数据删失

关于本主题

什么是删失数据？
应当使用右删失命令还是任意删失命令？
何时应当针对检验计划使用时间删失？
何时应当针对检验计划使用失效删失？

什么是删失数据？

在可靠性分析中，失效数据通常包含各个失效时间。例如，您可以收集以特定温度运行的单元的失效时间。您也可以收集不同温度或不同应力变量组合下的失效时间样本。

有时，您会记录确切的失效时间。其他时间（如某些检验单元的确切失效时间）是未知的。在这种情况下，数据称为删失数据。失效数据通常是通过某种方式删失的。因此，您可能会拥有下列任一类型的观测值：

确切失效时间
右删失数据
区间删失数据
左删失数据

确切失效时间数据

每个项目的确切失效时间是已知的。例如，工程师检验电扇并记录每个风扇的确切失效时间。

右删失数据

只有在特定时间之前发生的失效才可见。超过该时间的单元被视为右删失观测值。右删失数据有时是时间删失或失效删失。时间删失表示您要在指定的时间段内执行研究。到研究结束时仍然运行的所有单元将视为时间删失。时间删失又称为类型 I 右删失。失效删失表示您将一直执行研究，直至观测到指定的失效数。失效删失又称为类型 II 右删失。

例如，假设工程师要检验五条风扇皮带。三条风扇皮带分别在 67 小时、76 小时和 104 小时失效。当工程师在 110 小时处结束检验时，其余两条皮带仍在运转。最后这两条皮带视为在 110 小时处右删失。

右删失数据可以是：

单删失数据

所有的检验单元都运行相同的时间长度。到研究结束时仍然运行的单元将视为删失数据。失效单元视为确切失效。单删失数据较常见于受控研究。

假设您收集直到 12 个单元都失效时的失效数据：

项目	单元	失效时间
1	未通过	18.5
2	未通过	20.5
3	未通过	22.0
4	未通过	23.5
5	未通过	24.3
6	未通过	25.0
7	未通过	25.6
8	未通过	26.3
9	未通过	27.0
10	未通过	29.0
11	未通过	32.0
12	未通过	33.0
13	删失	33.0
14	删失	33.0
15	删失	33.0

Minitab 将此数据集解释为单删失，因为删失项目（单元 13 - 15）的失效时间与第 12 个单元的失效时间相同。

多删失

检验单元在不同的时间处删失。失效时间与删失时间互相混杂在一起。多删失数据更多见于各个单元在不同时间投入运行的场合。

假设您收集直到 12 个单元都失效时的失效数据：

项目	单元	失效时间
1	未通过	18.5
2	未通过	20.5
3	未通过	22.0
4	未通过	23.5
5	未通过	24.3
6	未通过	25.0
7	未通过	25.6
8	未通过	26.3
9	未通过	27.0
10	未通过	29.0
11	未通过	32.0
12	未通过	33.0
13	删失	34.0
14	删失	34.0
15	删失	34.0

Minitab 将该数据集解释为多删失，因为单元 13 - 15 的失效时间大于第 12 个单元的失效时间。如果您在第 12 个失效之后停止研究，则后续的时间不会大于上次失效的时间。要让 Minitab 将数据解释为单删失，您需要在第 13 到 15 行的第 2 列中输入 33。

区间删失数据

失效发生在两个特定时间之间。区间删失数据包含单元实际失效时间的不确定性。

例如，假设工程师不记录 10 个晶体管的确切失效时间，而是每隔 12 小时检查一次。因此，工程师只在每个检查时间处才能知道每个晶体管的状态（失效或仍在运行）。工程师不记录确切的失效时间，而是将失效时间区间作为数据进行记录。因此，例如，某个晶体管可能在 60 到 72 小时之间失效。

左删失数据

失效发生在特定时间之前。左删失数据是区间删失数据的一个特例，其中失效时间发生在零到检查时间之间。

例如，将玻璃电容器放在高电压水平下进行检验以加快其失效时间。工程师每隔 12 小时检查一次以查看哪些已经失效。在第一个检查时间处，有 2 个电容器失效。这两个单元的失效时间即是左删失。

应当使用右删失命令还是任意删失命令？

Minitab 的可靠性/生存菜单中包含两个用于分布分析的子菜单。请选择适合您的数据的分布子菜单：

如果具有确切的失效和/或右删失观测值，请使用右删失命令。
如果数据包含左删失观测值、区间删失观测值或变化的删失方案（包括右删失、左删失和区间删失），请使用任意删失命令。

何时应当针对检验计划使用时间删失？

通常不建议在寿命检验中检验所有单元直至失效，在您只关心分布中较低的百分位数时尤其如此。当您关注特定的检验时间段时，应当针对检验计划使用时间删失。

要最小化检验花费，您需要在检验持续时间和样本数量之间进行平衡。对于特定的精确度，Minitab 将为您提供的每个删失时间显示一个样本数量列表。随着检验时间的增加，样本数量不断减小。请选择能使花费最小化的时间与样本数量组合。

对于加速寿命检验计划，您只需要提供一组删失时间。组中的每个时间与某个应力水平下的删失时间相对应。第一个时间对应于最低的应力水平，第二个时间对应于第二个应力水平，依此类推。

何时应当针对检验计划使用失效删失？

当您要估计较小百分位数或者当您拥有的检验位置有限时，请使用失效删失。

检验较小百分位数: 对于任何百分位数，增加检验持续时间都将提高估计值的精确度。但是，当您运行远超过估计百分位数的检验时，您会看到精确度的提高并不明显。例如，如果您估计第 10 个百分位数，通过运行大约有 15% 单元失效的检验可以获得很好的精确度，但是更长时间地运行该检验却使精确度提高不大。事实上，运行超过 15% 单元失效的检验可能会使第 10 个百分位数的估计值发生偏倚。
更换检验单元: 如果您的检验位置数有限，可以使用失效删失来确定何时更换未失效单元。例如，如果您要估计第 10 个百分位数，但每次只能检验 5 个单元，您可能希望在每组的第一次失效后更换所有 5 个单元。在这种情况下，您将在每组中有 20% 的单元失效时进行失效删失。