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運用數(shù)據(jù)分析 提升**產(chǎn)品可靠性設(shè)計能力
日期：2026-01-12 09:39
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摘要：
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可靠性設(shè)計及其重要作用 可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下、規(guī)定的時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力，也就是系統(tǒng)、設(shè)備、元件的功能在時間上的穩(wěn)定性?？煽啃怨こ淌菫榱诉m應(yīng)產(chǎn)品的高可靠性要求而發(fā)展起來的新興學科。就我國目前的可靠性研究而言，可靠性的研究主要分為零件強度東莞賽思可靠性設(shè)計研究、系統(tǒng)可靠性研究和可靠性試驗與研究三個分支研究方向。在這三個研究方向中，可靠性試驗和研究與工程應(yīng)用、與產(chǎn)品制造實際過程緊密結(jié)合，并且以做實驗為教學和工程基礎(chǔ)，通過設(shè)備進行產(chǎn)品試驗，不斷積累數(shù)據(jù)，逐步形成了有工程需求、有設(shè)備、有產(chǎn)品、科學實驗的良性正循環(huán)，并且不斷帶動可靠性工程的整體發(fā)展。 ?可靠性設(shè)計決定產(chǎn)品的“優(yōu)生”，可靠性設(shè)計是可靠性工程的*重要的階段。在產(chǎn)品設(shè)計階段，通過采用產(chǎn)品可靠性 壽命試試、加速壽命試驗等可靠性試驗設(shè)計，以產(chǎn)品實際使用試驗信息為基礎(chǔ)，進行試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，進而改善產(chǎn)品設(shè)計缺陷，UV紫外線老化試驗箱以實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計能力的不斷提升，對于產(chǎn)品可靠性和質(zhì)量有著重要的作用。特別是在航天行業(yè)等**產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計工作中，適時、有效進行產(chǎn)品的可靠性設(shè)計、分析工作，對提高**產(chǎn)品的質(zhì)量尤為重要和迫切。 可靠性設(shè)計面臨的困境 當前，我國**研發(fā)設(shè)計制造，即便在CAD/CAE技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用多年后，因為產(chǎn)品可靠性數(shù)據(jù)建模的缺失，UV紫外線老化試驗箱可靠性仍然主要采用產(chǎn)品可靠性試驗單一的檢測模式。例如在應(yīng)用CAE進行系統(tǒng)仿真方面，由于數(shù)據(jù)的缺乏，“仿真驅(qū)動研發(fā)”依然沒有滲透到產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計的前端，即概念設(shè)計、產(chǎn)品研發(fā)流程，而是更多的應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計后端的工程分析，極大地阻礙了我國產(chǎn)品可靠性設(shè)計的發(fā)展。 將信息化軟件工具應(yīng)用于設(shè)計，實現(xiàn)產(chǎn)品可靠性設(shè)計，是未來的發(fā)展趨勢。但就目前的情況而言，數(shù)學建模是研究和工程應(yīng)用存在的關(guān)鍵問題和工程瓶頸。從目前**行業(yè)和企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)工程實踐來看，產(chǎn)品可靠性設(shè)計缺乏數(shù)學建模、建模不準確的現(xiàn)象非常嚴重，導致在有限元計算過程中缺少剛度系數(shù)、阻尼系數(shù)，以及材料數(shù)據(jù)等相關(guān)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)不準確、數(shù)據(jù)缺失，使得產(chǎn)品可靠性計算數(shù)據(jù)結(jié)果與實際情況不符。 由于缺少數(shù)據(jù)，當前的可靠性設(shè)計更多的是進行定性研究，缺乏定量研究，難以進行具有針對性的設(shè)計改進。例如，在進行疲勞性能材料可靠性研究上，只有當PSN曲線(產(chǎn)品失效概率、載荷、壽命)等這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)具備以后，再采用CAD、CAE等軟件進行產(chǎn)品設(shè)計，建模，進行可靠性計算和分析，才有可能從產(chǎn)品研發(fā)的源頭提高產(chǎn)品的可靠性，增加產(chǎn)品壽命。但由于當前國內(nèi)缺乏相應(yīng)的PSN曲線供研究使用，從而制約了我國整體產(chǎn)品可靠性設(shè)計的發(fā)展。 綜上所述，缺乏基礎(chǔ)性的實驗數(shù)據(jù)，并以此進行相關(guān)的可靠性實驗建模，已經(jīng)成為制約我國**產(chǎn)品可靠性設(shè)計和整體可靠性工程的重要難題，嚴重阻礙了我國**產(chǎn)品的可靠性發(fā)展。 如何進行數(shù)據(jù)的收集和分析建模 進行可靠性實驗設(shè)計的數(shù)據(jù)的收集，UV紫外線老化試驗箱需要進行可靠性實驗，一般而言，實驗次數(shù)越多，收集的數(shù)據(jù)越多，后續(xù)的分析建模就會愈加精準。但從實踐操作來看，實驗次數(shù)的增加，意味著成本的增加，此外，產(chǎn)品實驗周期過長，產(chǎn)品質(zhì)量的因子的多樣性等等現(xiàn)實問題，也增加了我們對于實驗數(shù)據(jù)的收集和后續(xù)的分析的難度。如何解決這些問題，將是我們進行可靠性數(shù)據(jù)的收集和分析面臨的關(guān)鍵。 針對數(shù)據(jù)的收集和分析建模，我們需要在以下幾個問題上給予解決，才能更好的進行產(chǎn)品的可靠性設(shè)計工作： **， 小樣本實驗數(shù)據(jù)問題。從理論上來說，準確的正態(tài)分布參數(shù)統(tǒng)計需要50個樣本、多分布統(tǒng)計需要37個樣本，才能夠達到產(chǎn)品可靠性試驗的可信度。但在實際工程上，有時受到條件的制約，難以達到可信度樣本量。如何利用小樣本量進行可靠性分析，或者制定*為經(jīng)濟的樣本量的實驗設(shè)計方案，是我們進行數(shù)據(jù)收集面臨的首要問題。 **， 不同來源數(shù)據(jù)的比較和融合。UV紫外線老化試驗箱我們收集的數(shù)據(jù)往往來自不同的來源，例如為了彌補實驗室數(shù)據(jù)的不足，我們也將產(chǎn)品實際使用的數(shù)據(jù)融入到產(chǎn)品分析中來，。但由于不同來源的數(shù)據(jù)所處環(huán)境等因素的不同，如何進行數(shù)據(jù)比較、融入，也是我們在收集數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)中將要面臨的挑戰(zhàn)之一。 第三， 多種加速影響因子的交互作用。一般而言，產(chǎn)品在實際的使用環(huán)境下，往往受到的是溫度、應(yīng)力和荷載等多個加速影響因子的綜合加速壽命實驗。如何去衡量和判斷多個影響因子的作用及其交互影響，是我們在數(shù)據(jù)建模中亟待解決的難題。 第四， 從單一元器件到產(chǎn)品整體可靠性研究。**產(chǎn)品構(gòu)造復雜，部件多，結(jié)構(gòu)復雜，UV紫外線老化試驗箱如何從單一部件失效試驗發(fā)展到多部件失效分析，從而實現(xiàn)產(chǎn)品整體的系統(tǒng)可靠性實驗分析，也是我們產(chǎn)品可靠性分析建模的關(guān)鍵和重點。 |