作为一名工程师，您知道任何事情的工作时间都是有限的。
随着时间的推移，它会变得不那么可靠，直到它最终崩溃。
但是您是否知道有一条曲线可以告诉您何时最有可能发生故障？它被称为“浴缸曲线”，是可靠性工程中最重要的思想之一。
通过了解这条曲线，您可以找到设备寿命的不同阶段，找出最有可能损坏的时间，并采取正确的步骤来阻止它损坏。
在本文中，我将详细介绍浴缸曲线。
我将研究它的三个阶段、促成每个阶段的共同因素，以及降低失败可能性的方法。
无论您是工程专业的学生还是专业工程师，您都需要了解浴缸曲线，以确保您设计、建造或维护的设备在其整个生命周期内可靠地工作。
因此，让我们深入了解这个重要的想法。
浴缸曲线简介
正式定义：
设备故障率曲线，初始故障率急剧下降，随后平均故障率保持恒定，之后故障率再次急剧上升。
了解浴缸曲线
浴盆曲线是一种图表，显示一种产品或一组产品随时间发生故障的频率。
它通常用于可靠性工程和资产退化建模，以预测和规划资产故障。
该曲线分为三个独立的部分：婴儿死亡率期、正常生活期和衰竭期。
婴儿死亡率期
浴缸曲线的第一部分是高故障率时期，也就是婴儿死亡的时期。
在此期间，新资产更有可能因为设计、材料、制造方式或启动方式等方面的问题而失败。
由于这些缺陷，资产在其生命周期的早期就会出现故障，这使得运营初期的故障率上升。
正常生命期
婴儿死亡率期过后，资产进入正常寿命期，故障率很低且相当稳定。
在此期间，大部分问题已得到修复，资产正常运行。
资产状况良好，预防性维护可以帮助它保持良好运行。
磨损期
浴缸曲线的最后一部分是磨损阶段，故障率较高。
在此期间，资产更有可能因老化、磨损、腐蚀或疲劳等原因发生故障。
资产已达到使用寿命，可能需要更换或停止使用以避免灾难。
延长资产使用寿命的策略
致力于延长资产使用寿命的团队可以使用他们对浴盆曲线的了解来设定资产在其生命周期中通常如何运作的预期。
曲线上的每个点都暗示了避免失败的不同方法。
在婴儿死亡率期间，团队应专注于发现和修复设计缺陷、材料缺陷、生产缺陷或错误的启动方式。
可能需要更频繁地进行维护或检查，以便在问题导致故障之前发现并解决问题。
在正常生命周期内，团队应重点进行预防性维护，以保持资产处于最佳运行状态。
例行检查和维护可以帮助发现潜在问题并在它们成为大问题之前解决它们。
磨损期：在此期间，团队应专注于预测性维护，以防患于未然并解决问题。
为避免灾难性故障，可能需要更换或出售某些资产。
浴缸曲线的高级分析
可靠性专家经常使用 Weibull 图来查看浴盆曲线的累积分布函数。
格拉斯哥大学、剑桥大学和劳斯莱斯的研究人员表明，可以将浴缸曲线的磨损阶段提升到更高的水平，并转化为“浴缸表面”的想法
这种高级分析有助于模拟温度、压力和压力等因素如何影响资产的磨损。
它提供了有关事物如何磨损的有用信息，并有助于提高资产的性能和可靠性。
您准备好使用浴缸曲线来提高设备的可靠性了吗？
还是很难理解？让我稍微改变一下观点：
当你最需要它们时，你是否厌倦了你的东西坏了？您是否喜欢总是不得不购买会损坏的新工具和小工具的快感？
不要为浴缸曲线而烦恼！
当您可以即兴发挥并希望最好时，谁还需要可靠的故障率曲线？毕竟，没有什么比在最后一刻崩溃的设备更能刺激肾上腺素了。
但如果您是一位关心安全性和可靠性的实用工程师，请继续阅读。
我们即将进入迷人的浴缸曲线世界。
好吧，那只是一个看起来像电视广告的笑话。
