JP6482779B2 - 寿命試験の解釈および設計の方法,装置,プログラム - Google Patents
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Description
現在、寿命試験において経験的に判断されているものの詳細を、表1に示す。
上記のように、従来は、試験個数を決める設計を熟練者が経験的に行っており、また信頼性の確保できる試験個数を定めるには、長い時間がかかっていた。
従来より、算出寿命の有為差判定は信頼幅という概念を使って行われてきた。しかし、この判定方法には、次のようにいくつかの問題がある。
この発明の他の目的は、適切な試験個数の設計を誰でも簡単に迅速に行える装置および方法を提案することである。
前記推定寿命は、各ロット毎に前記試験対象品に対して寿命試験を行い、その結果をワイブル分布の形式で表現した所定のパーセント寿命であり、
前記所定のパーセント寿命の所定のパーセント点n%(パーセント点は10%寿命の10の数値のことで、累積破損確率と同じ意味である)における、前記2水準の推定寿命に有意差があると判定するために必要な寿命差である必要寿命差(倍率)LnRと、ワイブルスロープeと、試験個数Nと、信頼水準Cとの関係を定めた所定の近似式、
LnR=(e,N,C)の所定の関数
を設定した近似式設定手段11と、
前記寿命試験における前記ワイブルスロープe、試験個数N、および信頼水準C、および前記2水準の推定寿命またはこの2水準の推定寿命の差の入力を記憶する入力処理手段8と、
前記近似式に、前記入力処理手段8で記憶されたワイブルスロープe、試験個数N、および信頼水準Cを代入することで、前記必要寿命差LnRを求める必要寿命差計算手段9と、
この求められた必要寿命差LnRと前記2水準の推定寿命の差とを比較して、前記2水準の推定寿命の差が前記必要寿命差LnR以上であれば有意差があると判定する有意差有無判定手段10とを備え、
前記近似式は、有意差有りと判定するための前記必要寿命差LnRを、ワイブル乱数を用いて計算し、この計算の結果を近似できる回帰式を用いて作成される近似式とする、
ことを特徴とする。
なお、この明細書において、「信頼水準C」とは、有意差の判定結果の信頼性を表す指標のことである。
前記近似式は、有意差有りと判定するための前記必要寿命差LnRを、ワイブル乱数を用いて計算し、この計算の結果を近似できる回帰式であり、必要寿命差LnRを精度良く求めることができる。すなわち、軸受等の機械部品の寿命は、ワイブル分布に従うとされている。試験対象品に対等するワイブル分布に従ったワイブル乱数を発生させた場合、その発生させた乱数は、実際に試験を行った場合の寿命に相当する。したがって、試験個数と見立てた個数だけワイブル乱数を発生させ、その結果に基づいて前記近似式を作成することで、必要寿命差LnRを求めることができる。
前記推定寿命は、各ロット毎に前記試験対象品に対して寿命試験を行い、その結果をワイブル分布の形式で表現した所定のパーセント寿命であり、
前記所定のパーセント寿命の所定のパーセント点n%における、前記2水準の推定寿命に有意差があると判定するために必要な寿命差である必要寿命差LnRと、ワイブルスロープeと、試験個数Nと、信頼水準Cとの関係を定めた所定の関係式を記憶した所定の近似式、
LnR=(e,N,C)の所定の関数
を記憶した近似式設定手段11と、
前記寿命試験における前記ワイブルスロープe、信頼水準C、および必要寿命差LnRの入力を記憶する入力処理手段8と、
前記近似式に、前記入力処理手段8で記憶された必要寿命差LnR、ワイブルスロープe、および信頼水準Cを代入することで、前記試験個数Nを求める試験個数計算手段13とを備える、
ことを特徴とする。
前記推定寿命は、各ロット毎に前記試験対象品に対して寿命試験を行い、その結果をワイブル分布の形式で表現した所定のパーセント寿命であり、
前記所定のパーセント寿命の所定のパーセント点n%における、前記2水準の推定寿命に有意差があると判定するために必要な寿命差である必要寿命差LnRと、ワイブルスロープeと、試験個数Nと、信頼水準Cとの関係を定めた所定の近似式、
LnR=(e,N,C)の所定の関数
を準備する近似式準備過程と、
前記近似式に、ワイブルスロープe、試験個数N、および信頼水準Cを代入することで、前記必要寿命差LnRを求める必要寿命差計算過程(S2)と、
この求められた必要寿命差LnRと前記2水準の推定寿命の差とを比較して、前記2水準の推定寿命の差が前記必要寿命差LnR以上であれば有意差があると判定する有意差有無判定過程(S3)とを含み、
前記近似式は、有意差有りと判定するための前記必要寿命差LnRを、ワイブル乱数を用いて計算し、この計算の結果を近似できる回帰式を用いて作成される近似式とする、
ことを特徴とする。
前記推定寿命は、各ロット毎に前記試験対象品に対して寿命試験を行い、その結果をワイブル分布の形式で表現した所定のパーセント寿命であり、
前記所定のパーセント寿命の所定のパーセント点n%における、前記2水準の推定寿命に有意差があると判定するために必要な寿命差である必要寿命差LnRと、ワイブルスロープeと、試験個数Nと、信頼水準Cとの関係を定めた所定の近似式、
LnR=(e,N,C)の所定の関数
を準備する近似式準備過程(T1)と、
前記近似式に、必要寿命差LnR、ワイブルスロープe、および信頼水準Cを代入することで、前記試験個数Nを求める試験個数計算過程(T3)とを含み、
前記近似式は、有意差有りと判定するための必要寿命差LnRを、ワイブル乱数を用いて計算し、この計算の結果を近似できる回帰式を用いて作成した近似式とする、
ことを特徴とする。
前記推定寿命は、各ロット毎に前記試験対象品に対して寿命試験を行い、その結果をワイブル分布の形式で表現した所定のパーセント寿命であり、
前記所定のパーセント寿命の所定のパーセント点n%における、前記2水準の推定寿命に有意差があると判定するために必要な寿命差である必要寿命差LnRと、ワイブルスロープeと、試験個数Nと、信頼水準Cとの関係を定めた次のいずれかの関係式(1),(2),(3)を記憶した近似式設定情報11Aと、
前記関係式(1),(2),(3)のうち、前記入力処理手順S1で記憶したパーセント点n%の関係式を用い、この関係式に、前記入力処理手段S1で記憶されたワイブルスロープe、試験個数N、および信頼水準Cを代入することで、前記必要寿命差LnRを求める必要寿命差計算手順S2と、
この求められた必要寿命差LnRと入力処理手順で入力された前記2水準の推定寿命または前記2水準の推定寿命から求まる前記2水準の推定寿命の差とを比較して、前記2水準の推定寿命の差が前記必要寿命差LnR以上であれば有意差があると判定する有意差有無判定手順S3とを含む。
前記推定寿命は、各ロット毎に前記試験対象品に対して寿命試験を行い、その結果をワイブル分布の形式で表現した所定のパーセント寿命であり、
前記所定のパーセント寿命の所定のパーセント点n%における、前記2水準の推定寿命に有意差があると判定するために必要な寿命差である必要寿命差LnRと、ワイブルスロープeと、試験個数Nと、信頼水準Cとの関係を定めた次のいずれかの関係式(1),(2),(3)を記憶した近似式設定情報11Aと、
前記関係式(1),(2),(3)のうちの、前記入力処理手段に記憶されたパーセント点n%に該当する関係式を用い、前記入力処理手段に記憶された必要寿命差LnR、ワイブルスロープe、および信頼水準Cを代入することで、前記試験個数Nを求める試験個数計算手順T3とを含む。
この発明の寿命試験の試験個数設計装置、方法、プログラムによると、適切な試験個数の設計を誰でも簡単に迅速に行える。
この実施形態で対象とする寿命試験は、軸受等の機械部品またはその試験片からなる試験対象品を所定の環境条件においた状態を続ける試験であり、前記打切り試験および加速試験のいずれであっても良い。
この寿命試験の解釈および設計の方法は、図1に示すように、近似式作成過程Q1と、近似式利用過程Q2とを含む。この近似式利用過程Q2に、寿命試験の解釈方法と寿命試験の試験個数設計方法とが含まれる。
ステップR1では、ワイブル乱数を用いて必要寿命差を各種条件(試験個数等)で計算する。
