Как проверить MTBF?

Что такое MTBF?

MTBF: среднее время между неудачами

Цель испытания: измерение надежности продукта (особенно электрических изделий)

Единица: обычно в часах, например: 5000000 часов

Как проверить MTBF?

Метод испытания MTBF

Метод прогнозирования MTBF

Метод прогнозирования MTBF заключается в вводе различных параметров влияющих факторов в программное обеспечение для симуляционного тестирования PCT.Вычислить стандарт, метод расчета, температура, окружающая среда, качество компонента и т. д. Программное обеспечение моделирует и моделирует параметры продукта в базе данных запросов и вычисляет значение MTBF,который является оценочной стоимостью.

Референтные стандарты методов прогнозирования надежности:
MIL-HDBK-217 "Руководство по прогнозированию надежности электронного оборудования"
Описание: Предложен Центром анализа надежности Министерства обороны США и Римской лабораторией и стал отраслевым стандартом
GJB/Z 299B "Руководство по прогнозированию надежности электронного оборудования"
Описание: военный стандарт моей страны
Bellcore SR-332 "Процедура прогнозирования надежности электронного оборудования"
Описание: AT&T Bell Laboratory предложила и стала отраслевым стандартом для расчета значения MTBF коммерческих электронных продуктов

Метод испытания MTBF
Существует три типа методов испытаний MTBF:
1. Испытание полного жизненного цикла: испытание полного жизненного цикла требует, чтобы все образцы в конечном итоге провалились в испытании, и MTBF можно рассчитать с помощью простого среднего арифметического значения;
2. Пробная последовательность сокращения: во время испытания 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, отклонить или продолжить испытание;
3. испытание сокращения времени или фиксированного числа: во время испытания испытываемое оборудование непрерывно или с короткими интервалами контролируется,и накопленное время соответствующего испытания сохраняется до превышения заранее определенного времени соответствующего испытания (принятие) или до наступления заранее определенного количества соответствующих сбоев (отказ).
Примечание: на практике все образцы, подлежащие испытанию, будут проваливаться во время испытания, особенно для продуктов с высоким уровнем надежности.Поэтому этот метод можно использовать только для продуктов с коротким сроком службы..

Испытание MTBF

Стандартная ссылка метода испытания надежности:
GB/T 5080.7-1986 "Испытание надежности оборудования - Испытание достоверности предположения о постоянном уровне отказов"
GB/T 9813.1-2016 5.9 "Общие спецификации для компьютеров - Часть 1: Настольные микрокомпьютеры - Испытание надежности"
GB/T 9813.2-2016 5.9 "Общие спецификации для компьютеров - Часть 2: портативные микрокомпьютеры - испытание надежности"
GB/T 14081-2010 5.9 "Общие спецификации клавиатур для обработки информации - испытание надежности"
GB/T 18220-2012 5.17 "Общая спецификация для проверки надежности и срока службы портативного оборудования для обработки информации в области информационных технологий"

Метод ускорения MTBF
В производственном процессе предприятий необходимо понять надежность продукции и оценить послепродажные риски продукции до выхода из завода.наш традиционный метод расчета MTBF очевидно нецелесообразен, потому что, когда фактическое значение испытания MTBF нашего продукта выходит, продукт почти устарел или заменен, и полученное значение испытания больше не имеет смысла.нам нужно использовать другие методы для моделирования и расчета значения MTBF продукта., например: Метод ускорения MTBF
Метод ускорения MTBF - это метод ускорения испытаний жизнедеятельности в лаборатории.значение MTBF продукта оценивается без ущерба для первоначальных конструктивных характеристик продукта.Факторы ускорения, влияющие на электронные продукты, в основном включают: температуру, влажность, сопротивление, напряжение и т.д.
Стандартная ссылка на испытание методом ускорения:
GB/T 34986-2017 "Метод испытания ускорения продукта"

