许多读者可能熟悉广泛的可靠性平台和分析方法以可靠性为中心的问题 JMP 。工程师将选择的方法 - 无论是解决问题,改进系统还是深入了解故障机制 - 取决于许多方面。这些依赖关系可能包括所研究的系统或单元是可修复还是不可修复。数据是否被审查,如果是,是正确的,间隔的还是左删失的?如果没有失败怎么办?如何使用相同或相似组件的历史数据来增强理解?
我想解决特定于响应变量的数据问题。使用二元响应技术的可靠性回归可以作为可靠性工程师或医学研究人员用来回答关键业务和健康相关问题的工具的有用补充。例如,当响应变量只是故障计数时,而不是本质上连续发生的更常见的响应,应该使用替代分析程序。例如,假设您正在测试手机是否因手机掉落到地板而造成损坏。您可以在地板上方的不同高度测试25部手机,例如5英尺,8英尺等。然后,您只需记录每个样本集的故障数(损坏的电话)。在健康相关领域,您可能希望测试不同剂量的新药的功效,或比较不同的治疗类型并记录患者的存活计数。
本博文的目的是帮助您了解如何对可靠性和生存数据进行回归分析,并将其作为响应。这称为二进制响应数据的可靠性回归,有时也称为Probit分析。表1中的数据是几年前我在密歇根大学就读的一个简单的例子。该研究的重点是评估新的混凝土配方,以确定基于各种载荷水平(应力因子)的失效概率。故障定义为某些指定最小长度的裂缝。我们想要回答的一些问题包括:
对于给定的载荷,比如4,500磅,百分之几会失效?什么载荷会导致10%,25%和50%的混凝土截面裂开?在50%的混凝土截面失效的情况下,捕获真实载荷的95%置信区间是多少?
表1:混凝土负荷研究
数据包含三列。“加载”列是应用于混凝土截面的压力(磅)。试验是测试的部分数量,而失败是在施加压力下由于裂缝发展而失败的部分数量。我们将使用JMP的Fit Model Platform来执行分析。根据您选择分析数据的分布选择,我将参考下面的表2,它将帮助您为x变量选择正确的链接函数和适当的转换(如果需要)。
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| 分配 |
| 链接功能 |
| 在X上转型 |
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| 西弗 |
| Comploglog |
| 没有 |
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| 威布尔 |
| Comploglog |
| 日志 |
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| 正常 |
| 概率单位 |
| 没有 |
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| 对数正态分布 |
| 概率单位 |
| 日志 |
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| 物流 |
| Logit模型 |
| 没有 |
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| Loglogistic |
| Logit模型 |
| 日志 |
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表2:根据您的分布,此表将引导您在“拟合模型”对话框中选择相应的“链接和变换”选项。
打开数据表并单击JMP Analyze菜单,然后选择Fit Model。打开对话框窗口后,选择“加载和试验”列并添加到“Y”对话框。将“加载”添加为模型效果,然后在“构造模型效果”对话框中突出显示加载,单击“变换”旁边的红色三角形并选择“日志”。您的模型效果现在应该读取Log(Load),如下面完成的Fit Model对话框屏幕所示。选择广义线性模型用于个性,二项式用于分布,因为我们处理计数和Comp LogLog用于链接函数,因为我们在这个例子中使用了Weibull拟合。

图1:完成拟合模型对话框,用于在我们的示例中拟合Weibull。
接下来选择Run。您将看到图2中的输出:

图2:带回归图和相关输出的初始输出。请注意,Log(Load)参数估计值4.51是Weibull形状参数。
现在让我们开始回答我们在开始时提出的问题。要找出在4,500磅载荷下失效的截面百分比,请转到输出标题“广义线性模型拟合”旁边顶部的红色三角形。选择Profilers> Profiler。见图3。在报告窗口中向下滚动并拖动垂直的红色虚线以选择4,500作为加载,或突出显示x轴上的加载值并键入4,500。您将看到,在4,500磅的负载下,我们可以预期45%的故障率。相关的置信区间也可能是有意义的。使用此当前样本,结果可以从最小29%到高达65%。

图3:预测剖面仪,载荷为4,500磅。
现在,为了找出哪些荷载会导致10%,25%和50%的混凝土截面裂缝,我们再次转到报告顶部的红色三角形并选择反向预测。您将在图4中看到以下对话框。键入0.1,0.25和.50以分别获得10%,25%和50%的结果。

图4:反向预测的对话框
在报告中向下滚动,您将在其中找到反向预测输出。见图5。B10的预测载荷值(以磅为单位)为3055,B25为3817,B50为4639。还提供了相应的图,其包括置信区间的视觉表示。

图5:反向预测输出。
最后,我们希望找到95%的置信区间,该区间可以捕获50%的混凝土截面失效的真实载荷。再次参考图5中的反向预测输出。我们发现,下限为3,873,上限为5,192,陷阱为真实载荷的95%,其中50%的部分失效。
JMP具有许多可靠性分析功能,其中包括许多专用平台,例如寿命分配,可靠性增长和可靠性框图,仅举几例。但是,正如您在此处所看到的,您可以使用其他JMP分析平台执行其他可靠性和生存分析方法。