Che cos'è la MTBF?
MTBF: tempo medio tra i guasti
Nome completo in inglese: Mean Time Between Failure
Scopo della prova: misurare l'indice di affidabilità di un prodotto (soprattutto dei prodotti elettrici)
Unità: solitamente in ore, ad esempio: 5000000 ore

Come testare la MTBF?

Metodo di prova MTBF
Metodo di previsione MTBF
Il metodo di previsione MTBF consiste nell'immettere vari parametri di fattori influenzanti nel software di prova di simulazione PCT, prendendo un computer portatile (motherboard) come esempio, e inserire le condizioni di prova:Standard di calcolo (standard di calcolo), metodo di calcolo (Calculate Method), temperatura (Temperature), ambiente (Environment), qualità dei componenti (Component Quality), ecc.,il software esegue la modellazione di simulazione basata sui parametri del prodotto nella banca dati delle query e calcola il valore MTBF, che è un valore stimato.
Norme di riferimento per il metodo di previsione dell'affidabilità:
MIL-HDBK-217 "Manuale di previsione dell'affidabilità delle apparecchiature elettroniche"
Nota: il Centro di analisi dell' affidabilità del Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti e il Laboratorio di Roma hanno proposto e diventato uno standard industriale
GJB/Z 299B "Manuale di previsione dell'affidabilità delle apparecchiature elettroniche"
Nota: lo standard militare del mio paese
Bellcore SR-332 "Procedura di previsione dell'affidabilità delle apparecchiature elettroniche"
Nota: AT&TBell Laboratories ha proposto e divenuto lo standard del settore per il calcolo dei valori MTBF per i prodotti elettronici commerciali.

Metodo sperimentale MTBF
Esistono tre tipi di metodi sperimentali MTBF:
1. Prova di vita completa: la prova di vita completa richiede che tutti i campioni finiscano per fallire durante la prova e il MTBF può essere calcolato utilizzando una media aritmetica semplice;
2- Prova sequenziale censurata: durante la prova, the equipment under test is monitored continuously or at short intervals and the accumulated relevant test time and the number of relevant failures are compared with the criteria for determining whether to accept, respingere o continuare la prova. ;
3- prova di censura in tempo o numero fisso: durante la prova l'apparecchiatura sottoposta a prova è monitorata continuamente o a brevi intervalli,e il tempo di prova corrispondente viene accumulato fino a superare o superare il tempo di prova corrispondente predeterminato (accettazione) o si verifica un numero predeterminato di guasti corrispondenti (rifiuto). ricevere).
Nota: in pratica, tutti i campioni da testare falliscono durante il processo di prova, in particolare per i prodotti con elevati livelli di affidabilità, il tempo di prova può essere di diversi anni,dieci anni o anche centinaia di anni, quindi questo metodo può essere utilizzato solo per i prodotti con una durata di vita più breve.

Prova MTBF

Referenza standard per i metodi di prova di affidabilità:
GB/T 5080.7-1986 "Prove di affidabilità delle apparecchiature - prove di validità dell'assunzione di un tasso di guasto costante"
GB/T 9813.1-2016 5.9 "Specificazioni generali per computer Parte 1: prova di affidabilità dei microcomputer desktop"
GB/T 9813.2-2016 5.9 "Specificazioni generali per i computer Parte 2: prova di affidabilità dei microcomputer portatili"
GB/T 14081-2010 5.9 "Specificazioni generali per le tastiere per l'elaborazione delle informazioni - Prova di affidabilità"
GB/T 18220-2012 5.17 "Specificazioni generali per la verifica dell'affidabilità e della durata di vita delle apparecchiature portatili di elaborazione dell'informazione in tecnologia dell'informazione"

Metodo di accelerazione MTBF
Nel processo di produzione e produzione delle imprese è necessario comprendere l'affidabilità del prodotto prima di lasciare la fabbrica e valutare il rischio post-vendita del prodotto.In questo caso, il nostro metodo tradizionale di calcolo MTBF è ovviamente non fattibile, perché al momento in cui il valore effettivo di prova MTBF del nostro prodotto viene fuori, il prodotto è quasi arrivato.Dopo essere stati eliminati o aggiornati, i valori di prova ottenuti non sono più significativi. In questo momento, è necessario utilizzare altri metodi per simulare e calcolare il valore del prodotto MTBF, come: metodo di accelerazione MTBF
Il metodo di accelerazione MTBF è un metodo di sperimentazione accelerata della vita in laboratorio.il valore MTBF del prodotto è valutato senza distruggere le caratteristiche di progettazione originali del prodottoI fattori di accelerazione che influenzano i prodotti elettronici comprendono principalmente: temperatura, umidità, resistenza, tensione, ecc.
Metodo accelerato di prova standard di riferimento:
GB/T 34986-2017 "Metodo di prova accelerato del prodotto"

