加速寿命试验设计的示例
使用“加速寿命试验设计”平台为一个加速因子创建加速寿命试验设计。
1. 选择实验设计 > 特殊目的 > 加速寿命试验设计。
请注意，默认情况下选定一个加速因子。
2. 在因子名称下，点击 X1 并键入温度。
请注意水平数默认设置为 3。
3. 请注意，“因子变换”设置为 Arrhenius 摄氏温度。
4. 为使用条件下限和使用条件上限均输入 10。
将使用条件的上限和下限都设置为 10，这表示 10 是正常使用条件。
5. 为检验条件下限输入 40，为检验条件上限输入 80。
6. 点击继续。
使用主题知识指定寿命分布模型（对数正态或 Weibull）、要估计的参数和加速参数的初始估计值。
7. 指定 Weibull 分布。
8. 选择指定分位数输入加速因子的先验值、给定时间的期望失效比例以及加速因子值。该信息用于计算截距。
9. 接受活化能的默认值和 1/b。
根据之前的实验，您预计 90% 的单元在处于检验条件上限时将在 720 小时内失效。
10. 将期望失效比例设置为 0.9。
11. 将时间设置为 720，或大约一个月。
12. 将温度设置为 80。
13. 点击继续。
14. 从“加速寿命试验计划”红色小三角菜单中选择 ALT 最优性准则 > 制作失效概率最优。
15. 将关注的时间范围设置为 9000 到 17000，或大约 1 到 2 年。
16. 将“监控类型”的设置保留为连续监控。
17. 将试验单元的总数设置为 200。
18. 针对 30 天的试验，将试验长度设置为 720。
19. 点击制作设计。
最优设计为低温分配 31 个单元，中温分配 68 个单元，高温分配 101 个单元。
图 23.2 最优设计
在运行寿命试验之前，使用设计诊断评估您的设计。
图 23.3 设计诊断
分布刻画器提供失效概率期望值。该刻画器将温度设置为 80，时间设置为 720（也就是该设计的设置）。探索对设计的更改如何影响失效概率估计。通过围绕估计值的区间的大小，可以感知试验计划的预期不确定性水平。
“R 精度因子”刻画器提供一系列样本大小的温度因子和分位数的量度值。通过该刻画器，您可以感知相对于试验样本数量的寿命试验的预期不确定性。若能将试验单元的数量从 200 个增加到 400 个，则可以降低 R 精度因子。
构建加速寿命试验设计
通过选择实验设计 > 特殊目的 > 加速寿命试验设计来构建 ALT 设计。
当您指定并检查设计时，ALT 计划随之更新。
指定 ALT 加速因子
加速寿命试验 (ALT) 设计的第一步是定义加速因子和设计类型。
图 23.4 初始 ALT 试验计划窗口
加速因子数
一个加速因子
选择用于含有一个因子的设计。
两个加速因子
选择用于含有两个因子的设计。
包含交互作用项
（仅可用于含有两个因子的模型。）选择以包含交互作用项。
因子名称
输入每个加速因子的名称。
水平数
对于每个加速因子，输入要在实验中包含的水平数。
因子变换
对于每个加速因子，选择一个变换函数。该变换说明寿命-应力关系，也就是寿命分布在应力水平之间更改的方式。可用的变换包括“Arrhenius 摄氏温度”、“倒数”、“对数”、“平方根”和“线性”。
使用条件下限
对于每个加速因子，输入典型使用情况下其值的下限。
使用条件上限
对于每个加速因子，输入典型使用情况下其值的上限。
注意：“使用条件下限”值可与“使用条件上限”值相等。当使用条件为单个值时，使用相等值。
检验条件下限
对于每个加速因子，输入检验条件下限。
加速寿命试验设计的更多示例
估计加速寿命试验设计的先验值的示例
在本例中，您需要为某个机械组件构造一个失效概率最优 ALT 试验设计。唯一的加速因子就是扭矩，正常使用强度为 35 Nm（牛顿米）。您想要估计正常使用强度下有 10% 的单元失效时的时间。您需要构造一个失效概率最优 ALT 试验。
