Статус документа
Статус документа

ГОСТ Р 50779.27-2017 (МЭК 61649:2008) Статистические методы. Распределение Вейбулла. Анализ данных (Переиздание)

     5 Распределение Вейбулла

5.1 Двухпараметрическое распределение Вейбулла

Двухпараметрическое распределение Вейбулла - распределение, наиболее широко используемое при анализе ресурса. Функция плотности вероятностей (PDF) для распределения Вейбулла имеет вид (1):

,                                                (1)


где - наработка, рассматриваемая как переменная;

- параметр масштаба распределения Вейбулла;

- параметр формы распределения Вейбулла.

Функция распределения Вейбулла имеет вид (2):

.                                                  (2)


Функция имеет два параметра: - ресурс и - параметр формы распределения. Параметр формы показывает скорость изменения мгновенной интенсивности отказов во времени. Примерами событий могут быть ранний отказ, случайный отказ или износ. В зависимости от конкретного случая рассматривают подходящее распределение из семейства распределений Вейбулла. Различные распределения этого семейства отличаются формой функции плотности вероятностей (см. рисунок 1). С помощью распределения Вейбулла можно описать гораздо более широкий диапазон ресурсных данных, чем с помощью других распределений. Переменная является общей для распределений и может представлять собой различные величины: время, расстояние, количество циклов, механическое напряжение.

Из рисунка 1 видно, что плотность распределения при 3,44 выглядит как функция плотности нормального распределения, за исключением хвостов распределения.

Мгновенная интенсивность отказов [или функция опасности ] двухпараметрического распределения Вейбулла имеет вид:

.                                                (3)


Выделяют три диапазона параметра формы :

- при 1,0 распределение Вейбулла идентично нормальному распределению, а мгновенная интенсивность отказов представляет собой константу, равную обратному значению параметра масштаба ;

- при 1,0 мгновенная интенсивность отказов возрастает;

- при 1,0 мгновенная интенсивность отказов убывает.

Значение представляет собой наработку, в течение которой в среднем отказывает 63,2% наблюдаемых объектов. Это справедливо для всех видов распределения Вейбулла, безотносительно параметра . Если в процессе наблюдений отказавшие объекты заменяют исправными, то в среднем 63,2% наработок до отказа будет иметь значение меньшее или равное значению . Более подробно обсуждение восстанавливаемых и невосстанавливаемых объектов приведено в ГОСТ Р 27.607. Значение, равное 63,2%, получено при подстановке в формулу (2), что в итоге дает выражение (4):

.                    (4)


     
Рисунок 1 - Форма функции плотности вероятностей для семейства распределений Вейбулла при 1,0

5.2 Трехпараметрическое распределение Вейбулла

Функция распределения трехпараметрического распределения Вейбулла имеет вид: