3PY-PLOT

エンジニアと研究者のためのデータ解析ツール
操作性と豊富な解析機能が特徴

3パラメータワイブル解析(3py-plot) Rev.5.3

3py-plot_5.3.lzh (212kB)

 === 機能紹介<1> 概要 ===

 位置パラメータを考慮した高度なワイブル信頼度解析が行える。通常のワイブル解析では評価できない対数非線形特性の解析が可能。3パラメータ/2パラメータ両対応なので、両者の解析結果の比較も容易。入力データと解析条件並びに解析結果を専用データファイルで管理できる。作図結果の編集機能も強化しており論文・研究報告用のワイブルチャート作成用途に最適。

 === 機能紹介<2> データ入力・結果表示 ===

 3組のデータ組に対して、各250ポイントのデータを扱える。入力データは、ワークシート内への一時保存と読込、全データの一括消去と初期化の他に、データ専用ファイルへの保存・読込が行える。3パラメータワイブル関数と2パラメータワイブル関数の両者に対して、同時に解析を行いこの結果を比較表示する。また、累積不良率0.001%〜99.999%の23通りの検定結果を出力する。ワイブルチャートの作図条件として、分布パラメータ(X軸目盛)の最大値と最小値、X軸補助目盛の有無をプルダウンメニューから選択設定可能。また、X軸名とグラフ題名の設定もこの条件設定画面で設定できる。
 === 機能紹介<3> ワイブルチャート作図 ===

 このワークシートでは、基本設定条件で作図したワーブルチャートの書式を変更することができる。データと回帰曲線のプロットに対して、線種・色・サイズ・マークの選択設定が可能である。線種とマーク設定で「なし」を選択することで、個別に非表示とすることができるので、2パラメータまたは3パラメータのみの結果表示も可能となる。図中へのコメントなどの挿入は、「図の複写ボタン」をクリックして、グラフをメタファイルとして一旦別のワークシートに複写してから行う。 
 === 機能紹介<4> 図の編集 ===

 「図の複写ボタン」をクリックすると、回帰曲線グラフをメタファイルとしてこのワークシートに複写される。ここでコメント挿入などの編集作業を行う。曲線データを変更した場合は、一旦グラフを削除してから再度「図の複写ボタン」をクリックすることで、追加したコメントの下に更新グラフを挿入することができる。
 === 機能紹介<5> 利用方法 ===
【1】用途
 ワイブル統計理論に基づく信頼度解析

【2】特徴
 (1) 信頼度データ(故障率、不良率)を基にして、3パラメータワイブル理論を用いて信頼度解析
    を実施し、ワイブルチャートの作成と信頼度検定を行う。
 (2) 独自の計算アルゴリズムにより、高速・高精度の位置パラメータ推定を行う。
 (3) 3条件各250ポイントと実利用では十分なデータ量に対応し、ワイブルチャート作図では、
    作図条件の設定と図の編集作業を効率よく行える。
 (4) 入力データや作図条件などの解析パラメータを一括してファイル管理できる。

【3】解析手法
 3.1 本プログラムで用いたワイブル関数は以下の通り。
  (1) 2パラメータワイブル・・・ F(t)=1-exp(-((t/η)^m)
  (2) 3パラメータワイブル・・・ F(t)=1-exp(-((t-γ)/η)^m)
   ※F(t):累積不良率、t:分布パラメータ、γ:位置パラメータ、η:尺度パラメータ、m:形状パラメータ
 3.2 計算アルゴリズム
  (1) 2パラメータワイブル・・・最小自乗法による直線回帰計算。
  (2) 3パラメータワイブル・・・独自開発の計算アルゴリズムにより高精度・高速解析を可能にした。
 3.3 解析精度
   本解析手法での位置パラメータ(γ)の解析精度(理論値)は下記の通り
     <位置パラメータの範囲>  <解析精度(理論分解能)>
  (1)    1.0E-3 〜 1.0      0.345%
   (2)    1.0   〜 1.0E+7     0.092%
  
【4】基本機能
 4.1 入力データ制限
  (1) データ数:最大3組、各組最大250ポイント
  (2) 入力規則:上詰入力、解析対象外のデータ欄は全て空欄とする
 4.2 ワイブルチャート
  (1) X軸目盛の最大値:1.0 〜 1.0E+7
  (2) X軸目盛の最小値:1.0E-3 〜 1.0E+6
  (3) X軸名     :任意
  (4) グラフ題名   :任意
   (5) 作図条件    :・線の色(56種←カラーインデックス番号を指定)、・線種(実線,点線,なし)
             ・線の太さ(細線,普通,太線,極太)、・マーク(●,■,▲,◆,なし)、
 4.3 データ解析
   検定範囲 :F(t)(%) 0.001、0.01、0.05、0.1、0.5、1、10、20、30、40、50、
              60、70、80、90、95、99、99.5、99.9、99.95、99.99、99.999
 4.4 データ管理
   入力データ、作図条件、図の書式の各データの保存と読込(シート内、外部ファイル)
  4.5 グラフ編集
   コメント挿入及びコメント挿入後の図の更新などの編集作業を効率よく行える。

