وایبول چیست؟
نویسندگان: آدام باهرت و فرد شنکلبرگ
تحلیل وایبول ابزاری است که برای توصیف رفتار یک مجموعه داده استفاده میشود. ارزش توصیف یک مجموعه داده، توانایی پیشبینی نرخ خرابی برای همان جمعیت یا جمعیتی مشابه است. ورودی تحلیل وایبول، زمان خرابی برای همه قلمهای خراب و زمان اجرا برای قلمهای عملیاتی است. فرضیات مربوط به مجموعه دادهها برای اطمینان از گنجاندن اطلاعات صحیح در تحلیل بسیار مهم هستند. این ممکن است شامل تحلیل علت ریشهای خرابیها باشد تا بتوان آنها را به عنوان فرسودگی یا استرس ناشی از استفاده توصیف کرد. جدا کردن این دو مجموعه داده مفید خواهد بود زیرا توصیف و رفتار آنها با عوامل وایبول کاملاً متفاوت خواهد بود.
وایبول بسیار پویا است و در واقع میتواند توزیعهای دیگری مانند نرمال، لگاریتمی نرمال و نمایی را به درستی نشان دهد. تحلیل وایبول، توصیف یک مجموعه داده را با مقادیری برای متغیرهایی مانند «پارامتر شکل»، «پارامتر مقیاس» و «پارامتر مکان» ایجاد میکند. شکلهای وایبول استفاده از این مقادیر در معادله وایبول، پیشبینی نرخ شکست جمعیت را در نقاط زمانی آینده امکانپذیر میکند. این یک ابزار بسیار قدرتمند برای تصمیمگیری در برنامه است، همانطور که بعداً نشان خواهم داد. بیایید این مفهوم پیشبینی رفتار از طریق توصیف را به اصطلاحات سادهتری که با آنها آشنا هستیم، تبدیل کنیم تا نحوه عملکرد آن را بهتر درک کنیم. سادهترین نسخه از این نوع تحلیل دادهها چیزی بود که همه ما در مدرسه ابتدایی انجام میدادیم. ما دو نقطه روی یک نمودار داریم. اگر فرض کنیم این دو نقطه بخشی از یک خط هستند، میتوانیم پس از توصیف مجموعه دادهها، پیشبینی کنیم که سایر نقاط خط کجا خواهند بود. در این حالت، تنها چیزی که باید توصیف کنیم، شیب و نقطه تقاطع با محور Y است. معادله «y=mx+b» است. «x» و «y» مختصات هر نقطه روی خط هستند. «m» شیب خط و «b» نقطه تقاطع «y» است. سپس میتوانید هر مقدار دیگری از «x» یا «y» را وارد کنید و مقدار مختصات رفت و برگشتی را محاسبه کنید. اگر «محور x» زمان بود، میتوانستید مقدار «y» را در هر نقطه زمانی بعدی محاسبه کنید.
وایبول تنها گام بعدی در پیچیدگی این روش تحلیل است. این روش قدرتمند است و به دلیل پویایی بسیار زیاد، بسیار مورد استفاده قرار میگیرد. برای یک تحلیلگر، محاسبه «خوبی برازش» یک مجموعه داده با یک توزیع تعریفشده میتواند فرآیندی کند باشد. «این مجموعه داده چقدر با توزیع نرمال برازش دارد؟» «نه خیلی خوب.» «توزیع لگاریتمی نرمال چطور؟» «نه واقعاً.» اگر آن را به توزیع وایبول ببریم، به ما میگوید که کدام توزیع به آن نزدیک است و چقدر خوب با آن برازش دارد. این روش زمانی بسیار قدرتمند و مفید است که مجموعه دادههای بزرگی از زمان اجرا و شکستها داشته باشیم و بخواهیم بدانیم در آینده چه اتفاقی خواهد افتاد.
«آیا این نرخ وقوع خرابی در حال کاهش است و ما از طوفان عبور کردهایم؟» «آیا این نرخ وقوع خرابی در حال افزایش است و مرکز طوفان در حال ظهور است؟» این یک سوال حیاتی است که باید هنگام کشف یک نرخ وقوع خرابی نگرانکننده در این زمینه به آن پاسخ دهیم. اگر نرخ خرابی با سرعت زیادی در حال کاهش است، بهترین اقدام این است که آنچه در میدان است را به حال خود رها کنید و روی فرآیند کیفیت تولید که قلمهای معیوب تولید میکند، کار کنید. قلمهای موجود، قلمهایی هستند که بدون نقص هستند. جایگزینی آنها اشتباه است زیرا احتمالاً قلمی را که ثابت شده مشکلی ندارد، برداشته و آن را با قلم جدیدی که ممکن است نقص داشته باشد، جایگزین میکنید.