现在让我们回到解释。
促成每个阶段的因素
浴缸曲线的每个阶段都由许多因素引起。
在婴儿死亡率期间，失败是由产品的制造方式和使用方式问题引起的。
另一方面，在正常生命周期内，维护和环境等因素会影响资产在损坏前的持续时间。
最后，由于旧零件和缺乏维护等原因，在磨损期间的故障率可能会上升。
了解这些因素可以帮助团队通过为浴缸曲线上的每个阶段实施特定策略来延长资产的使用寿命。
风险和概率分布
婴儿死亡率阶段
在浴缸曲线的早期部分，也称为“婴儿死亡率阶段”，产品最有可能失败。
这段时间内的故障通常是由设计、材料、制造方式或启动方式方面的问题引起的。
比如新买的房子，前几年可能会出现很多问题，比如墙、门开裂，因为材料或者做工不是很好。
在此阶段，风险最大的人取决于所查看的产品。
在智能手机或笔记本电脑等电子产品首次发布时购买的人最有可能在“婴儿死亡率”阶段遇到问题。
另一方面，在工厂或发电厂使用的工业设备首次发布时购买的公司最有可能在“婴儿死亡率”阶段遇到问题。
概率分布
浴缸曲线通常用威布尔分布表示，这是一种概率分布。
它有一个形状参数（称为 beta）和一个尺度参数（eta）。
浴盆曲线是故障率随时间变化的曲线图，威布尔分布可用于描述曲线所有三个阶段的故障分布。
威布尔模型
现代半导体芯片通常遵循 Weibull 模型，其贝塔系数在 0.2 到 0.6 范围内，用于衡量婴儿在一周岁前死亡的频率。
与故障率相反的是平均故障间隔时间 (MTBF)，它可以用来计算出一个产品系列可能会做什么。
策略与应用
减少早期故障的策略
浴盆曲线显示资产随着时间的推移崩溃的可能性有多大。
它分为三个不同的阶段：早期故障、随机故障和磨损引起的故障。
早期阶段的故障可能是由设计、材料、产品制造方式或启动方式中的错误引起的。
可以使用多种策略来降低第一阶段失败的可能性。
高加速寿命测试 (HALT) 是一种在产品在现场引起问题之前发现设计缺陷的方法。
这是通过将产品置于极端条件下来完成的。
高加速应力筛选 (HASS) 是一种筛选方法，可使产品经受高水平的应力，以在现场出现故障之前找到任何薄弱部件。
可靠性设计 (Design for Reliability, DFR) 是一种确保产品从一开始就考虑到可靠性的方法。
六西格码设计或 DFSS 是一种使用统计工具来提高产品设计的可靠性和质量的方法。
老化是另一种策略，涉及让产品长时间承受大量压力，以便在现场损坏之前找到任何薄弱的部分。
使用浴盆曲线进行维护计划
浴盆曲线还可用于做出有关设备维护和更换的明智决策。
如果知道浴缸曲线的三个阶段，就可以随着浴缸的老化改变保养计划。
在婴儿死亡率期间，重要的是进行预防性维护以发现并修复任何可能导致早期故障的制造缺陷或安装错误。
在一台设备的正常使用寿命期间，进行定期维护以保持其良好状态非常重要。
在设备磨损期间，更换它可能比继续修理它更便宜。
通过查看设备过去的故障情况，您可以找出每台设备落在“浴缸曲线”上的哪个位置，并更改您的维护计划以适应。
例如，如果您注意到某种类型的设备在老化时容易发生故障，您可能希望在它损坏之前更换它或在这段时间内更频繁地检查它。
通过使用浴缸曲线作为规划维护的指南，您可以延长资产的使用寿命，同时减少资产停止使用的时间和修复成本。
浴缸曲线的应用
浴缸曲线通常用于工厂，以简化维护或使生产快速可靠地进行。
它还可用于帮助理解为什么某些资产会发生故障以及如何预测和预防故障。
