabilidad/Supervivencia de Minitab contiene dos menús secundarios para el análisis de distribución. Elija el menú secundario de distribución adecuado para sus datos:
  • Utilice los comandos de censura por la derecha cuando tenga fallas exactas, observaciones censuradas por la derecha o ambas.
  • Utilice los comandos de censura arbitraria cuando sus datos incluyan observaciones censuradas por la izquierda, observaciones censuradas por intervalo o un esquema variado de censura, incluyendo censura por la derecha, censura por la izquierda y censura por intervalo.

¿Cuándo debo usar la censura por tiempo para los planes de pruebas?

Por lo genernal, en una prueba de vida útil, no se recomienda probar todas las unidades hasta que fallen, especialmente si solo se está interesado en los percentiles más bajos de la distribución. Debería usar la censura por tiempo para los planes de pruebas cuando tenga un período de tiempo específico en mente para su prueba.

Para minimizar el costo, debe establecer un balance entre la duración de la prueba y el tamaño de la muestra. Para una precisión determinada, Minitab presenta una lista de tamaños de muestra para cada tiempo de censura que usted indique. A medida que aumenta el tiempo, disminuye el tamaño de la muestra. Elija la combinación de tiempo y tamaño de la muestra que minimice los costos.

Para un plan de pruebas aceleradas de vida útil, usted sólo debe proveer un conjunto de tiempos de censura. Cada uno de los tiempos del conjunto corresponde al tiempo de censura en un nivel de esfuerzo. El primer tiempo corresponde al nivel de esfuerzo más bajo, el segundo tiempo corresponde al segundo nivel de esfuerzo, y así sucesivamente.

¿Cuándo debo usar la censura por falla para los planes de pruebas?

Utilice la censura por falla cuando esté estimando los percentiles inferiores o cuando disponga de un número limitado de posiciones de prueba.

Prueba de los percentiles inferiores
Para cualquier percentil, aumentar la duración de la prueba mejora la precisión de su estimación. Sin embargo, notará que la precisión mejora muy poco cuando ejecute una prueba mucho más allá del percentil estimado. Por ejemplo, si usted estima el percentil 10, obtendrá ganancias importantes en la precisión al ejecutar la prueba hasta que falle alrededor del 15% de las unidades, pero poca mejora al ejecutar la prueba por más tiempo. De hecho, si ejecuta la prueba más allá de la falla del 15% de las unidades podría sesgar su estimación del percentil 10.
Reemplazo de unidades de prueba
Si tiene un número limitado de posiciones de prueba, puede usar la censura por falla para determinar cuándo reemplazar las unidades que no hayan fallado. Por ejemplo, si desea estimar el percentil 10, pero solo puede probar 5 unidades a la vez, se recomienda reemplazar las 5 unidades después de la primera falla en cada grupo. En este caso, usted aplica censura por falla cuando el 20% de las unidades de cada grupo ha fallado.
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