寿命試験の設計・判定方法

【課題】寿命試験の設計と試験結果の解釈を、誰もが経験によらず正確に行う方法を提供。
【解決手段】寿命判断の基準となる打切り時間、寿命差、試験個数等の値を定める設計過程Ｓ１と、試験結果から試験対象品の寿命、有為性、寿命差等の解釈項目の判定を行う判定過程Ｓ３とを含む。設計過程では、試験対象品に対応する所定のワイブル分布に従ったワイブル乱数を、試験個数と見立てた個数だけ発生させる手順Ｓ１１、およびそのワイブル乱数を分析する手順Ｓ１２を繰り返すＳ１３。この繰り返しによって得られた所定事項の確率分布を求めＳ１４、確率分布を基に上記設計内容を定めるＳ１５。判定過程では、試験結果に応じてワイブル乱数を試験個数分発生させる手順Ｓ３１、およびその発生させたワイブル乱数を分析する手順Ｓ３２を繰り返すＳ３３。この繰り返しによって得られた所定事項の確率分布を求めＳ３４、その確率分布を基に判定を行う。

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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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において、寿命判断の基準となる基準時間、寿命差、または試験個数である所定の設計対象項目の値を定める設計過程と、寿命試験を行った結果から試験対象品の寿命、または有為性、または寿命差である解釈項目の判定を行う判定過程とを含む寿命試験の設計・判定方法であって、
上記設計過程は、試験対象品に対応する所定のワイブル分布に従ったワイブル乱数を、試験個数と見立てた個数だけ発生させてそのワイブル乱数を分析する手順を繰り返し、このワイブル乱数の発生および分析の繰り返しによって得られた所定事項の確率分布を求めて、その確率分布を基に上記所定の設計対象項目の値を定める過程であり、
上記判定過程は、試験結果に応じてワイブル乱数を試験個数分発生させ、その発生させたワイブル乱数を分析する手順を繰り返し、このワイブル乱数の発生および分析の繰り返しによって得られた所定事項の確率分布を求めて、その確率分布を基に上記解釈項目の判定を行う過程である、
寿命試験の設計・判定方法。
【請求項２】
請求項１において、上記寿命試験は、軸受等の機械部品または試験片からなる試験対象品を所定の使用環境条件におき、目標時間である打切り時間まで破損することなく試験が継続すれば、要求寿命を満足すると判断する打切り試験であって、
上記設計過程で定める設計対象項目が、上記打ち切り時間であり、上記判定過程で行う判定が、上記の見積もった打切り時間後に少なくとも一部の試験対象品が破損することなく試験を継続している未破損時間から求められる試験対象品のロットの寿命である、
寿命試験の設計・判定方法。
【請求項３】
請求項１において、上記寿命試験は、軸受等の機械部品または試験片からなる試験対象品を使用環境よりも厳しい所定の環境条件におき、破損が発生した時間から寿命を算出する加速試験であり、
上記設計過程で定める設計対象項目が、試験対象品の２つのロット間で有為差有りと判断できる必要試験個数であり、上記判定過程で行う判定が、試験対象品の２つのロットの寿命から有為差が有るか無いかを判定する有為差有無の判定である、
寿命試験の設計・判定方法。
【請求項４】
軸受等の機械部品または試験片からなる試験対象品を所定の使用環境条件におき、目標時間である打切り時間まで破損することなく試験が継続すれば、要求寿命を満足すると判断する打切り試験において、
判定基準となる上記打切り時間を見積もる設計過程、および実際の寿命試験の後、上記の見積もった打切り時間後に少なくとも一部の試験対象品が破損することなく試験を継続している未破損時間から試験対象品のロットの寿命を判定する判定過程を含む、寿命試験の設計・判定方法であって、
