DIN EN 61164-2004 Reliability growth - Statistical test and estimation methods (IEC 61164 2004) German version EN 61164 2004《可靠性增长 统计试验和评估方法》.pdf

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1、November 2004DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDEPreisgruppe 18DIN Deutsches Institut f r Normung e.V. Jede Art der Vervielf ltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut f r Normung e. V., Berlin, gestattet.I

2、CS 03.120.01; 29.020A V 9591380www.din.deXDIN EN 61164Zuverl ssigkeitswachstum Statistische Pr f und Sch tzverfahren (IEC 61164:2004);Deutsche Fassung EN 61164:2004Reliability growth Statistical test and estimation methods (IEC 61164:2004);German version EN 61164:2004Croissance de la fiabilit Tests

3、et mthodes d estimation statistiques (CEI 61164:2004);Version allemande EN 61164:2004Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 56 SeitenDIN EN 61164:2004-112Beginn der GltigkeitDie von CENELEC am 2004-04-01 angenommene EN 61164 gilt als DIN-Norm ab 2004-

4、11-01.Nationales VorwortVorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN IEC 61164:2002-02.Fr die vorliegende Norm ist das nationale Arbeitsgremium K 132 Zuverlssigkeit“ der DKE DeutscheKommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE zustndig.Die enthaltene IEC-Publikation wurde vom TC 5

5、6 Dependability“ erarbeitet.Das IEC-Komitee hat entschieden, dass der Inhalt dieser Publikation bis zum Jahr 2011 unverndert bleibensoll. Zu diesem Zeitpunkt wird entsprechend der Entscheidung des Komitees die Publikation besttigt, zurckgezogen, durch eine Folgeausgabe ersetzt oder gendert.Fr den Fa

6、ll einer undatierten Verweisung im normativen Text (Verweisung auf eine Norm ohne Angabe desAusgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht sich dieVerweisung auf die jeweils neueste gltige Ausgabe der in Bezug genommenen Norm.Fr den Fall einer datierte

7、n Verweisung im normativen Text bezieht sich die Verweisung immer auf die inBezug genommene Ausgabe der Norm.Der Zusammenhang der zitierten Normen mit den entsprechenden Deutschen Normen ergibt sich, soweit einZusammenhang besteht, grundstzlich ber die Nummer der entsprechenden IEC-Publikation. Beis

8、piel:IEC 60068 ist als EN 60068 als Europische Norm durch CENELEC bernommen und als DIN EN 60068 insDeutsche Normenwerk aufgenommen.EUROPISCHE NORMEUROPEAN STANDARDNORME EUROPENNEApril 2004ICS 03.120.01; 03.120.30Deutsche FassungZuverlssigkeitswachstumStatistische Prf- und Schtzverfahren(IEC 61164:2

9、004)Reliability growthStatistical test and estimation methods(IEC 61164:2004)Croissance de la fiabilitTests et mthodes destimation statistiques(CEI 61164:2004)Diese Europische Norm wurde von CENELEC am 2004-04-01 angenommen. Die CENELEC-Mitgliedersind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschftsordnung zu erf

10、llen, in der die Bedingungen festgelegt sind,unter denen dieser Europischen Norm ohne jede nderung der Status einer nationalen Norm zu gebenist.Auf dem letzten Stand befindliche Listen dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angabensind beim Zentralsekretariat oder bei jedem CENELEC-Mit

11、glied auf Anfrage erhltlich.Diese Europische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Franzsisch). EineFassung in einer anderen Sprache, die von einem CENELEC-Mitglied in eigener Verantwortung durchbersetzung in seine Landessprache gemacht und dem Zentralsekretariat mitgeteilt

12、worden ist, hat dengleichen Status wie die offiziellen Fassungen.CENELEC-Mitglieder sind die nationalen elektrotechnischen Komitees von Belgien, Dnemark,Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Lettland, Litauen,Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen,

13、sterreich, Polen, Portugal, Schweden, der Schweiz,der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, Ungarn, dem Vereinigten Knigreichund Zypern.Europisches Komitee fr Elektrotechnische NormungEuropean Committee for Electrotechnical StandardizationComit Europen de Normalisation Electrotec

14、hniqueZentralsekretariat: rue de Stassart 35, B-1050 Brssel 2004 CENELEC Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren,sind weltweit den Mitgliedern von CENELEC vorbehalten.Ref. Nr. EN 61164:2004 DEN 61164:20042VorwortDer Text des Schriftstcks 56/920/FDIS, zuknftige 2.