【5】インストールとアンインストール
   インストール時は圧縮ファイル(.lzh)を任意のフォルダに解凍する。
   実行ファイル(.xls)、説明ファイル(.txt)、データファイル(.3py)が生成される。
   アンインストールは上記ファイルを削除する。

【6】起動方法
 (1) 実行ファイル(エクセルワークシート)を「マクロ機能」を有効にして開く。
 (2) 初期画面で「ライセンスキー」を入力する。
 (3)「ライセンスキー」がない場合はプログラムの機能が制限される。

【7】解析手順
 (1) 「データ入力・結果表示」ワークシートは「黄色のセル」のみ入力可能。
 (2) 初期データを[clear]ボタンで削除した上で故障率データを入力する。
 (3) [解析実行]ボタンでワイブル解析を実行する。 
 (4) 【解析結果】欄にワイブルパラメータ の解析結果が表示される。
 (5) 【検定結果】欄に信頼度の検定結果が表示される。
 (6) 【ワイブルチャート】欄でX軸範囲,X軸名,グラフ題名を入力する。
 (7) [作図開始]ボタンでワイブルチャートが作成される。
 (8) 「ワイブルチャート」シートでグラフの書式を設定する。
 (9) [図の書式設定]ボタンで設定した書式を更新する。
  (10) [図の複写]ボタンで、ワイブルチャートの作図結果を「図」として「図の編集」シートに複写する。
 (11) エクセル機能でコメントなどをワイブルチャート(複写した図)上に記入する。
 (12) ワイブルチャートを更新する場合は、前の図を削除した上で再度[図の複写]を実行する。
    ※更新した図は、既に書かれたコメントの下に自動的に挿入される。
 (13) 完成した図をコピー&ペーストすることで、他のアプリケーションで利用できる。

【8】操作ボタンの機能
 (1) [Export]  :ファイル名を設定して全入力データ(*1)を専用データファイルに出力する。 
 (2) [Import]  :ファイル名を指定して全入力データ(*1)を専用データファイルから読み込む。
 (3) [Backup]  :個別入力データ(*2)をシート内に格納する。
 (4) [Recall]  :個別入力データ(*2)をシート内から読み込む。
 (5) [Initialize]:個別入力データ(*2)にプログラム利用開始時の初期データをセットする。
    *1) 解析データ、解析名称、ファイル名、作図条件、図の書式及び基本情報の全データ  
    *2) 各データ入力欄に応じて、解析データ、作図条件及び図の書式の個別データ

【9】機能制限
                             
 (1) 試用期間(14日間)  ・・・・ 取扱いデータ数:各20ポイント以下  
 (2) 試用期間終了以降   ・・・・ 利用不可
 (3) ライセンス取得後   ・・・・ 制限なし  
               
【10】参考文献
 本プログラムの作成にあたりワイブル分布関数に関し下記文献などを参考にしました。
 [1] 廣瀬英雄,ワイブル分布の統計的推測とその周辺(3パラメータワイブル分布を中心に),
   REAJ誌2000Vol.22,No.5(通巻105号), 2000, pp473-489
 [2] WALODDI WEIBULL, Statistical Distribution Function of Wide Applicality,
  JOURNAL OF APPLIED MECHANICS, Sep. 1951, pp293-297  
  [3] WALODDI WEIBULL, A STASTICAL THEORY OF THE STRENGH OF MATERIALS, 1939

【11】利用条件
 (1) 本プログラムの試用期間は14日間です。継続使用する場合はライセンスを取得して下さい。
 (2) 本プログラムはライセンスを受けた個人1名が利用でき、第三者に譲渡できないものとします。
 (3) 同一の個人が複数のPC(主としてその本人だけが使用するPC)を使用する場合には、
    1ライセンスで使用できるものとします。
 (4) ライセンスは、原則としてライセンスを取得したレビジョンのプログラムにのみ有効です。
 (5) 但し、プログラムの改訂内容によっては、新しいレビジョンにも有効の場合があります。
 (6) 本プログラムの使用よる如何なる損害他に対して作者はその責を負わないものとします。
 (7) 本プログラムに含まれる如何なる不具合に対して作者はその修正義務を負わないものとします。


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