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可靠性質量知識分享,帶你了解的浴盆曲線又稱U型曲線

「浴盆曲線」(又稱U型曲線)是一個常用術語,用於描述半導體產品隨時間變化的瞬時故障率的通用曲線。儘管特定的半導體產品的實際故障率曲線差異很大,此通用曲線仍然是一些通用屬性的有用示例。這些是基於通用數據在最壞情況下的樣本。

1、定義

浴盆曲線是指產品從投入到報廢為止的整個壽命周期內,其可靠性的變化呈現一定的規律。如果取產品的失效率作為產品的可靠性特徵值,它是以使用時間為橫坐標,以失效率為縱坐標的一條曲線。因該曲線兩頭高,中間低,有些像浴盆,所以稱為「浴盆曲線」。

浴盆曲線 (Bathtubcurve,失效率曲線) 實踐證明大多數產品的故障率是時間的函數,典型故障曲線稱之為浴盆曲線,曲線的形狀呈兩頭高,中間低,具有明顯的階段性,可劃分為三個階段:早期故障期,偶然故障期,嚴重故障期。

2、三個階段

「浴盆曲線」代表了半導體產品壽命的三個主要階段:

早期故障率階段:此階段的特點是初始故障率相對較高,然後迅速下降。此特性並非在所有產品中都表現顯著。此階段的故障率通常按「每百萬缺陷數」 (dppm) 進行衡量。

穩定狀態階段:此階段具有相對恆定的故障率,在器件的使用壽命期間保持穩定。按「FIT」單位或「故障間隔平均時間」(MTBF) 小時數描述此故障率。

損耗階段:此階段代表內在損耗機制開始居主導地位的點,故障率開始呈指數上升。產品壽命通常定義為從初始生產至損耗開始的時間。

 

3、其它故障模型

隨著以可靠性為中心的維修理論的發展,經過大量的研究,對於複雜產品故障,除了浴盆曲線故障模型外,還存在其他五種故障模型。

五種故障曲線顯示各種機電部件故障與時間的關係,其中故障概率呈穩定或緩慢上升D、E、F三種類型佔了故障總概率的89%,其餘的只佔11%。

Dalanik定律:"可修復的複雜產品,無論故障件壽命分布類型如何,故障件修復或更新以後,產品的故障率隨時間而趨於常數。"

複雜產品的故障模式多種多樣,每種故障隨機發生後,如果及時排除、修復或更新故障件,可使產品故障率成為常數。除了簡單的磨損、疲勞及腐蝕等消耗故障外,才屬於A、B、C類型故障。

根據不同的故障分布曲線,產品越複雜,故障率越高,隨機性越大。只按某種固定監測診斷方法和維修方式,難以解決複雜的產品故障問題。

美國宇航局NASA通過研究,歸納六種TPM產品故障概率,其中F類佔68%,在整個服役期內故障概率恆定。

所謂複雜的產品是指具有多種故障模式的產品,一般的機械產品、電氣和電子產品大多為複雜的產品,如電機、汽輪機、加工中心、壓縮機及生產線等。這些產品的故障基本符合F類故障規律,在服役期間故障率恆定不變,但是其故障是隨機發生的。

所以要強調對產品的監測和診斷,產品故障的隨機性越強,越要進行檢測和診斷。TPM產品檢測診斷有產品停機檢測診斷和運行中的檢測診斷;也有在線監測診斷和離線監測診斷。

引申:故障漸變過程 產品性能存在一個由開始劣化並進入潛在故障期的漸變過程,稱產品從潛在故障到功能故障的間隔期為P-F間隔,如圖所示。

4、啟示

產品的浴盆曲線理論同樣也適用其他領域,本文談談針對戰略失效的啟示,供參考。

戰略失效的「浴盆曲線」,揭示了戰略在不同時間段內效率高低的規律,分析了不同階段戰略失效的本質區別,為制定正確的戰略實施控制策略提供了理論依據和戰略推進方法,同時,還可以防止戰略在早期時失效的階段來回折騰,又避免了晚期失效階段慌忙修改或固執原狀的錯誤;它使戰略實施控制過程既有階段性,又有相互聯繫,協調發展的連貫性。

企業戰略在實施的過程中,有時與人們的期望並不一致,當出現非理想狀態時,在戰略學上稱之為戰略失效。戰略失效按時間來劃分有早期失效、偶然失效和晚期失效三種類型.

一項戰略開始實施時,就有可能遇到早期失效。實踐表明,大量的戰略實施早期失效率特別高,這是因為新戰略還沒有被員工理解和接受,或者實施者對新的環境、工作不適應。戰略決策者對這種早期失效不可驚慌失措,更不可對新戰略失去信心,暫時的挫折並不意味著戰略的不合理。戰略控制時必須考慮效果的「延滯效應」。

度過早期失效後,就可能使工作步入正軌,而使戰略進入平穩發展階段。這時可能會出現戰略偶然失效,在上圖中,以「浴盆曲線」的盆底部分表示,所謂偶然失效是指在戰略的平穩實施階段所出現的一些意外情況。當處於偶然失效時,戰略決策者決不可以掉以輕心,而是應該及時、慎重的處理,維持戰略的平穩推進,一般戰略偶然失效的概率比較低。

度過偶然失效期後,隨著時間的推移,由於外部環境的變化使得戰略的實施受到了一定程度的阻礙,因而企業戰略進入了「晚期失效」階段。此時,戰略決策者應該適應外部環境的變化,調整轉移戰略,積極創造條件推進戰略。

根據網路資料編輯整理,僅供學習交流。

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