15、Ausgabe von IEC 61164, ausgearbeitet von demIEC TC 56 Dependability“, wurde der IEC-CENELEC Parallelen Abstimmung unterworfen und vonCENELEC am 2004-04-01 als EN 61164 angenommen.Diese Europische Norm sollte in Verbindung mit EN 61014:2003 benutzt werden.Nachstehende Daten wurden festgelegt: spteste

16、s Datum, zu dem die EN auf nationaler Ebenedurch Verffentlichung einer identischen nationalenNorm oder durch Anerkennung bernommen werdenmuss (dop): 2005-01-01 sptestes Datum, zu dem nationale Normen, dieder EN entgegenstehen, zurckgezogen werdenmssen (dow): 2007-04-01Der Anhang ZA wurde von CENELEC

17、 hinzugefgt.AnerkennungsnotizDer Text der Internationalen Norm IEC 61164:2004 wurde von CENELEC ohne irgendeine Abnderung alsEuropische Norm angenommen.EN 61164:20043InhaltSeiteVorwort 2Einfhrung. 51 Anwendungsbereich 62 Normative Verweisungen 63 Begriffe 64 Formelzeichen. 75 Zuverlssigkeitswachstum

18、smodelle in Entwicklung und Prfung . 116 Zuverlssigkeitswachstumsmodelle in der Produkt- bzw. Systementwicklung. 126.1 Modifiziertes Potenzgesetzmodell fr die Planung des Zuverlssigkeitswachstums in derProduktentwicklung. 126.2 Modifiziertes Bayessche IBM-Rosner-Modell fr die Planung des Zuverlssigk

19、eitswachstumsin der Entwicklung. 157 Planung und Verfolgung des Zuverlssigkeitswachstums in der Produktprfung 177.1 Kontinuierliche Zuverlssigkeitswachstumsmodelle .177.2 Diskretes Zuverlssigkeitswachstumsmodell 198 Verwendung des Potenzgesetzmodells bei der Planung von Prfprogrammen zurZuverlssigke

20、itsverbesserung. 219 Statistische Prf- und Schtzverfahren fr das kontinuierliche Potenzgesetzmodell . 229.1 bersicht. 229.2 Wachstumsprfungen und Schtzung der Parameter 229.3 Anpassungsprfung 269.4 Vertrauensbereiche des Formparameters 289.5 Vertrauensbereiche der aktuellen MTBF 309.6 Projektionstec

21、hnik. 31Anhang A (informativ) Beispiele fr Planung und analytische Modelle in der Entwicklung undPrfung eines Produkts. 36A.1 Planung des Zuverlssigkeitswachstums in der Produktentwicklung . 36A.1.1 Beispiele fr die Planung mit einem Potenzgesetzmodell 36A.1.2 Modellerstellung und Beobachtung des Zu

22、verlssigkeitswachstums . 36A.2 Beispiel eines Bayesschen Zuverlssigkeitswachstumsmodells in der Produktentwicklung . 39A.3 Ausfalldaten von diskreten Versuchen 40A.4 Beispiele von Zuverlssigkeitswachstum durch Prfung 40A.4.1 Einfhrung. 40A.4.2 Aktuelle Zuverlssigkeitsbewertung 41A.4.3 Projizierte Zu

23、verlssigkeitsschtzungen. 42Anhang B (informativ) Potenzgesetzmodell fr das Zuverlssigkeitswachstum Hintergrundinformation 48B.1 Das Duane-Postulat 48B.2 Das Potenzgesetzmodell 48EN 61164:20044SeiteB.3 Modifiziertes Potenzgesetzmodell fr die Planung des Zuverlssigkeitswachstums in derProduktentwicklu

24、ng .49B.4 Modifiziertes Bayessches IBM-Rosner-Modell fr die Planung desZuverlssigkeitswachstums in der Produktentwicklung 50Literaturhinweise .53Anhang ZA (normativ) Normative Verweisungen auf internationale Publikationen mit ihrenentsprechenden europischen Publikationen .54BilderBild 1 Geplante Ver

25、besserung der durchschnittlichen Ausfallrate oderberlebenswahrscheinlichkeit.11Bild A.1 Geplantes und erzieltes Zuverlssigkeitswachstum Beispiel.38Bild A.2 Geplantes Zuverlssigkeitswachstum bei Verwendung eines BayesschenZuverlssigkeitswachstumsmodells 39Bild A.3 G2d Streudiagramm der erwarteten und