ステップR2では、各種条件と必要寿命差の関係について考察し、近似式としてふさわしい式の形を決定する。
ステップR3では、ステップR2で得た式で必要寿命差を回帰分析し、近似式を得る。
図3に、試験個数N、信頼水準C、パーセント点nの条件を変えたときのワイブルスロープeと必要寿命差LnRの関係を、ワイブル乱数を用いて計算した結果を示す。同図から、必要寿命差はワイブルスロープが大きくなると1に近づくという性質があることが分かる。また、必要寿命差とワイブルスロープには、試験個数N、信頼頼水準C、各パーセント点nの値とは無関係に、1/eを指数としてeが増加するに従って指数関数的に減少するという、以下の関係式が成立することを見出した。
回帰分析の結果、それぞれのパーセント点に対して必要寿命差を計算できる(1)〜(3)式を得た。
この寿命試験の解釈方法では、図7に示す寿命試験の解釈プログラム1を、この寿命試験の試験個数設計方法では、図8に示す寿命試験の試験個数設計プログラム2をそれぞれ用いる。これら寿命試験の解釈プログラム1および試験個数設計プログラム2は、いずれもコンピュータにより実行可能なプログラムであり、図9に示すように、コンピュータ3の記憶手段5にインストールされることなどで実行可能状態に記憶される。コンピュータ3はパーソナルコンピュータ等であり、中央処理装置(CPU)4および記憶手段5を持ち、OS(オペレーションプログラム)(図示せず)を有する本体と、入力装置6と、出力装置7とを備える。前記記憶手段5は、ハードディスクやSSD(ソリッドステートドライプ)の他、メモリ素子等を含む。前記入力装置6は、キーボードやマウス等のオペレータが操作して入力する機器、および通信により入力する機器を含む。前記出力装置7は、液晶ディスプレイ等の画像を表示する表示装置や、プリンタ、通信により出力する機器等である。
また、寿命試験の解釈方法を説明すると、前記近似式設定情報11Aを準備する過程が近似式準備過程、前記必要寿命差計算手順S2を実行する過程が必要寿命差計算手順、有意差有無判定手順S3を実行する過程が有意差有無判定過程である。
LnR=(e,N,C)の所定の関数
を定めた情報である。この近似式設定情報11Aを記憶した手段が、図10の近似式設計手段11である。
判定結果出力手順S4では、このように判定した有意差有りまたは有意差無しの結果を、図10の出力装置7となる画面表示装置に表示する。
そこで、この実施形態の装置では、同じ近似式(1)〜(3)を用い、モード切換により、有意差有無の判定と試験個数Nの設計との両方が行えるようにしている。
また、寿命試験の設計方法を説明すると、前記近似式設定情報11Aを準備する過程が近似式準備過程であり、前記試験個数計算手順T2を実行する過程が試験個数計算過程である。
このようにして、寿命試験の試験個数Nを、だれでもが簡単に知ることができる。
2…試験個数設計プログラム
3…コンピュータ
6…入力装置
7…出力装置
8…入力処理手段
9…必要寿命計算手段
10…有意差有無判定手段
11…近似式設定手段
11A…近似式設定情報
12…出力処理手段
13…試験個数計算手段
Claims (10)
- 軸受等の機械部品またはその試験片からなる試験対象品を所定の環境条件においた状態を続ける寿命試験の結果として求められた、前記試験対象品の2ロットの各推定寿命である2水準の推定寿命に有意差があるか否かを判定する寿命試験の解釈装置において、
前記推定寿命は、各ロット毎に前記試験対象品に対して寿命試験を行い、その結果をワイブル分布の形式で表現した所定のパーセント寿命であり、
前記所定のパーセント寿命の所定のパーセント点n%における、前記2水準の推定寿命に有意差があると判定するために必要な寿命差である必要寿命差LnRと、ワイブルスロープeと、試験個数Nと、前記有意差の判定結果の信頼性を表す指標である信頼水準Cとの関係を定めた所定の近似式、
LnR=(e,N,C)の所定の関数
を設定した近似式設定手段と、
