韋布爾分布

韋布爾分布

韋布爾分布,即韋伯分布(Weibull distribution),又稱韋氏分布或威布爾分布,是可靠性分析和壽命檢驗的理論基礎。 威布爾分布在可靠性工程中被廣泛套用,尤其適用於機電類產品的磨損累計失效的分布形式。由於它可以利用機率值很容易地推斷出它的分布參數,被廣泛套用於各種壽命試驗的數據處理。

歷史

(History)

1. 1927年,Fréchet(1927)首先給出這一分布的定義。

2. 1933年,Rosin和Rammler在研究碎末的分布時,第一次套用了韋伯分布(Rosin, P.; Rammler, E. (1933), "The Laws Governing the Fineness of Powdered Coal", Journal of the Institute of Fuel 7: 29 - 36.)。

3. 1951年,瑞典工程師、數學家Waloddi Weibull(1887-1979)詳細解釋了這一分布,於是,該分布便以他的名字命名為Weibull Distribution。

定義

從機率論和統計學角度看,Weibull Distribution是連續性的機率分布,其機率密度為:

韋布爾分布 韋布爾分布

其中,x是隨機變數,λ>0是比例參數(scale parameter),k>0是形狀參數(shape parameter)。顯然,它的累積分布函式是擴展的指數分布函式,而且,Weibull distribution與很多分布都有關係。如,當k=1,它是指數分布;k=2且時,是Rayleigh distribution(瑞利分布)。

性質

(Properties)

均值(mean)

韋布爾分布 韋布爾分布

,其中,Г是伽馬(gamma)函式。

方差(variance)

韋布爾分布 韋布爾分布

偏度(skewness)

韋布爾分布 韋布爾分布

峰度(kurtosis)

韋布爾分布 韋布爾分布

套用

工業製造

研究生產過程和運輸時間關係。

極值理論

預測天氣

可靠性和失效分析

雷達系統

對接受到的雜波信號的依分布建模。

擬合度

無線通信技術中,相對指數衰減頻道模型,Weibull衰減模型對衰減頻道建模有較好的擬合度。

量化壽險模型的重複索賠

預測技術變革

風速

由於曲線形狀與現實狀況很匹配,被用來描述風速的分布。

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