Jak sprawdzić MTBF?

Co to jest MTBF?

MTBF: Średni czas między niepowodzeniami

Celem badania jest pomiar niezawodności produktu (zwłaszcza wyrobów elektrycznych)

Jednostka: Zwykle w godzinach, np.: 5000000 godzin

Jak sprawdzić MTBF?

Metoda badania MTBF

Metoda przewidywania MTBF

Metoda przewidywania MTBF polega na wprowadzaniu różnych parametrów czynnika wpływającego w oprogramowaniu do testowania symulacji PCT. Przyjmując laptop (płytę macierzystą) jako przykład, wprowadź warunki testowe:Wyliczenie standarduOprogramowanie symuluje i modelowuje parametry produktu w bazie danych zapytania i oblicza wartość MTBF,która jest szacunkową wartością.

Standardy odniesienia dla metod przewidywania niezawodności:
MIL-HDBK-217 "Ręcznik przewidywania niezawodności urządzeń elektronicznych"
Opis: Zaproponowany przez Centrum Analiz Niezawodności Departamentu Obrony USA i Laboratorium Rzymskie i stał się standardem branżowym
GJB/Z 299B "Przekład przewidywania niezawodności sprzętu elektronicznego"
Opis: standard wojskowy mojego kraju
Bellcore SR-332 "Procedura przewidywania niezawodności sprzętu elektronicznego"
Opis: Laboratorium AT&T Bell zaproponowało i stało się standardem branżowym do obliczania wartości MTBF komercyjnych produktów elektronicznych

Metoda badania MTBF
Istnieją trzy rodzaje metod badawczych MTBF:
1. Badanie całkowitego okresu życia: badanie całkowitego okresu życia wymaga, aby wszystkie próbki ostatecznie zawiodły w badaniu, a MTBF można obliczyć przy użyciu prostej średniej arytmetycznej;
2. Badanie sekwencyjne skrócenia: podczas badania, the tested equipment is continuously or at short intervals monitored and the accumulated relevant test time and the number of relevant failures are compared with the criteria for determining whether to accept, odrzucić lub kontynuować badanie;
3. Badanie przemieszczania się czasu lub liczby stałej: podczas badania badany sprzęt jest monitorowany nieprzerwanie lub w krótkich odstępach czasu,i skumulowany odpowiedni czas badania jest skumulowany do czasu lub przekracza wcześniej określonego odpowiedniego czasu badania (akceptacja) lub występuje wcześniej określoną liczbę odpowiednich awarii (odmowa).
Uwaga: W praktyce wszystkie próbki, które mają zostać poddane badaniu, nie będą sprawdzone podczas badania, zwłaszcza w przypadku produktów o wysokim poziomie niezawodności.więc ta metoda może być stosowana tylko w przypadku produktów o krótkim okresie trwania.

Badanie MTBF

Standardowy punkt odniesienia metody badania niezawodności:
GB/T 5080.7-1986 "Badanie niezawodności urządzenia - Badanie ważności założenia o stałej częstotliwości awarii"
GB/T 9813.1-2016 5.9 "Ogólne specyfikacje dla komputerów - Część 1: Mikrokomputery stacjonarne - Badanie niezawodności"
GB/T 9813.2-2016 5.9 "Ogólne specyfikacje dla komputerów - Część 2: Przenośne mikrokomputery - badanie niezawodności"
GB/T 14081-2010 5.9 "Ogólne specyfikacje klawiatur przetwarzających informacje - badanie niezawodności"
GB/T 18220-2012 5.17 "Ogólna specyfikacja dla badań niezawodności i trwałości urządzeń przenośnych do przetwarzania informacji w technologii informacyjnej"

Metoda przyspieszenia MTBF
W procesie produkcyjnym przedsiębiorstw konieczne jest zrozumienie niezawodności produktów i ocena ryzyka po sprzedaży produktów przed opuszczeniem fabryki.Nasza tradycyjna metoda obliczania MTBF jest oczywiście niewykonalna, ponieważ gdy rzeczywista wartość testu MTBF naszego produktu jest dostępna, produkt jest prawie przestarzały lub zastąpiony, a uzyskana wartość testu nie ma już znaczenia.musimy użyć innych metod do symulacji i obliczenia wartości MTBF produktu, takie jak: MTBF Acceleration Method
MTBF jest metodą przyspieszania badań żywotności w laboratorium.wartość MTBF produktu jest oceniana bez niszczenia pierwotnych cech konstrukcyjnych produktu.Czynniki przyspieszenia, które wpływają na produkty elektroniczne, obejmują głównie: temperaturę, wilgotność, rezystancję, napięcie itp.
Standardowy punkt odniesienia do badania metodą przyspieszenia:
GB/T 34986-2017 "Metoda badania przyspieszenia produktu"

