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常春藤大學的 Weibull 分析

朋友們

讓我們來看看 Patty 在 Ivy U 做得如何。

Patty 在 Ivy U 的教學生涯已接近尾聲,只剩下幾堂課。她不得不承認,她很難過這次冒險的結束。哦,生活就是這樣。

課程大綱允許最後幾堂課講授「選題」,因此 Patty 決定她的選題是 Weibull 分析。她熱切地認為所有工程師都應該接觸一些失效分析,而這個主題正好符合工程統計。

不知不覺間,她已經向北駛向長春藤大學,去上最後一堂課。她想,當車子駛近時,她應該好好欣賞一下校園的美景,因為很快這就是她最後一次在艾毅上課了。今天她很幸運,馬上就找到了停車位。

當她走進工程主樓時,她注意到信箱裡有一張字條。是 Dean Howard 寄來的。她迅速打開了它。他要求在她上完最後一堂課後,與她進行簡短的會面。

「呀!」帕蒂想,"迪安-霍華德要見我!我不知道這是不是真的。我是不是搞砸了?

她必須等兩天才能知道院長想要什麼,而且她現在不能擔心這個,因為她的課還有十分鐘就開始了。

Patty 在課堂上首先解釋了Weibull 理論的發展,並舉了幾個例子。她展示了比例因子和斜率的來源。Patty 強調,陡峭的斜率表示資料分佈緊密 (對於從資料預測是件好事),而較大的比例則表示平均壽命較長。接著她討論了電子產品中不同類型測試的重要性,例如熱循環測試和跌落衝擊測試。作為一個例子,她認為她可以分享一些電子組裝中使用的兩種不同合金的加速熱循環數據。

她在 PowerPoint 投影片中展示了第一組資料(圖 1)。

圖 1.

「有人能給我解釋一下這些結果嗎?」Patty 問。

在一些雜音之後,Karen Armstrong 舉起了手。

「是的,Karen,」Patty 回應道。

「看起來 Alloy 2 表現出更優異的性能,從它更陡峭的坡度和稍好的比例可以看出,」Karen 回答。

「幹得好,Karen,」Patty 回應道。

「這一點呢?」Patty 指著合金 1 的明顯異常點問。

有更多的雜音,但沒有人舉手。於是 Patty 展示了一張去除了離群點的幻燈片。(圖二)。

"Patty 說:「我已經移除離群值,因為故障分析顯示它是非典型的。

圖 2.

"如您所見,現在合金 1 的斜率稍好。這表示分佈更緊密,因此預測性能的能力也更強。

現在有非常大的雜音,最後 Scott Bryzinski 舉起了手。

「什麼事,斯科特?」Patty 回應道。

"Scott 解釋說:「教授,這看起來就像是作弊,因為你聲稱它不具備其他樣本的代表性,所以就丟掉一個不好的資料點。

現場有許多響亮的附和聲。

Patty 輕笑了一下。

"好吧,好吧,你是對的。在大多數情況下,審查一個數據點是不公平的。這是這堂課的一部分。不要輕易審查資料,」Patty 說。

「我們來看看合金 3 和 4 的資料,」Patty 繼續說。見圖 3。

圖 3.

學生們看了好一陣子的資料,最後 Diane Pompey 舉起手來。

「是的,Diane,」Patty 承認。

"它們看起來和我們預期的差不多,只是樣本大小不同。Alloy 3 有 15 個樣本,而 Alloy 4 只有 13 個樣本,這可以在「統計表」的'F'欄中看到,"Diane 解釋道。

「Diane做得很好,很少有人會發現這種差異,」Patty回答道。

"我會告訴你,合金 3 和 4 在測試中都有 15 個樣本開始。你認為發生了什麼事?"Patty 問。

很快,Fred Wilkins 舉起了手。Patty 向他點點頭。

「我敢打賭合金 4 的樣品中有兩個沒有失敗,」Fred 建議道。

「正確!」Patty 熱情地回答。

"我希望大家花幾分鐘的時間與周圍的人討論這個情況。然後,我希望你們匿名投票,看看這兩個沒有失敗的樣品,是否讓合金 4 與合金 3 相同、更好或更差。"Patty 指示道。

經過五分鐘吵吵嚷嚷的討論後,學生們在網站上投票,投票結果可以讓 Patty 在筆記型電腦上顯示出來,並投影到班上。有 12 位學生認為合金還是一樣。24 位認為合金 4 比較好,6 位認為合金 4 比較差。

「對結果有什麼意見嗎?」Patty 問。

沒有人願意接受。

"讓我們假設那兩個失效的樣品經過更長時間的測試,最後在某個非常高的循環次數下失效,例如 2,000 次。我們來看看 Weibull 繪圖會是什麼樣子,」Patty 說。

然後她展示了圖 4。

圖 4.

「有人能解釋一下嗎?」Patty 問。

過了一小會兒,Young Koh 襲擊了他的手。

"Coleman博士,新增的週期大幅增加了刻度,但卻破壞了斜率,顯示資料的散佈更為分散。正如您之前所說,可靠性測試是希望能夠預測壽命。隨著斜率的大幅下降,預測變得更加困難,因此,樣本 4 很可能比樣本 3 更差,即使它有很大的刻度。Young 闡述道。

「正是如此,」Patty 回答。

「有趣的是,現今電子產業的許多工程師都直接忽略那些不會失效的樣品,」Patty 接著說。

全班同学都一脸震惊地看着她。

「好了,就這樣吧,下次再見。」Patty 說。

"Jessica Han 和 Mary Connor 這兩位女學生在課後留了下來和 Patty 交談。

「教授,有傳言說您下學期要教授 」製造過程「,是真的嗎?」Mary 問。接著又說:"我們真的希望如此。您是這裡最好的老師"。

Patty 非常感動,她的眼睛開始有點迷濛,「謝謝您的好意,但我很懷疑會不會是這樣。

教務長會開除 Patty,還是她會在下學期教授製造流程。敬請拭目以待。

乾杯

羅恩博士