اگر پیشبینی کنیم که نرخ خرابی رو به افزایش است، باید به طور پیشگیرانه هر قلمی را که میتوانیم در میدان جایگزین کنیم. آنها مانند بمبهای ساعتی هستند. این اقدام پیشگیرانه، نتیجه را از نرخ بالای خرابی میدانی به یک ناراحتی جزئی و هزینه تعمیر و نگهداری میدانی غیرمنتظره اما برنامهریزی شده تغییر میدهد.
لینک اصل مقاله: https://accendoreliability.com/weibull/
توزیع وایبول دو پارامتری
توزیع وایبول هم محبوب و هم مفید است. این توزیع دارای ویژگیهای خوب و انعطافپذیری است که از محبوبیت آن پشتیبانی میکند.
این توزیع فرمولهای ضروری را دارد که ممکن است هنگام پاسخ دادن به سوالات خاص مفید بدانید. دانستن مجموعه پارامترهای یک توزیع، همراه با فرمولهای مناسب، وسیلهای سریع برای پاسخ به طیف وسیعی از سوالات مربوط به قابلیت اطمینان فراهم میکند.
پارامترهای توزیع وایبول
توزیع وایبول دو پارامتری دارای پارامتر مقیاس و شکل است. اما وایبول سه پارامتری شامل یک پارامتر مکان هم است.
پارامتر مقیاس در اینجا با eta (η) نشان داده شده است. این پارامتر به عنوان مقدار در صدک ۶۳.۲ تعریف میشود و واحد زمان (t) است.
پارامتر شکل در اینجا با بتا (β) نشان داده شده است. همچنین به عنوان شیب شناخته میشود که هنگام مشاهده یک نمودار CDF خطی آشکار است.
یکی از ویژگیهای خوب توزیع وایبول این است که مقدار β اطلاعات مفیدی ارائه میدهد.
وقتی β کمتر از ۱ باشد، توزیع نرخ شکست کاهشی را در طول زمان نشان میدهد.
وقتی β برابر با ۱ باشد، توزیع نرخ وقوع خرابی ثابتی دارد (وایبول به یک توزیع نمایی با β=۱ تبدیل میشود.
وقتی β بزرگتر از ۱ باشد، توزیع نرخ وقوع خرابی افزایشی را در طول زمان نشان میدهد.
یادآوری: در اینجا از نرخ وقوع خرابی و نرخ خطر به جای یکدیگر استفاده میشود.
تابع چگالی احتمال (PDF)
وقتی t ≥ ۰ باشد، فرمول تابع چگالی احتمال به صورت زیر است:
نمودار PDF، نمایی هیستوگرام مانند از دادههای زمان تا خرابی ارائه میدهد.
تابع چگالی تجمعی (CDF)
F(t) احتمال تجمعی خرابی از زمان صفر تا زمان t است. برای مثال، هنگام تخمین نسبت واحدهایی که در طول یک دوره گارانتی خراب میشوند، بسیار مفید است.
تابع قابلیت اطمینان
R(t) شانس بقا از زمان صفر تا زمان t است. تابع قابلیت اطمینان نسبتی را تعیین میکند که انتظار میرود زنده بمانند، به جای جستجوی نسبتی که خرابی خواهد شد.
تابع بقای شرطی
تابع m(x) ابزاری برای تخمین احتمال بقا برای مدت زمانی فراتر از زمان مشخص t، که در آن قلم(ها) قبلاً زنده ماندهاند، فراهم میکند. احتمال بقا در زمان x با توجه به اینکه قلم در طول زمان t زنده مانده است، چقدر است؟
میانگین عمر باقیمانده
این طول عمر مورد انتظار تجمعی در طول زمان x با توجه به بقا تا زمان t است.
نرخ خطر
این احتمال آنی شکست در واحد زمان است.
نرخ خطر تجمعی
این نرخ وقوع خرابی تجمعی از زمان صفر تا زمان t یا مساحت زیر منحنی توصیف شده توسط نرخ خطر، h(t) است.
لینک اصل مقاله: https://accendoreliability.com/2-parameter-weibull-distribution-7-formulas/
مطالب زیر را حتما مطالعه کنید
تحلیل حالتها و اثرات وقوع خرابی FMEA چیست؟
دوقلو (همزاد) ریسک دیجیتال چیست؟
ایمنی هوانوردی و قابلیت اطمینان
چگونه مهندسی قابلیت اطمینان شانس استخدام مهاجران را چند برابر میکند؟
وقوع خرابی در آپولو 13: چرا مخزن اکیسژن آپولو 13 منفجر شد؟
قابلیت اطمینان چیست؟
2 دیدگاه
به گفتگوی ما بپیوندید و دیدگاه خود را با ما در میان بگذارید.
Fatah777game, the game’s pretty addictive! Graphics are decent too. Having a blast, check it out fatah777game.
Just browsing around and found r789game. Seems like they’re trying to be a hub for gamers. I’ll have to dig deeper and try a few games. Worth checking out r789game!