Пример метода ускорения MTBF
Возьмем, к примеру, монитор компании по производству медицинских изделий в Шанхае, чтобы представить процесс проведения ускоренного теста на жизнь.
Шаг 1. Определить путь оценки в соответствии с характеристиками продукта
Функция является единственной, и проверка всей машины выбрана.
Шаг 2. Определить количество образцов
Шаг 3 Учитывая ожидаемый срок службы и надежность
Ожидаемый срок службы составляет 10 лет с уровнем доверия 99%.и среднее время между неисправностями планируется использовать для моделирования ожидаемого срока службы продукта., то есть MTBF = 10 лет = 87600 ч.
Шаг 4. Определить режим клинического применения
Есть три режима в фазе использования определенного монитора, а именно режим хранения, режим ожидания и режим работы.
Учитывая, что определенный монитор используется для наблюдения за пациентами перед операцией, стресс клинического использования в основном заключается в температуре и влажности.60% RH;
Шаг 6. Определить степень напряжения
Максимально допустимая температура и влажность продукта:
Режим хранения Максимально допустимая температура и влажность: 60°C 93%RH
Максимально допустимая температура и влажность в режиме ожидания: 55°C 85% RH
Рабочий режим Максимально допустимая температура и влажность: 45°C 85% RH
Чтобы избежать повреждения продукта при слишком высокой температуре и избежать введения большего количества переменных из-за изменений температуры, планируется использовать постоянную температуру 45°C,85% RH в качестве температуры и влажности испытания.
Шаг 7. Выберите модель отказа
Исходя из клинического стрессового профиля, обратитесь к ускоренной модели температурного и влажного стресса, предложенной Д.С.Пеком: модель Пека
Шаг 8. Определить значения коэффициентов в модели на основе литературы
Проконсультируйтесь с Telcordia SR-332 2016 версии стандарта предсказания надежности электронных продуктов и определите, что коэффициент Ea равен 1,0 eV и n равен 2.66.
Шаг 9. Вычислить коэффициент ускорения

Модель ускорения:

где n равняется 2.66, Ea = 1,0 eV
Вычислить коэффициент ускорения AF = 2,525 * 11,607 = 29.3
Шаг 10. Определить ускоренное время испытания
Уровень доверия составляет 99%, а таблица нормального распределения Z=2.58
Совокупное время испытания Ttot=MTBF*Z/AF=87600*2.58/29.3=7714h;
Установите разницу в 10%, тогда общее время испытания Ttot=8485h.
Предоставьте 3 прототипа для испытания. Предположим, что у образца нет сбоев и каждое устройство завершило весь испытательный цикл, каждому прототипу требуется время испытания T=8485/3=2828h=117,8 дней.
Шаг 11. Применение стресса
При фактическом использовании продукт используется 7 дней в неделю, 5 часов в день, 3 часа в режиме ожидания, а остальное время - время хранения;
Для симуляции фактического использования продукта продукт подвергается рабочему напряжению в течение 24-часового цикла.Затем ждите в течение 3 часов, и наконец хранится в течение 16 часов.
Шаг 12. Заключение
Три прототипа подвергаются рабочему напряжению в соответствии с пунктом 5 в условиях 45°C и 85% RH. Если в течение 117,8 дней не происходит сбоев в непрерывном испытании,нижний предел значения МТБФ продукта считается 10 лет (с маржой 10%)..

Испытание MTBF

Исходя из вышеперечисленных методов, можно сделать вывод о том, что, хотя испытание временного сокращения и последовательное испытание очень полезны, время испытания слишком долгое,особенно если уровень надежности продукта особенно высок.
Для того, чтобы сократить время выхода на рынок, снизить стоимость продукции и удовлетворить спрос людей на экономичные и эффективные ускоренные методы испытаний,ускоренный метод испытаний решает проблему более эффективноЭтот метод сокращает время испытаний за счет увеличения уровня напряжения испытания продукта или увеличения частоты применения переменного напряжения.и обнаруживает и уменьшает режим отказа продукта, чтобы быстро оценить уровень надежности продукта и повысить его.