この打切り時間を見積もる設計過程は、コンピュータに対し、入力情報として、試験対象品のワイブルスロープの値、試験個数、要求寿命、および要求寿命の信頼度を入力する入力過程と、上記コンピュータに、打切り時間を演算させ演算結果を表示装置の画面に表示させるコンピュータ演算処理過程とを含み、
上記コンピュータ演算処理過程は、ワイブル分布を、上記入力情報におけるワイブルスロープの値、要求寿命の信頼度、および要求寿命の値を用いて特定するワイブル分布特定手順と、特定されたワイブル分布に従った乱数であるワイブル乱数を、上記入力情報における試験個数分だけ発生させる乱数発生手順と、この乱数発生手順で発生させたワイブル乱数のうちの全てのワイブル乱数が何時間以上であるかを演算する乱数分析手順と、上記乱数発生手順および上記乱数分析手順を設定回数繰り返す手順と、この繰り返し手順の各回おける、発生させたワイブル乱数のうちの全てのワイブル乱数が何時間以上になる確率が高いかを累積確率で表す累積分布を演算する手順と、この累積分布において、上記入力情報のうちの信頼度に対応する時間を読み取って、全数未破損時の打切り時間とする対応時間読み取り手順と、を実行する過程であり、
上記判定過程は、コンピュータに対し、入力情報として、試験対象品のワイブルスロープの値、試験対象品の試験個数、未破損の試験対象品の個数である未破損個数または破損個数、および未破損時間を入力する入力過程と、上記コンピュータに、寿命を演算させ演算結果を表示装置の画面に表示させるコンピュータ演算処理過程とを含み、
上記コンピュータ演算処理過程は、未破損時間対する設定割合の寿命を持つワイブル分布に従った乱数であるワイブル乱数を試験個数分発生させ、上記ワイブル分布には上記入力情報のワイブルスロープの値を用いる乱数発生手順と、発生した試験個数分のワイブル乱数のうち、破損個数分の乱数を短いものから順に除いた残りの乱数が未破損時間以上になるか否かを調べる乱数分析手順と、上記乱数発生手順および上記乱数分析手順を設定回数繰り返し、この繰り返しの各回おける上記乱数分析手順で調べた未破損時間以上にある確率を調べる設定割合寿命充足調査手順と、この設定割合寿命充足調査手順を、破損時間よりも短い所定の最短寿命から次第に長い所定の最長寿命まで、繰り返し毎に、上記設定割合を順次変更した寿命を持つワイブル分布に対して繰り返す異寿命充足調査手順と、この異寿命充足調査手順により得られた寿命と未破損時間以上にある確率の関係から、その発生確率が、１００％から所定信頼度を減算した値となる寿命を読み取って試験対象品のロットの寿命と定める寿命読み取り手順と、を実行する過程である、
ことを特徴とする寿命試験の設計・判定方法。
【請求項５】
軸受等の機械部品または試験片からなる試験対象品を使用環境よりも厳しい所定の環境条件におき、破損が発生した時間から寿命を算出する加速試験において、
試験対象品の２つのロット間で有為差有りと判断できる必要試験個数を見積もる設計過程と、試験対象品の２つのロットの寿命から、有為差有無の判定、および少なくとも断定できる、倍率による寿命差を算出する判定過程とを含む寿命試験の設計・判定方法であって、
上記設計過程は、コンピュータに対し、入力情報として、試験対象品の持つワイブル分布のワイブルスロープの値、および何倍であれば有為差有りと判断するかの倍数で示される寿命差を入力する過程と、上記コンピュータに、必要試験個数を演算させ演算結果を表示装置の画面に表示させるコンピュータ演算処理過程とを含み、