W przypadku metody przyspieszenia MTBF
Weźmy na przykład monitor firmy produkującej urządzenia medyczne w Szanghaju, aby wprowadzić proces przeprowadzania testów przyspieszonego życia.
Krok 1. Określ ścieżkę oceny w zależności od cech produktu
Funkcja jest pojedyncza i wybierana jest weryfikacja całej maszyny.
Krok 2. Określ liczbę próbek
Krok 3. Biorąc pod uwagę oczekiwaną żywotność i pewność
Oczekiwana długość użytkowania wynosi 10 lat, z poziomem ufności 99%.i średni czas między awariami jest planowany do symulacji oczekiwanej żywotności produktu., tzn. MTBF = 10 lat = 87600h
Krok 4. Określenie sposobu stosowania klinicznego
W fazie użytkowania określonego monitora istnieją trzy tryby, a mianowicie tryb przechowywania, tryb czuwania i tryb pracy.
Biorąc pod uwagę, że do monitorowania pacjentów przed zabiegiem chirurgicznym używa się określonego monitora, obciążeniem klinicznym jest głównie temperatura i wilgotność.60% RH;
Krok 6. Określ wielkość napięcia
Maksymalna tolerowana temperatura i wilgotność produktu wynoszą:
Tryb przechowywania Maksymalna dopuszczalna temperatura i wilgotność: 60°C 93%RH
W trybie czuwania maksymalna dopuszczalna temperatura i wilgotność: 55°C 85%RH
Tryb pracy Maksymalna dopuszczalna temperatura i wilgotność: 45°C 85%RH
W celu uniknięcia uszkodzenia produktu przy zbyt wysokiej temperaturze oraz w celu uniknięcia wprowadzenia większej liczby zmiennych z powodu zmian temperatury, planowane jest stosowanie stałej temperatury 45°C,85% RH jako temperatura i wilgotność badania.
Krok 7. Wybierz model awarii
W oparciu o profil stresu klinicznego, należy odnieść się do przyspieszonego modelu stresu temperatury i wilgotności zaproponowanego przez D.S. Peck: model Pecka
Krok 8. Określ wartości współczynników w modelu na podstawie literatury
Zwróć się do Telcordia SR-332 wersja 2016 standardu przewidywania niezawodności produktów elektronicznych i ustalić, że współczynnik Ea wynosi 1,0 eV, a n wynosi 2.66.
Krok 9. Oblicz współczynnik przyspieszenia

Model przyspieszenia:

gdzie n to 2.66, Ea wynosi 1,0 eV
Oblicz współczynnik przyspieszenia AF=2,525*11,607=29.3
Krok 10. Określ przyspieszony czas badania
Poziom ufności wynosi 99%, a tabela normalnego rozkładu wynosi Z=2.58
łączny czas badania Ttot=MTBF*Z/AF=87600*2.58/29.3=7714h;
Ustawić margines 10%, a następnie całkowity czas badania wynosi Ttot=8485h.
Przy założeniu, że próbka nie ma awarii i każde urządzenie ukończyło cały cykl badań, każdy prototyp wymaga czasu badania T=8485/3=2828h=117,8 dnia.
Krok 11. Wykorzystanie stresu
W rzeczywistym użytkowaniu produkt jest używany 7 dni w tygodniu, 5 godzin dziennie, 3 godziny w stanie gotowości, a reszta czasu to czas przechowywania;
W celu symulacji rzeczywistego użytkowania produktu, produkt jest poddawany obciążeniu roboczemu w cyklu 24 godzin.Następnie czekać przez 3 godziny, a wreszcie przechowuje przez 16 godzin.
Krok 12. Wniosek
Trzy prototypy poddawane są naprężeniu roboczemu w sposób określony w pkt 5 w warunkach 45°C i 85% RH. Jeśli w ciągłym badaniu nie wystąpiła awaria przez 117,8 dnia,Uznaje się, że dolna granica wartości MTBF produktu wynosi 10 lat (z marginesem 10%)..

Badanie MTBF

Z powyższych metod można wywnioskować, że chociaż badanie skrócenia czasowego i badania sekwencyjne są bardzo przydatne, czas badania jest zbyt długi,zwłaszcza w przypadku szczególnie wysokiego poziomu niezawodności produktu.
W rzeczywistej produkcji, aby skrócić czas wprowadzania na rynek, obniżyć koszty produktu i zaspokoić zapotrzebowanie ludzi na ekonomiczne i wydajne metody przyspieszonych badań,metoda przyspieszonego badania rozwiązuje problem skuteczniejMetoda ta skraca czas badań poprzez zwiększenie poziomu naprężenia badań produktu lub zwiększenie częstotliwości stosowania naprężenia zmiennego,i wykrywa i redukuje tryb awarii produktu, aby szybko ocenić poziom niezawodności produktu i go zwiększyć.