浴盆曲线可用于许多不同的领域，包括航空、汽车、电子、医疗设备、石油和天然气、发电、交通等。
例如，在航空领域，它可以用来预测飞机部件何时会失效，以便在造成事故之前进行更换。
在医疗设备中，它可以用来预测什么时候会发生故障，这样就可以在它伤害到病人之前进行更换。
它可以用来预测发电厂的涡轮机何时会发生故障，以便在它们导致停电之前进行修复。
总而言之，浴盆曲线是显示资产随时间发生故障的频率的图表。
它用于可靠性工程和事物如何随时间发生故障的建模。
浴盆曲线包含三个部分：婴儿死亡率、使用寿命和磨损。
如果您使用 HALT、HASS、DFR、DFSS 和老化等策略，则不太可能发生早期阶段故障。
通过使用浴缸曲线作为规划维护的指南，可以延长资产的使用寿命，同时将停机时间和维修成本保持在最低水平。
浴盆曲线常用于许多领域，以简化维护或快速可靠地开始生产。
建模与分析
软件系统随时间崩溃的速度遵循与实物资产相同的模式。
这让软件系统的所有者了解他们的操作生命周期并计划何时需要更换。
本文将讨论如何在软件工程中使用浴缸曲线来建模和分析事物。
软件可靠性模型
可靠性工程师可以使用软件可靠性模型来建模和研究“浴盆曲线”。
这些模型可用于预测软件系统失败的频率并改进软件的制作方式。
一些可用于对浴盆曲线建模的软件可靠性模型有 Jelinski-Moranda (JM) 模型、Musa-Okumoto (MO) 模型和 Goel-Okumoto (GO) 模型。
大多数时候，这些模型会查看系统随时间发生故障的频率，以及软件复杂性、代码质量和测试覆盖率等其他因素。
通过查看故障数据并使用正确的软件可靠性模型，软件工程师可以计算出出现故障的可能性，并制定维护、测试和更换计划。
统计过程控制
软件工程师还可以通过使用统计过程控制 (SPC) 技术来关注软件系统在一段时间内的运行情况。
SPC 技术可用于发现软件工作方式的变化，找出导致故障的原因，并在问题发生之前解决问题。
简而言之，软件工程师可以利用软件可靠性模型和统计过程控制技术对浴盆曲线进行建模和分析。
这些工具可以帮助预测故障率、改进软件的制作方式并延长软件系统的使用寿命。
通过使用这些方法，软件工程师可以降低软件故障的风险并保持系统的可靠性。
浴缸曲线解释（可靠性曲线）
提示：如果需要，请打开字幕按钮。如果您不熟悉口语，请在设置按钮中选择“自动翻译”。在您最喜欢的语言可供翻译之前，您可能需要先点击视频的语言。
结论
当我们结束对浴缸曲线的讨论时，很明显，对于任何想要设计、建造和维护尽可能良好运行的设备的工程师或工科学生来说，这个想法都是一个重要的工具。
通过了解浴缸曲线的三个阶段以及影响每个阶段的常见因素，您可以做出有关维护、更换和整体风险管理的明智决策。
但在您离开这篇文章之前，我想挑战您以不同于如何在现实生活中使用它的方式来思考浴缸曲线。
这条曲线能告诉我们什么事情是如何运作的以及它们为什么会失败？关于衰败和衰落总是会发生的事实，我们可以了解到什么？
这些是深奥而重要的问题，超出了浴缸曲线在工程中的应用范围。
但是通过思考它们，我们可以更好地理解可靠性工程在当今世界的重要性。
因此，在您的工程职业生涯中向前迈进时，请记住浴缸曲线，它不仅是可靠性的工具，也是人们如何与衰退和衰落的力量作斗争的象征。
我希望知道这一点会激励您制造经久耐用的设备，即使时间会磨损它。
链接和参考
分享…