26、 beobachteten Prfdauern bei Ausfall, nach den Datender Tabelle A.2, mit dem Potenzgesetzmodell46Bild A.4 G2d Beobachtete und geschtzte akkumulierte Ausflle bzw. Prfdauer, nach den Daten derTabelle A.2, mit dem Potenzgesetzmodell47TabellenTabelle 1 Kategorien von Zuverlssigkeitswachstumsmodellen mit

27、Angabe des Abschnitts.12Tabelle 2 G2d Kritische Werte fr eine Anpassungsprfung nach Cramr-von-Mises bei10 % Signifikanzniveau .33Tabelle 3 G2d Zweiseitiger 90-%-Vertrauensbereich fr MTBF bei Type I-Prfungen34Tabelle 4 G2d Zweiseitiger 90-%-Vertrauensbereich fr MTBF nach Type II-Tests35Tabelle A.1 Be

28、rechnung des Planungsmodells fr das Zuverlssigkeitswachstum in derProduktentwicklung .37Tabelle A.2 G2d Vollstndige Daten G2d Alle zu wertenden Ausflle und akkumulierte Prfdauern fr dieTyp I-Prfung.44Tabelle A.3 G2d Gruppierte Daten fr Beispiel 3, abgeleitet aus Tabelle A.2 .44Tabelle A.4 G2d Vollst

29、ndige Daten fr projizierte Schtzungen in Beispiel 4 G2d Alle zu wertendenAusflle und akkumulierte Prfdauern 45Tabelle A.5 G2d Einzelne Ausfallarten in Kategorie B, aus Tabelle A.4, mit Ausfallzeitpunkt, Zeitpunktdes ersten Auftretens, beobachteter Anzahl und Wirksamkeitsfaktoren.45EN 61164:20045Einf

30、hrungIn dieser Internationalen Norm werden das Potenzgesetzmodell fr das Zuverlssigkeitswachstum und zuge-hrige Vorhersagemodelle beschrieben, und es wird schrittweise zu deren Anwendung angeleitet. Es gibtverschiedene das Zuverlssigkeitswachstum beschreibende Modelle, davon wird das Potenzialgesetz

31、modellmit am hufigsten verwendet. Diese Norm enthlt Verfahren, an Hand derer man die in den Abschnitten 4, 6und 7 von IEC 61014 genannten Gren schtzen kann.Es sind zwei Arten von Eingaben erforderlich. Die Erste ist fr das Planen des Zuverlssigkeitswachstumsdurch Analyse und Entwurfsverbesserungen i

32、n der Entwicklungsphase notwendig. Hierzu verwendet man dieDauer der Entwicklungsphase, die Anfangszuverlssigkeit, das Zuverlssigkeitsziel und die geplantenEntwurfsverbesserungen in der erwarteten Grenordnung. Die zweite Eingabeart ist fr das Zuverlssig-keitswachstum in der Projektvalidierungsphase

33、notwendig. Hierzu bentigt man einen Datensatz mit akku-mulierten Prfdauern, in denen sich zu wertende Ausflle ereigneten oder beobachtet wurden, fr eineinzelnes System und den Zeitpunkt des Prfungsendes, soweit vom Zeitpunkt des letzten Ausfalls ver-schieden. Es wird davon ausgegangen, dass die Erfa

34、ssung der Eingabedaten in das Modell nach Beendi-gung vorgelagerter Prfungen beginnt, wie zum Beispiel Vorbehandlungen, mit denen die Anfangsausfall-intensitt des Produkts stabilisiert werden soll.In frheren Prfungen geschtzte Modellparameter drfen zum Planen und Vorhersagen des Ablaufs zuknf-tiger

35、Zuverlssigkeitswachstumsprogramme verwendet werden, vorausgesetzt die Bedingungen sind hnlich.Fr einige der Verfahren knnen Rechnerprogramme von Nten sein, aber diese sind nicht bermigkomplex. In dieser Norm werden Algorithmen vorgestellt, fr die Rechnerprogramme leicht zu erstellen seinsollten.EN 6

36、1164:200461 AnwendungsbereichDiese Internationale Norm enthlt Modelle und numerische Verfahren zur Bewertung des Zuverlssigkeits-wachstums auf Grundlage der Ausfalldaten, die in einem Programm fr das Zuverlssigkeitswachstumerhalten wurden. Diese Verfahren behandeln Wachstum, Schtzung und Vertrauensb

37、ereiche fr die Produkt-zuverlssigkeit und Anpassungsprfung.2 Normative VerweisungenDie folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datiertenVerweisungen gilt nur die zitierte Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des inBezug genommen