前記寿命試験における前記ワイブルスロープe、試験個数N、および信頼水準C、および前記2水準の推定寿命またはこの2水準の推定寿命の差の入力を記憶する入力処理手段と、
前記近似式に、前記入力処理手段で記憶されたワイブルスロープe、試験個数N、および信頼水準Cを代入することで、前記必要寿命差LnRを求める必要寿命差計算手段と、
この求められた必要寿命差LnRと前記2水準の推定寿命の差とを比較して、前記2水準の推定寿命の差が前記必要寿命差LnR以上であれば有意差があると判定する有意差有無判定手段とを備え、
前記近似式は、有意差有りと判定するための前記必要寿命差LnRを、ワイブル乱数を用いて計算し、この計算の結果を近似できる回帰式を用いて作成される近似式とする、
ことを特徴とする寿命試験の解釈装置。 - 軸受等の機械部品またはその試験片からなる試験対象品を所定の環境条件においた状態を続ける寿命試験の結果として求められた、前記試験対象品の2ロットの各推定寿命である2水準の推定寿命に有意差があるか否かを判定する寿命試験の解釈装置において、
前記推定寿命は、各ロット毎に前記試験対象品に対して寿命試験を行い、その結果をワイブル分布の形式で表現した所定のパーセント寿命であり、
前記所定のパーセント寿命の所定のパーセント点n%における、前記2水準の推定寿命に有意差があると判定するために必要な寿命差である必要寿命差LnRと、ワイブルスロープeと、試験個数Nと、前記有意差の判定結果の信頼性を表す指標である信頼水準Cとの関係を定めた次のいずれかの関係式(1),(2),(3)を記憶した近似式設定手段と、
前記関係式(1),(2),(3)のうち、該当するパーセント点n%の関係式を用い、この関係式に、前記入力処理手段に記憶されたワイブルスロープe、試験個数N、および信頼水準Cを代入することで、前記必要寿命差LnRを求める必要寿命差計算手段と、
この求められた必要寿命差LnRと前記2水準の推定寿命の差とを比較して、前記2水準の推定寿命の差が前記必要寿命差LnR以上であれば有意差があると判定する有意差有無判定手段とを備える、
ことを特徴とする寿命試験の解釈装置。 - 軸受等の機械部品またはその試験片からなる試験対象品を所定の環境条件においた状態を続ける寿命試験を行うにつき、求められた前記試験対象品の2ロットの各推定寿命である2水準の推定寿命に有意差があると判定できる結果が得られる必要な試験個数を求める寿命試験の試験個数設計装置において、
前記推定寿命は、各ロット毎に前記試験対象品に対して寿命試験を行い、その結果をワイブル分布の形式で表現した所定のパーセント寿命であり、
前記所定のパーセント寿命の所定のパーセント点n%における、前記2水準の推定寿命に有意差があると判定するために必要な寿命差である必要寿命差LnRと、ワイブルスロープeと、試験個数Nと、前記有意差の判定結果の信頼性を表す指標である信頼水準Cとの関係を定めた所定の関係式を記憶した所定の近似式、
LnR=(e,N,C)の所定の関数
を記憶した近似式設定手段と、
前記寿命試験における前記ワイブルスロープe、信頼水準C、および必要寿命差LnRの入力を記憶する入力処理手段と、
前記近似式に、前記入力処理手段に記憶された必要寿命差LnR、ワイブルスロープe、および信頼水準Cを代入することで、前記試験個数Nを求める試験個数計算手段とを備え、
前記近似式は、有意差有りと判定するための前記必要寿命差LnRを、ワイブル乱数を用いて計算し、この計算の結果を近似できる回帰式を用いて作成される近似式とする、
ことを特徴とする寿命試験の試験個数設計装置。 - 軸受等の機械部品またはその試験片からなる試験対象品を所定の環境条件においた状態を続ける寿命試験を行うにつき、求められた前記試験対象品の2ロットの各推定寿命である2水準の推定寿命に有意差があると判定できる結果が得られる必要な試験個数を求める寿命試験の試験個数設計装置において、
前記推定寿命は、各ロット毎に前記試験対象品に対して寿命試験を行い、その結果をワイブル分布の形式で表現した所定のパーセント寿命であり、
