非参数增长曲线示例

可靠性工程师想比较用于地铁列车的两种不同类型的刹车部件的失效率。工程师收集了 29 辆列车的部件更换时间数据和部件类型。每次装置失效后,会对其进行修理,然后再重新投入使用。

工程师使用非参数增长曲线来评估数据,而不假设分布模型。对于这些数据,无刹车部件停用。因此,所有数据是精确的故障次数。

  1. 打开样本数据刹车部件可靠性.MTW
  2. 选择统计 > 可靠性/生存 > 可修复系统分析 > 非参数增长曲线
  3. 变量/初始变量中,输入天数
  4. 系统信息下面,选择系统 ID,然后输入ID
  5. 选择按变量分组,然后输入类型
  6. 单击确定

解释结果

Minitab 分别为每组显示了累积失效函数均值的非参数估计值及其相应的标准误和置信限。例如,对于类型 1 的刹车组件,在第 650 天时的累积函数均值为 1.71429。也就是说,在第 650 天时的累积修理次数的均值(取所有系统的平均值)大约为 1.7。对于工程师来说,类型 1 组件在第 650 天时的累积函数的实际均值包含在从 1.27912 到 2.29750 这一区间内的可信度为 95%。

工程师使用累积失效差值函数的均值跨组进行比较。例如,在第 500 天,类型 2 刹车组件的平均失效数 2.16420 大于类型 1 刹车组件的平均失效数。对于工程师来说,在第 500 天,累积失效差值 (类型 1 – 类型 2) 的实际均值包含在从 −3.23488 到 −1.09352 这一区间内的可信度为 95%。

事件图显示每个系统发生失效的时间。各条线均延伸至观测的最后一天。事件图还显示组内和组间趋势。在事件图中,系统通常以恒定的速率失效。在第 200 天,类型 2 刹车组件的失效数比类型 1 刹车组件的失效数多很多。

累积失效函数均值图显示了每个组的累积失效函数均值。工程师根据该图得出以下结论:
  • 表示类型 2 刹车组件的函数在大约第 450 天之前保持相对线性(而不是呈曲线形式)。因此,类型 2 刹车组件的失效率在第 450 天之前保持相对恒定。
  • 表示类型 1 刹车组件的函数在大约第 200 天到 700 天之间保持线性,之后将快速增加。因此,类型 1 刹车组件的失效率在第 700 之前相当恒定,之后将快速增加。
  • 表示类型 1 刹车组件的函数位于表示类型 2 刹车组件的函数右侧。因此,类型 1 刹车组件的失效频率低于类型 2 刹车组件的失效频率。
类型 1
系统:  ID
非参数估计

累积失效函数均值表




95% 正态置信区间
时间摘录 (Time)累积失效函数均值标准误下限上限系统
330.071430.0688300.010810.47218179
880.142860.0935220.039600.51540132
2500.214290.1096640.078590.58426128
2720.285710.1207360.124810.65408137
2870.357140.1280600.176860.72120181
3020.428570.1322600.234070.78471119
3170.500000.1336310.296130.84423182
3640.571430.1322600.363030.89945112
3670.642860.1280600.435060.94990167
3910.714290.1574210.463741.10019112
4020.785710.1490980.541681.13970175
4210.857140.1707470.580081.26653137
4310.928570.1585740.664441.29771155
4441.000000.1749640.709691.40906119
4621.071430.1585740.801651.43200101
4811.142860.1376610.902531.44718145
4981.214290.1490980.954561.54468182
5001.285710.1870440.966751.70992119
5001.357140.1918531.028721.79042128
5481.428570.2193281.057351.93013112
5521.500000.2422261.093042.05848137
6251.571430.2805661.107442.22982137
6351.642860.2596531.205222.23940169
6501.714290.2561201.279122.29750169
6571.785710.2706491.326792.40338182
6871.862640.2666551.406922.46596179
6871.939560.2608621.490122.52456181
7002.030470.2548261.587712.59671175
7082.130470.2745271.654982.74258169
7102.241580.2687551.772142.83537145
7102.352690.2575861.898332.91581155
7102.463800.2402672.035162.98273167
7192.630470.3472162.030843.40714137
7242.830470.4255942.108003.80055112
7243.030470.4439942.274054.03849128
7243.230470.4105592.518184.14424132
7303.730470.4713072.912214.77864101
7304.230470.4105593.497695.11677119
类型 2
系统:  ID
非参数估计