上記コンピュータ演算処理過程は、試験対象品の上記入力情報のワイブルスロープの値および仮に定めた寿命から定まるワイブル分布に従った乱数を仮試験個数分発生させる第１乱数発生手順と、この第１乱数発生手順と同じワイブル分布に従った乱数を上記仮試験個数分発生させる第２乱数発生手順と、第１乱数発生手順で発生させた設定個数の乱数から所定の寿命計算方法で求まる寿命と第２乱数発生手順で発生させた設定個数の乱数から上記所定の寿命計算方法で求まる寿命との１組の寿命比を算出する寿命比算出手順と、これら第１乱数発生手順，第２乱数発生手順，および寿命比算出手順を設定回数繰り返し、上記設定回数の組数の寿命比を求め、この寿命比の確率分布と累積確率分布を作成する累積確率分布作成手順と、上記仮試験個数を繰り返しの都度変えて、上記第１乱数発生手順，第２乱数発生手順，および累積確率分布の作成までの手順である累積確率分布作成手順を、上記仮試験個数が設定最小個数から設定最大個数まで変わる範囲で繰り返し、試験個数と必要寿命差の関係を示すグラフを作成する個数・寿命差関係グラフ作成手順と、この手順で作成された試験個数と必要寿命差の関係のグラフから、上記入力情報の寿命差に対応する個数を読み取って必要試験個数と定める必要試験個数読み取り手順と、この読み取った必要試験個数を表示装置に出力させる必要試験個数出力手順と、を実行する過程であり、
上記判定過程は、コンピュータに対し、入力情報として、試験対象品の持つワイブル分布のワイブルスロープの値、比較する水準１，水準２の２つのロットの各試験個数および試験結果の寿命を入力する過程と、上記コンピュータに、上記有為差有無の判定、および少なくとも断定できる寿命差を演算させ演算結果を表示装置の画面に表示させるコンピュータ演算処理過程とを含み、
このコンピュータ演算処理過程は、試験対象品の上記入力情報のワイブルスロープの値および仮設定寿命から定まるワイブル分布に従った乱数を水準１のロットの試験個数分発生させる第１乱数発生手順と、第１乱数発生手順と同じワイブル分布に従った乱数を水準２のロットの試験個数分発生させる第２乱数発生手順と、第１乱数発生手順で発生させた設定個数の乱数から所定の寿命計算方法で求まる寿命と第２乱数発生手順で発生させた設定個数の乱数から上記所定の寿命計算方法で求まる寿命とから、１組の水準１，水準２の寿命の寿命比を算出する寿命比算出手順と、これら第１乱数発生手順，第２乱数発生手順，および寿命比算出手順を設定回数繰り返し、上記設定回数の組数の寿命比を求め、この寿命比の確率分布と累積確率分布を作成して累積確率分布から、設定信頼幅内の最大の寿命比を読み取る累積確率分布分析手順と、上記入力情報における水準１，水準２の寿命の寿命比が上記累積確率分布分析手順で得た最大寿命比を超える場合に有為差有りと判定し、最大寿命比以内の場合に有為差無しと判定する有為差有無判定手順と、を実行する過程である、
寿命試験の設計・判定方法。
【請求項６】
請求項５において、上記判定過程における上記コンピュータ演算処理過程は、有為差有無判定手順で有為差有りとした場合に実行され、上記ワイブル分布を仮設定寿命が異なる設定倍率となるワイブル分布に繰り返し毎に順次変えて、上記累積確率分布分析手順を、上記設定倍率が設定最小倍率から設定最大倍率となるまで繰り返す倍率変更繰り返し手順と、この倍率変更繰り返し手順で得られた、繰り返し変更した設定倍率と上記信頼幅内の最大の寿命比の関係を示すグラフである寿命倍率関係グラフを作成する寿命倍率関係グラフ作成手順と、上記寿命倍率関係グラフから、上記入力情報における水準１，水準２の寿命の寿命比に対応する上記設定倍率の値を読み取り、その読み取った値を少なくとも断定できる寿命差とする有為寿命差読み取り手順と、上記有為差有無判定手順で判定した結果および上記有為寿命差読み取り手順で読み取った、少なくとも断定できる寿命差を表示装置に表示させる結果出力手順と、を実行する過程を含む、寿命試験の設計・判定方法。

【図１】