38、en Dokuments (einschlielich aller nderungen).IEC 60050-191:1990, International Electrotechnical Vocabulary (IEV) G2d Chapter 191: Dependability andquality of service.IEC 60300-3-5:2001, Dependability management Part 3-5: Application guide Reliability test conditionsand statistical test principles.IE

39、C 60605-4, Equipment reliability testing G2d Part 4: Statistical procedures for exponential distribution Pointestimates, confidence intervals, prediction intervals and tolerance intervals.IEC 60605-6, Equipment reliability testing G2d Part 6: Tests for the validity of the constant failure rate orcon

40、stant failure intensity assumptions.IEC 61014, Programmes for reliability growth.3 BegriffeFr die Anwendung dieser Internationalen Norm gelten die Begriffe in IEC 60050(191) und IEC 61014zusammen mit den folgenden.3.1Zuverlssigkeitszielgewnschtes Ma der Zuverlssigkeit, das das Produkt am Ende des Zu

41、verlssigkeitswachstumsprogrammshaben sollte3.2AnfangszuverlssigkeitZuverlssigkeit des Produkts, die in frhen Entwicklungsstufen geschtzt wurde, ehe potenzielle Ausfallartenoder deren Ursachen durch Entwicklungsverbesserungen abgeschwcht werden konnten3.3Zuverlssigkeitswachstumsmodell fr die Entwickl

42、ungsphasemathematisches Modell, das potenzielle Entwicklungsverbesserungen mit ihrer Grenordnung berck-sichtigt, um mathematisch ein Zuverlssigkeitswachstum von Anfang bis Ende der Entwicklungsphase aus-zudrcken3.4durchschnittliche Produktausfallratedurchschnittliche Produktausfallrate, die aus der

43、fr eine vorbestimmte Zeitperiode geschtztenZuverlssigkeit berechnet wirdANMERKUNG Zeitliche nderungen der Ausfallrate sind Ergebnis der genderten Konstruktion.EN 61164:200473.5verzgerte nderungKorrekturmanahme, die am Ende der Prfung im Produkt vollzogen wirdANMERKUNG Whrend der Prfung wird keine ve

44、rzgerte nderung eingebracht.3.6Faktor fr die Wirksamkeit der VerbesserungAnteil, um den die Intensitt eines systematischen Ausfalls durch korrektive nderung verringert wird3.7Typ I-Prfung beziehungsweise Typ I-Testdurch Zeitablauf beendete PrfungZuverlssigkeitswachstumsprfung, die zu einer vorbestim

45、mten Zeit beendet wird, beziehungsweisestatistischer Test und Bewertung mit verfgbaren Daten zu einer Zeit, die keinem Ausfall entspricht.3.8Typ II-Prfung beziehungsweise Typ II-Testdurch Ausfallzahl beendete PrfungZuverlssigkeitswachstumsprfung, die bei Erreichen einer vorgegebenen akkumulierten Au

46、sfallanzahlbeendet wird, beziehungsweise statistischer Test und Bewertung mit verfgbaren Daten zu einer Zeit, dieeinem Ausfall entspricht.4 FormelzeichenFr die Anwendung dieser Internationalen Norm gelten die folgenden Formelzeichen.a) Fr 6.1, A.1 und B.3:T Produktlebensdauer wie Mission, Garantieze

47、it oder BetriebszeitG28 G290R TAnfangszuverlssigkeit (Anfangsberlebenswahrscheinlichkeit) des Produktsa0G6canfngliche durchschnittliche Ausfallrate des Produkts in der EntwicklungsperiodeG28G29tdAnzahl der Entwurfsnderungen zu beliebigen Zeiten der EntwicklungsperiodeDG61Zuverlssigkeitswachstumsrate

48、, die aus der Abschwchung von Fehlern herrhrtD Gesamtzahl der verwirklichten EntwurfsverbesserungenDtGesamtdauer der fr Entwurfsverbesserungen zur Verfgung stehenden Entwicklungsperiodet variable Zeit von 0 bisDt in der EntwicklungsperiodeG28 G29atG6cdurchschnittliche Ausfallrate des Produkts als ei

49、ne Funktion der Zeit in der Entwicklungs-periodeG28 G29aG DtG6c angestrebte durchschnittliche Ausfallrate am Ende der Entwicklungsperiode DtG28 G29GR TZuverlssigkeitsziel, welches das Produkt whrend der Entwicklungsperiode erreichen sollG28 G29,R tTberlebenswahrscheinlichkeit (Zuverlssigkeit) des Produkts als Funktion der Zeit u