累积失效函数均值表




95% 正态置信区间
时间摘录 (Time)累积失效函数均值标准误下限上限系统
190.066670.0644060.010040.44284228
220.133330.0877710.036700.48447212
390.200000.1032800.072690.55029192
540.266670.1141800.115210.61721214
610.333330.1217160.162950.68186219
910.400000.1577620.184650.86652192
930.466670.1596290.238690.91237243
1190.533330.2079890.248341.14538192
1480.600000.2633120.253861.41809192
1730.666670.2610520.309451.43622190
1850.733330.2743340.352271.52661228
1870.800000.2699790.412891.55006235
1920.866670.2644350.476581.57604205
1940.933330.2576240.543351.60321216
2031.000000.2494440.613301.63052183
2051.066670.2576240.664421.71243243
2111.133330.2644350.717381.79046183
2421.200000.2699790.772101.86504190
2501.266670.2576240.850231.88706204
2641.333330.2775550.886642.00507243
2771.400000.2951460.926152.11630183
2931.466670.2807401.007862.13434184
3061.533330.3247791.012382.32237192
3691.600000.3098391.094682.33859206
3731.666670.3355481.123252.47298183
3821.733330.3192581.208102.48693200
4151.800000.3425401.239622.61370243
4161.871430.3405121.310072.67333235
4191.948350.3380971.386622.73764219
4192.025270.3493101.444352.83985228
4322.116180.3474411.533912.91948216
4342.216180.3450341.633373.00696204
4412.327290.3418391.745123.10369214
4472.452290.3374301.872623.21141212
4482.595150.3310332.021093.33227205
4482.738010.3153982.184663.43152206
4602.938010.2980092.408323.58420200
4613.188010.4498342.417764.20364192
4643.521340.5114782.648934.68108190
5034.021340.5353603.097785.22025184
5115.021340.5353604.074436.18831183
比较:(类型 = 1) - (类型 = 2)

累积失效函数差值的均值表




95% 正态置信区间
时间摘录 (Time)累积失效函数差值的均值标准误下限上限
19-0.066670.064406-0.192900.05957
22-0.133330.087771-0.305360.03869
33-0.061900.111541-0.280520.15671
39-0.128570.124114-0.371830.11469
54-0.195240.133322-0.456540.06607
61-0.261900.139830-0.535970.01216
88-0.190480.153496-0.491320.11037
91-0.257140.183399-0.616600.10231
93-0.323810.185008-0.686420.03880
119-0.390480.228047-0.837440.05649
148-0.457140.279427-1.004810.09052
173-0.523810.277299-1.067300.01969
185-0.590480.289837-1.15855-0.02241
187-0.657140.285719-1.21714-0.09714
192-0.723810.280486-1.27355-0.17407
194-0.790480.274074-1.32765-0.25330
203-0.857140.266399-1.37928-0.33501
205-0.923810.274074-1.46099-0.38663
211-0.990480.280486-1.54022-0.44073
242-1.057140.285719-1.61714-0.49714
250-1.052380.279994-1.60116-0.50360
264-1.119050.298435-1.70397-0.53413
272-1.047620.302679-1.64086-0.45438
277-1.114290.318886-1.73929-0.48928
287-1.042860.321731-1.67344-0.41228
293-1.109520.308568-1.71431-0.50474
302-1.038100.310335-1.64634-0.42985
306-1.104760.350677-1.79208-0.41745
317-1.033330.351196-1.72166-0.34500
364-0.961900.350677-1.64922-0.27459
367-0.890480.349114-1.57473-0.20622
369-0.957140.335260-1.61424-0.30004
373-1.023810.359155-1.72774-0.31988
382-1.090480.343985-1.76467-0.41628
391-1.019050.355960-1.71672-0.32138
402-0.947620.352358-1.63823-0.25701
415-1.014290.373582-1.74649-0.28208
416-1.085710.371724-1.81428-0.35715
419-1.239560.379800-1.98395-0.49517
421-1.168130.388808-1.93018-0.40608
431-1.096700.383618-1.84858-0.34482
432-1.187610.381917-1.93616-0.43907
434-1.287610.379729-2.03187-0.54336
441-1.398720.376828-2.13729-0.66015
444-1.327290.384013-2.07995-0.57464
447-1.452290.380094-2.19726-0.70733
448-1.738010.360677-2.44492-1.03109
460-1.938010.345574-2.61532-1.26070
461-2.188010.482663-3.13401-1.24201
462-2.116580.476966-3.05142-1.18174
464-2.449910.535496-3.49947-1.40036
481-2.378490.529680-3.41664-1.34033
498-2.307060.532767-3.35126-1.26285
500-2.164200.546276-3.23488-1.09352
503-2.664200.568698-3.77883-1.54957
511-3.664200.568698-4.77883-2.54957
548-3.592770.578546-4.72670-2.45884
552-3.521340.587608-4.67303-2.36965
625-3.449910.604423-4.63456-2.26527
635-3.378490.595004-4.54467-2.21230
650-3.307060.593471-4.47024-2.14387
657-3.235630.599884-4.41138-2.05988
687-3.081780.595533-4.24900-1.91456
700-2.990870.592914-4.15296-1.82878
708-2.890870.601644-4.07007-1.71167
710-2.557540.586803-3.70765-1.40743
719-2.390870.638098-3.64152-1.14022
724-1.790870.674662-3.11319-0.46856
730-0.790870.674662-2.113190.53144