前記所定のパーセント寿命の所定のパーセント点n%における、前記2水準の推定寿命に有意差があると判定するために必要な寿命差である必要寿命差LnRと、ワイブルスロープeと、試験個数Nと、前記有意差の判定結果の信頼性を表す指標である信頼水準Cとの関係を定めた次のいずれかの関係式(1),(2),(3)を記憶した近似式設定手段と、
前記関係式(1),(2),(3)のうちの、前記入力処理手段に記憶されたパーセント点n%に該当する関係式を用い、前記入力処理手段に記憶された必要寿命差LnR、ワイブルスロープe、および信頼水準Cを代入することで、前記試験個数Nを求める試験個数計算手段とを備える、
ことを特徴とする寿命試験の試験個数設計装置。 - 軸受等の機械部品またはその試験片からなる試験対象品を所定の環境条件においた状態を続ける寿命試験の結果として求められた、前記試験対象品の2ロットの各推定寿命である2水準の推定寿命に有意差があるか否かを判定する寿命試験の解釈方法において、
前記推定寿命は、各ロット毎に前記試験対象品に対して寿命試験を行い、その結果をワイブル分布の形式で表現した所定のパーセント寿命であり、
前記所定のパーセント寿命の所定のパーセント点n%における、前記2水準の推定寿命に有意差があると判定するために必要な寿命差である必要寿命差LnRと、ワイブルスロープeと、試験個数Nと、前記有意差の判定結果の信頼性を表す指標である信頼水準Cとの関係を定めた所定の近似式、
LnR=(e,N,C)の所定の関数
を準備する近似式準備過程と、
前記近似式に、ワイブルスロープe、試験個数N、および信頼水準Cを代入することで、前記必要寿命差LnRを求める必要寿命差計算過程と、
この求められた必要寿命差LnRと前記2水準の推定寿命の差とを比較して、前記2水準の推定寿命の差が前記必要寿命差LnR以上であれば有意差があると判定する有意差有無判定過程とを含み、
前記近似式は、有意差有りと判定するための前記必要寿命差LnRを、ワイブル乱数を用いて計算し、この計算の結果を近似できる回帰式を用いて作成される近似式とする、
ことを特徴とする寿命試験の解釈方法。 - 軸受等の機械部品またはその試験片からなる試験対象品を所定の環境条件においた状態を続ける寿命試験の結果として求められた、前記試験対象品の2ロットの各推定寿命である2水準の推定寿命に有意差があるか否かを判定する寿命試験の解釈方法において、
前記推定寿命は、各ロット毎に前記試験対象品に対して寿命試験を行い、その結果をワイブル分布の形式で表現した所定のパーセント寿命であり、
前記所定のパーセント寿命の所定のパーセント点n%における、前記2水準の推定寿命に有意差があると判定するために必要な寿命差である必要寿命差LnRと、ワイブルスロープeと、試験個数Nと、前記有意差の判定結果の信頼性を表す指標である信頼水準Cとの関係を定めた次のいずれかの関係式(1),(2),(3)を準備する近似式準備過程と、
この求められた必要寿命差LnRと前記2水準の推定寿命の差とを比較して、前記2水準の推定寿命の差が前記必要寿命差LnR以上であれば有意差があると判定する有意差判定過程とを含み、
前記近似式は、有意差有りと判定するための必要寿命差を、ワイブル乱数を用いて計算し、この計算の結果を近似できる回帰式を用いて作成した近似式とする、
ことを特徴とする寿命試験の解釈方法。 - 軸受等の機械部品またはその試験片からなる試験対象品を所定の環境条件においた状態を続ける寿命試験を行うにつき、求められた前記試験対象品の2ロットの各推定寿命である2水準の推定寿命に有意差があると判定できる結果が得られる必要な試験個数を求める寿命試験の試験個数設計方法において、
前記推定寿命は、各ロット毎に前記試験対象品に対して寿命試験を行い、その結果をワイブル分布の形式で表現した所定のパーセント寿命であり、
前記所定のパーセント寿命の所定のパーセント点n%における、前記2水準の推定寿命に有意差があると判定するために必要な寿命差である必要寿命差LnRと、ワイブルスロープeと、試験個数Nと、前記有意差の判定結果の信頼性を表す指標である信頼水準Cとの関係を定めた所定の近似式、
LnR=(e,N,C)の所定の関数
を準備する近似式準備過程と、
前記近似式に、必要寿命差LnR、ワイブルスロープe、および信頼水準Cを代入することで、前記試験個数Nを求める試験個数計算過程とを含み、
前記近似式は、有意差有りと判定するための必要寿命差LnRを、ワイブル乱数を用いて計算し、この計算の結果を近似できる回帰式を用いて作成した近似式とする、
ことを特徴とする寿命試験の試験個数設計方法。 - 軸受等の機械部品またはその試験片からなる試験対象品を所定の環境条件においた状態を続ける寿命試験を行うにつき、求められた前記試験対象品の2ロットの各推定寿命である2水準の推定寿命に有意差があると判定できる結果が得られる必要な試験個数を求める寿命試験の試験個数設計方法において、
前記推定寿命は、各ロット毎に前記試験対象品に対して寿命試験を行い、その結果をワイブル分布の形式で表現した所定のパーセント寿命であり、
前記所定のパーセント寿命の所定のパーセント点n%における、前記2水準の推定寿命に有意差があると判定するために必要な寿命差である必要寿命差LnRと、ワイブルスロープeと、試験個数Nと、前記有意差の判定結果の信頼性を表す指標である信頼水準Cとの関係を定めた次のいずれかの関係式(1),(2),(3)を用い、
ことを特徴とする寿命試験の試験個数設計方法。 - コンピュータにより実行可能であり、軸受等の機械部品またはその試験片からなる試験対象品を所定の環境条件においた状態を続ける寿命試験の結果として求められた、前記試験対象品の2ロットの各推定寿命である2水準の推定寿命に有意差があるか否かを判定する寿命試験の解釈プログラムにおいて、
前記推定寿命は、各ロット毎に前記試験対象品に対して寿命試験を行い、その結果をワイブル分布の形式で表現した所定のパーセント寿命であり、
前記所定のパーセント寿命の所定のパーセント点n%における、前記2水準の推定寿命に有意差があると判定するために必要な寿命差である必要寿命差LnRと、ワイブルスロープeと、試験個数Nと、前記有意差の判定結果の信頼性を表す指標である信頼水準Cとの関係を定めた次のいずれかの関係式(1),(2),(3)を記憶した近似式設定情報と、
前記関係式(1),(2),(3)のうち、前記入力処理手順に記憶したパーセント点n%の関係式を用い、この関係式に、前記入力処理手段に記憶されたワイブルスロープe、試験個数N、および信頼水準Cを代入することで、前記必要寿命差LnRを求める必要寿命差計算手順と、
この求められた必要寿命差LnRと入力処理手順で入力された前記2水準の推定寿命または前記2水準の推定寿命から求まる前記2水準の推定寿命の差とを比較して、前記2水準の推定寿命の差が前記必要寿命差LnR以上であれば有意差があると判定する有意差有無判定手順とを含む、
ことを特徴とする寿命試験のプログラム。 - コンピュータにより実行可能であり、軸受等の機械部品またはその試験片からなる試験対象品を所定の環境条件においた状態を続ける寿命試験を行うにつき、求められた、前記試験対象品の2ロットの各推定寿命である2水準の推定寿命に有意差があると判定できる結果が得られる必要な試験個数を求める寿命試験の試験個数設計プログラムにおいて、
前記推定寿命は、各ロット毎に前記試験対象品に対して寿命試験を行い、その結果をワイブル分布の形式で表現した所定のパーセント寿命であり、
前記所定のパーセント寿命の所定のパーセント点n%における、前記2水準の推定寿命に有意差があると判定するために必要な寿命差である必要寿命差LnRと、ワイブルスロープeと、試験個数Nと、前記有意差の判定結果の信頼性を表す指標である信頼水準Cとの関係を定めた次のいずれかの関係式(1),(2),(3)を記憶した近似式設定情報と、
前記関係式(1),(2),(3)のうちの、前記入力処理手段に記憶されたパーセント点n%に該当する関係式を用い、前記入力処理手段に記憶された必要寿命差LnR、ワイブルスロープe、および信頼水準Cを代入することで、前記試験個数Nを求める試験個数計算手順とを含む、
ことを特徴とする寿命試験の試験個数設計プログラム。
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