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三参数威布尔分布的位置参数为负问题

        一、概述

        在进行寿命数据分析时,通常遇到使用三参数威布尔分布进行寿命数据拟合分析的问题。在使用三参数威布尔拟合时,有时候会计算得到γ参数值为负数。此时,可能会有疑问,位置参数γ怎么是负数,是不是算错了?位置参数为负,表示什么意思?有什么物理含义?能够反映产品可靠性哪些问题?

        二、三参数威布尔分布

        要回答为什么位置参数为负的问题,需要了解三参数威布尔分布的各参数的范围以及概率密度函数公式。

        从三参数威布尔分布的概率密度函数公式可知,形状参数β的范围为大于0;尺度参数或者特征寿命的范围为大于0;而位置参数γ的范围为负无穷到正无穷。由此,可以知道三参数威布尔分布的位置参数可以是正数,也可以是负数。

$$f(t)=\frac{\beta}{\eta}(\frac{t-\gamma}{\eta})^{\beta-1}e^{-(\frac{t-\gamma}{\eta})^{\beta}}$$ $$f(t)\ge0,t\ge\gamma$$ $$\beta\gt0$$ $$\eta\gt0$$ $$-\infty\lt\gamma\lt+\infty$$

        β是形状参数;η是尺度参数或者特征寿命;γ是位置参数(或无故障寿命)

        三、三参数威布尔分布的位置参数含义

        三参数威布尔分布的位置参数γ,用于定义无故障时间区域。当t小于γ时,故障概率为零。当γ>0时,有一段时间是不会发生故障的。当γ<0时,故障发生在时间等于0之前。γ<0,即负位置参数,通常是由生产、储存、运输、任务开始前的检查或实际使用之前的故障引起的。

        四、一个示例

        某产品采集到的故障时间为200、370、500、620、730、840、950、1050、1160、1400,单位为小时。将故障时间数据录入到PosWeibull软件,计算得到位置参数γ=-462.293。位置参数γ为负数,表示该产品可能在生产、储存、运输或者使用之前的检查已经出现了故障。

三参数威布尔示例

图1 三参数威布尔示例

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