您的试验计划具有以下特点：
• 总共有 100 个单元接受试验。
• 寿命分布假定采用 Weibull 分布。
• 通过对数变换给出寿命-应力关系。
• 您计划检验扭矩的三个应力水平：50、75 和 100 Nm。
• 可利用先验知识来预测这些试验水平下的初始失效时间。请参见获取先验估计值。
• 该试验运行 5,000 个周期。
• 您需要持续监控过程中出现的失效。
获取先验估计值
要创建加速寿命试验设计，您必须提供参数的先验估计值。下面提供了获取先验估计值的方式：
1. 利用您的过程知识创建一个包含少量应力水平下的失效时间的表，表中数据虽是假设的，但却是很可能的。
2. 使用“以 X 拟合寿命”平台拟合模型并获取模型参数的估计值。
3. 将这些估计值用作您的先验值，以便使用“ALT 设计”平台创建设计。
按照上述概括的方法创建一个数据表，其中包含用于平衡设计的失效周期数的估计值。
1. 选择帮助 > 样本数据文件夹，然后打开 Design Experiment/Torque Prior.jmp。
2. 选择分析 > 可靠性和生存 > 以 X 拟合寿命。
3. 选择周期数并点击 Y，事件时间。
4. 选择扭矩并点击 X。
5. 从关系列表中，选择对数。
6. 为使用条件输入 35。回想一下，35 Nm 是正常使用条件。
7. 从分布列表中，选择 Weibull。
图 23.8 “以 X 拟合寿命”启动窗口
8. 点击确定。
9. 向下滚动至“Weibull 结果”部分并打开“相关性矩阵”部分。
图 23.9 先验数据的以 X 拟合寿命模型
均值模型在“估计值”部分中提供。“估计值”列包含截距 (b0)、线性系数 (b1) 和尺度 (s) 的参数估计值。标准误差列包含估计值的标准误差。参数估计值的估计相关性在“相关性矩阵”部分中提供。将这些参数估计值、标准误差和相关性用作构造 ALT 设计的先验值。
输入基本 ALT 设计规格
使用估计的先验值创建加速寿命试验设计。
1. 选择实验设计 > 特殊目的 > 加速寿命试验设计。
请注意，默认情况下选定一个加速因子。
2. 在因子名称下，点击 X1 并键入扭矩。
请注意水平数默认设置为 3。
3. 在“因子变换”下选择对数。
4. 为使用条件下限和使用条件上限均输入 35。
将使用条件的上限和下限都设置为 35，这表示 35 是正常使用条件。
5. 为检验条件下限输入 50，为检验条件上限输入 100。
图 23.10 完成的 ALT 规格窗口
6. 点击继续。
输入先验规格
1. 点击“加速寿命试验计划”红色小三角，然后选择 ALT 最优性准则 > 制作失效概率最优。
2. 确保将 Weibull 选作分布选择。
1. 在先验均值下，选择指定截距并输入您使用“以 X 拟合寿命”平台和假设数据获得的先验加速模型参数估计值。
‒ 为截距输入 15.88。
‒ 为功效（扭矩）输入 -1.87。
‒ 为 1/b（Weibull 模型的尺度参数）输入 0.05。
2. 选择指定先验不确定性。
3. 输入先验加速模型中的估计标准误差和相关系数。图 23.11 显示已完成的“先验不确定性”部分：
图 23.11 完成的“先验规格”
4. 点击继续。
请注意，扭矩水平值设置为 50、75 和 100。
注意：JMP 将各个水平的值设置为高低检验条件之间的等间距值。您可以更改这些水平。
您计划执行超过 5,000 个周期的试验。不过，您关注的是对多达 10,000 个周期的预测。
5. 在“诊断选择”部分中，为关注的时间范围的两个框均输入 10000。
6. 在“设计选择”部分中，确保将连续监控选作监控类型。
7. 为试验单元的总数输入 100。
8. 为试验长度输入 5000。
图 23.12 完成的“诊断选择”和“设计选择”
