Архив номеров

Хороши ли простые решения?

Актуальность темы «Статистико-физический подход как средство управления качеством», как и проблематики надежности, не вызывает ни малейших сомнений в силу того простого факта, что сложность систем, с которыми человек имеет дело, постоянно растет, а чем сложнее система, тем скорее в ней что-нибудь случится… Поэтому уже много лет весь мир стремится к повышению надежности элементов и комплектующих для обеспечения требуемой надежности систем, оборудования, машин и т.п. Статья Я.С. Гродзенского посвящена тому, как статистический анализ так называемой ваннообразной, или U-образной, кривой интенсивности отказов (ИО) может помочь установить вид и характер отказов в тех случаях, когда сделать это путем непосредственного изучения отказавших изделий по тем или иным причинам невозможно. Автор предлагает связать вид функциональной зависимости ИО от времени с видом и характером отказов. Тогда, определив статистическими методами зависимость ИО — f(t), мы сможем понять физическую природу отказов.

Это позволяет целенаправленно вести работу по повышению качества соответствующих изделий. В принципе, такая идея имеет право на существование. Тем не менее статья вызывает определенные вопросы и требует комментариев.
1. Хорошо известно, что падение ИО на начальном этапе ваннообразной кривой связано с выжиганием дефектов. Но ниоткуда не следует, что состав таких дефектов будет стабилен во времени, то есть, определив один раз, какие дефекты приводят к определенным значениям параметров функции ИО, нельзя утверждать, что, получив в следующий раз близкое значение параметра, мы будем иметь дело с тем же дефектом. Чтобы это утверждать, следовало бы проанализировать данные с разными видами дефектов, получить для каждого вида дефектов и каждого этапа функции ИО статистически различимые значения параметров и показать, что эти различия сохраняются во времени. Такую работу, насколько можно судить по обсуждаемой статье и по известной мне литературе, пока никто не проделал. Проблема осложняется тем, что, как правило, для реальных данных на каждом этапе работает не один, а несколько механизмов отказа и процентное соотношение между ними меняется от случая к случаю, а разброс оценок для дан-ных по надежности очень широк.
2. Поиск универсального распределения для описания всей ваннообразной зависимости ИО от времени, действительно, велся и у нас в стране, и за рубежом, но многие авторы пришли к мнению, что в силу большого различия причин и механизмов отказов на разных этапах жизненного цикла эта задача не заслуживает отдельного внимания [1]. Например, для силовых полупроводниковых приборов длительность периода приработки колеблется от 100 до 8000 ч, а этап старения (износа) начинается при значениях свыше 100 тыс. ч [2]. Это не исключает мысли о том, что старение начинается сразу после рождения, просто оно идет очень медленно и реального влияния на объект очень долго не оказывает. Существует вполне обоснованное мнение всех специалистов, что на горизонтальном этапе зависимости ИО отказы обусловлены случайными причинами, т.е. это функция не только собственно объекта, но, скорее, внешних условий его эксплуатации, и она не связана с процессами в самом объекте. Поясню сказанное на примере жизни человека. В момент появления на свет вероятность умереть у человека относительно высока (это связано с родовыми травмами, дефектами внутриутробного развития, квалификацией акушеров и т.д.). Затем она быстро падает. Этот участок называют этапом детской смертности (в технике — этап приработки, или выжигания дефектов). Примерно после 70 лет вероятность смерти (ИО) быстро возрастает — наступает этап старения (в технике — износа). Это связано с тем, что накопилось много дефектов (болезней) и все органы работают почти на пределе возможностей. Примерно между 10 и 70 годами человек умирает в основном от случайных событий. На этом этапе ИО обычно примерно постоянна — это свойство редких случайных событий. Конечно, естественное старение клеток происходит, но оно почти не сказывается на вероятности умереть. Вот почему я не вижу смысла в поиске универсальной формулы для всего срока существования того или иного объекта. Стоит заметить, что уравнение (3) в статье Я.С. Гродзенского приводит к функции, показанной на рисунке. Она очень отдаленно напоминает обычную «ванну» — горизонтальный этап практически отсутствует.
3. Стоит отметить, что распределение Вейбулла далеко не единственный метод описания зависимости ИО от времени. Не менее широко используются логнормальное распределение, распределение Макегама, диффузионное распределение и многие, многие другие [2, 3]. При этом распределение Вейбулла физически описывает модель слабого звена, а, например, логнормальное распределение соответствует мультипликативному накоплению повреждений [4]. И то и другое встречается в реальной практике достаточно часто, и подгонять разные физические ситуации под одну модель не имеет смысла.
4. И, наконец, последнее замечание по анализируемой статье. Я не вижу никаких оснований связывать статистическую модель из суперпозиции двух распределений с теорией вариабельности Шухарта и с оценками Джурана—Деминга 85/15 или 94/6.
В теории вариабельности речь идет об изменчивости процессов из-за системных или внесистемных причин, а вовсе не о жизненном цикле объекта, а в правилах Джурана—Деминга — об изменчивости поведения систем и их менеджменте. Контрольная карта Шухарта — инструмент оперативного прогноза ближайшего будущего текущего процесса по его недавнему прошлому, — строго говоря, может быть никак не связана с будущими отказами, может быть как-то связана с ними, но в любом случае эта связь непрямая и весьма отдаленная во времени. Конечно, какие-то численные совпадения возможны, но, по моему мнению, они случайны. Другими словами, реальный мир всегда намного сложнее любых наших моделей, и потому вопрос о том, стоит ли пытаться описать сложное простыми уравнениями, на мой взгляд, остается открытым.

