故障率曲線

故障率曲線

故障率曲線（こしょうりつきょくせん）とは、機械や装置の時間経過tに伴う故障率y (t) の変化を表示した曲線のこと。その形からバスタブ曲線と呼ばれて、時間の経過により初期故障期、偶発故障期、摩耗故障期の3つに分けられる。

概要

時間経過に伴う故障率の変化から、次の3つに分類される。

1. 故障率減少型 (Decreasing Failure Rate : DFR)
   • 時間の経過とともに故障率が減少していくもの。主に製造上の欠陥による故障。
2. 故障率一定型 (Constant Failure Rate : CFR)
   • 故障が時間の経過に関連のないもの。主に突発的事象による故障。
3. 故障率増加型 (Increasing Failure Rate : IFR)
   • 故障が時間の経過とともに増加していくもの。主に磨耗、損耗など特定の不良モードによる故障。

故障率曲線は、次の3つの領域に分けられる。

• $y(t)={\begin{cases}c_{0}-c_{1}t+\lambda ,&0\leq t\leq c_{0}/c_{1}\\\lambda ,&c_{0}/c_{1}<t\leq t_{0}\\c_{2}(t-t_{0})+\lambda ,&t_{0}<t\end{cases}}\!$

1. 初期故障期 (Early "infant Mortality" Failures) : $0\leq t\leq c_{0}/c_{1}$
   • この領域では故障率は時間の経過とともに低下し、やがて安定した状態になっていく。
2. 偶発故障期 (Constant (Random) Failures) : $c_{0}/c_{1}<t\leq t_{0}$
   • この領域では故障率は時間の経過に関係なく、ほぼ一定 (=λ) とみなされる。
3. 摩耗故障期 (Wear Out Failures) : $t_{0}<t$
   • この領域では故障率は時間の経過とともに故障率が急激に増加し、寿命が尽きたとみなされる。