
可靠性相關的 概率基本概念
F(t) - Cumulative Distribution Function (CDF) 積累失效概率函式;
R(t) - Reliability Function 可靠度函式, R(t) = 1 ? F(t);
f(t) - Probability Density Function (PDF) 失效概率密度函式,f(t) = dF (t)/dt;
λ(t)/h(t) - Failure (or hazard) rate Function 失效率函式, λ(t) = f(t)/R(t) = f(t)/(1 ? F(t) );




A1、二項分布(Binomial)
二項分布 是n個獨立的是/非試驗中成功的次數的離散概率分布,其中每次試驗的成功概率為p;
這樣的單次成功/失敗試驗又稱為伯努利試驗,二項分布也由伯努利(Bernoulli)提出,
,
表示
A2、泊松(Poisson)分布
泊松分布:當 n 很大,p極小時,二項分布的一種近似快速演算法,
, λ = np
二項分布 到 泊松分布的推算,

A3、負指數分布
負指數分布又稱指數分布,泊松事件流的等待時間(相繼兩次出現之間的間隔)服從指數分布,
可知,指數分布對應的 h(t) 為 λ(對應泊松分布的 n*p),常用于描述元件偶然失效期間,固定失效率 λ 下的 失效分析,
另外,常用于假定排隊系統中服務器的服務時間和Petri網中變遷的實施速率符合指數分布,
數學期望為 1/λ , 方差為 1/ λ^2

A4、韋布爾(Weibull)分布
α>0是比例引數(scale parameter);β>0是形狀引數(shape parameter),也常用 k 表示,
它的累積分布函式是擴展的指數分布,當 β=1 時,等價于指數分布( λ =1/α ); 當 β=2 時,等價于瑞利分布(Rayleigh distribution),
威布爾分布在可靠性工程中被廣泛應用,被廣泛應用于各種壽命試驗的資料處理,
β < 1 表示故障率隨時間減小, β = 1 表示故障率恒定,β > 1 表示故障率隨時間增加,
分別對應 失效浴盆曲線 的 早期失效期、偶然失效期、損耗失效期,

===> ln ( -ln(1-F(t)) ) = βln(t) - ln(α) = β( ln(t) - ln(T63) ).
其中:α = T63^β, T63 對應 F(t=T63) = 0.632 的時刻,
A5、伽馬(Gamma)分布
從公式來看:X~Gamma(α,λ),伽馬分布的概率公式如下
其中:伽馬函式為
,該函式有 遞回特性
,
從意義來看:伽瑪分布解決的問題是“要等到n個隨機事件都發生,需要經歷多久時間”,
由于指數分布解決的問題是“要等到一個隨機事件發生,需要經歷多久時間”,因此,伽瑪分布可以看作是α(alpha)個指數分布的獨立隨機變數的加總,
即,α個 Exponential(λ) random variables--->Gamma(α,λ)
統計指標 為,來看: 就是α(alpha) 倍的 指數分布的數學期望 和 方差,

因此,同 指數分布 的關聯:當 α=1 時,伽馬分布 將變成了 指數分布:
另外:同 卡方分布 的關聯:當 α=n/2, λ=1/2 時,伽馬分布 將變成了 卡方分布
B1、正態分布
B2、
Distribution(卡方分布)
若n個相互獨立的隨機變數ξ?,ξ?,...,ξn ,均服從標準正態分布(也稱獨立同分布于標準正態分布),則這n個服從標準正態分布的隨機變數的平方和構成一新的隨機變數,其分布規律稱為卡方分布(chi-square distribution),
分布在數理統計中具有重要意義,
該分布是由阿貝(Abbe)于1863年首先提出的,后來由海爾墨特(Hermert)和現代統計學的奠基人之一的卡·皮爾遜(C K.Pearson)分別于1875年和1900年推匯出來,


從上圖可見當自由度 n 越大,密度曲線越趨于對稱,越接近正態分布;n越小, 曲線越不對稱,
當 n = 1, 2 時曲線是單調下降趨于 0;當 n ≥ 3時曲線有單峰, 從 0 開始先單調上升, 在一定位置達到峰值, 然后單下降趨向于 0,
卡方分布密度曲線下的面積都是1,查表時為,特定自由度n下,曲線下積分面積的分數位對應的x,例如 n=1, 5%下 x=3.841,
B3、對數正態分布
B4.Student分布(S分布)
C、總結
C1、各個分布的轉換關系

【工具軟體】
1)PPM Calulator
https://www.maximintegrated.com/en/design/design-tools/calculators/general-engineering/ppm.html
http://www.ti.com/support-quality/reliability/DPPM-sample-size-calculator.html
2)Excel 類函式
CHISQ.INV(probability,deg_freedom) -- 求卡方分布左尾概率的反函式值
CHIINV(probability,degrees_freedom) -- 求卡方分布(右尾)概率的反函式值
GAMMAINV(probability,alpha,beta) -- 求伽馬分布概率的反函式值
BINOMDIST 或 BINOM.DIST(number_s,trials,probability_s,cumulative) -- 求二項式分布的概率, 常用于:OC曲線計算
注:https://www.wps.cn/learning/course/index/cg/34.html WPS中關于 統計函式使用說明(含視頻)
【參考檔案】可靠性
1) https://zhuanlan.zhihu.com/c_158803178 【入門】可靠性知道 專欄
2) https://wenku.baidu.com/view/f5333220a98271fe910ef987.html 【基礎】可靠性數學基礎
3) https://wenku.baidu.com/view/29fb0cb9a45177232e60a2a5.html 【基礎】機械產品的可靠性概率分布
【參考檔案】數學分布
1) https://blog.csdn.net/anshuai_aw1/article/details/82735201 【深入】三大抽樣分布:卡方分布,t分布和F分布的簡單理解
2) https://wenku.baidu.com/view/ab59abb8c77da26925c5b0a3.html 【基礎】幾種常見的分布
3) https://www.zhihu.com/question/34866983/answer/191286772 【基礎】怎么來理解伽瑪(gamma)分布?
4) https://cosx.org/2014/07/gamma-function-1/ 【基礎】神奇的伽瑪函式 (上)
【參考請宣告出處,yvivid】https://www.cnblogs.com/yvivid/p/reliability_probability.html
轉載請註明出處,本文鏈接:https://www.uj5u.com/qita/187357.html
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