Список использованной литературы

  1. Крутько В.Н. Славин М.Б., Смирнова Т.М. Математические основания геронтологии. — М.: Едиториал УРСС, 2002.
  2. Абрамович М.И. Диоды и тиристоры в преобразовательных установках. — М.: Энергоатомиздат, 1992.
  3. Lawless J.F. Statistical Models and Methods for Lifetime Data. — N.Y.: John Wiley & Sons, Inc., 1982.
  4. Као Дж. Модели долговечности и их использование. Справочник по надежности. — Т. 1. — М.: Мир, 1969. — С. 51—76.

Полная версия статьи доступна подписчикам электронного журнала "Стандарты и качество". Подписаться >>>

01.11.2018

448
Поделиться:



Материалы по данной теме можно СКАЧАТЬ в Электронной Библиотеке >>>

Доступна мобильная версия журнала "Стандарты и качество"

Журнал Стандарты и качество в App Store Журнал Стандарты и качество на Google play

Хотите добиться успеха?
Используйте возможности наших изданий!

Формула успеха проста: максимум полезной информации при минимальных временных затратах.

Информация + Время = PROFIT!

Ускорьте Ваше продвижение по пути к успеху и процветаниюПодпишитесь на печатную версию журнала «Стандарты и качество». Соберите собственную библиотеку актуальных статей от профессионалов в области качества, технического регулирования и стандартизации. Ускорьте Ваше продвижение по пути к успеху и процветанию. Не забудьте также о призах и бонусах для подписчиков журнала! Будьте первыми всегда и во всемОформите подписку на электронную версию журнала «Стандарты и качество» и получайте свежий номер журнала уже 1-го числа каждого месяца, независимо от погоды и работы потовых служб. Будьте первыми всегда и во всем! А бонусы и призы станут приятным дополнением к полученным знаниям!
Мобильная версия журнала Стандарты и качествоУстановите бесплатное мобильное приложение и подпишитесь на мобильную версию журнала «Стандарты и качество» для iPhone/iPad или Android. Совершенствуйте свои профессиональные навыки каждую свободную минуту, и ни один конкурент не сможет за Вами угнаться! Электронная библиотекаСкачивайте лучшие статьи и тематические подборки в нашей Электронной Библиотеке. Они станут ценным вкладом в копилку Ваших знаний!
Мы помогаем Вам экономить деньги, экономя Ваше времяПодпишитесь на бесплатную Электронную газету Quality News и каждую неделю читайте все самые важные новости в области качества во всех его аспектах. Мы помогаем Вам экономить время! Расширяйте бизнесРасскажите о своем предприятии в журнале «Стандарты и качество». Привлекайте новых клиентов и деловых партнеров из разных регионов России и из-за рубежа. Расширяйте бизнес!
Разместите свою новость на сайтеРазместите свою новость на сайте одного из авторитетнейших издательств России www.ria-stk.ru, и ее увидят десятки тысяч наших посетителей. Сайт РИА «Стандарты и качество» это более 20 000 просматриваемых страниц ежедневно, более 150 000 посетителей ежемесячно. Новые деловые партнеры и клиенты ждут ВасОпубликуйте материал о своей организации в Электронной газете Quality News, и его прочтут тысячи заинтересованных подписчиков из разных уголков России, ближнего и дальнего зарубежья. Новые деловые партнеры и клиенты ждут Вас!