Caso del metodo di accelerazione MTBF
Prendendo come esempio un monitor di una società di dispositivi medici di Shanghai, introdurremo il processo di test di vita accelerata.
Fase 1. Determinare il percorso di valutazione in base alle caratteristiche del prodotto
Funzione unica, scegliere la verifica di tutta la macchina.
Fase 2 - Determinare il numero di campioni
Tre macchine complete.
Fase 3. Data la durata di vita prevista e il livello di affidabilità
La durata di vita prevista è di 10 anni e il livello di affidabilità è del 99%.Si prevede di utilizzare il tempo medio tra i guasti per simulare la vita utile prevista del prodotto., vale a dire MTBF=10 anni=87600h
Fase 4. Determinare i modelli di utilizzo clinico
Un monitor ha tre modalità durante l'uso, vale a dire modalità di stoccaggio, modalità standby e modalità di lavoro.
Fase 5. Determinare il profilo di stress per uso clinico
Considerando che un monitor viene utilizzato per monitorare i pazienti prima dell'intervento chirurgico, lo stress clinico è principalmente la temperatura e l'umidità.
Passo 6. Determina lo stress
La tolleranza massima di temperatura e umidità del prodotto è:
Tolleranza massima di temperatura e umidità in modalità di conservazione: 60°C 93%RH
Tolleranza massima di temperatura e umidità in modalità standby: 55°C 85%RH
Modalità di lavoro Tolleranza massima di temperatura e umidità: 45°C 85%RH
Per evitare danni al prodotto a temperature troppo elevate e per evitare l'introduzione di più variabili dovute a variazioni di temperatura,è previsto l'uso di una temperatura e di un'umidità di prova costanti a 45°C e 85% RH.
Passaggio 7. Selezionare il modello di guasto
Secondo il profilo di stress clinico, fare riferimento al modello accelerato di stress di temperatura e umidità proposto da D.S. Peck:
Fase 8. Determinare i valori dei coefficienti nel modello sulla base dei dati della letteratura
Verificare la versione 2016 dello standard di previsione dell'affidabilità dei prodotti elettronici Telcordia SR-332.66.
Fase 9. Calcolare il fattore di accelerazione

Modello di accelerazione:

Tra questi, n è 2.66, Ea è 1,0 eV
Calcolare il fattore di accelerazione AF = 2,525 * 11,607 = 29.3
Fase 10. Determinare il tempo di prova accelerato
Il livello di affidabilità è del 99%.58
Il tempo di prova cumulativo Ttot=MTBF*Z/AF=87600*2,58/29,3=7714h;
Se si imposta un margine del 10%, il tempo totale di prova è Ttot=8485h.
Si prevede che i campioni non funzionino male e che ciascun dispositivo completi l'intero ciclo di prova, ogni prototipo richiede un tempo di prova T=8485/3=2828h=117,8 giorni.
Fase 11. Applicazione dello stress
In caso di utilizzo effettivo del prodotto, esso è utilizzato 7 giorni alla settimana, 5 ore al giorno, 3 ore in standby e il resto del tempo è di conservazione;
Al fine di simulare l'uso effettivo del prodotto, lo sforzo di lavoro viene applicato al prodotto in un ciclo di 24 ore.Allora aspettate per 3 ore., e infine conservare per 16 ore.
Fase 12.Conclusione
Tre prototipi sono sottoposti a sollecitazioni di funzionamento secondo le modalità specificate al punto 5 in un ambiente a 45°C e 85% RH. Se la prova continua per 117,8 giorni senza errore,il limite inferiore del valore MTBF del prodotto è considerato di 10 anni (con un margine del 10%).

Prova MTBF

Si può concludere dai metodi di cui sopra che, sebbene metodi come il test di censura cronometrata e il test sequenziale siano molto utili, il tempo di prova è troppo lungo,specialmente quando il livello di affidabilità del prodotto è particolarmente elevato.
Nella produzione effettiva, al fine di ridurre il tempo di commercializzazione del prodotto, ridurre i costi del prodotto e soddisfare le esigenze delle persone per metodi di prova accelerati economici ed efficienti,metodi di prova accelerati risolvono i problemi in modo più efficaceQuesto metodo accorcia il tempo di prova aumentando il livello di sollecitazione del prodotto sottoposto a prova o aumentando la frequenza di applicazione di sollecitazioni alternate.e scopre e riduce le modalità di guasto del prodotto, in modo da valutare rapidamente il livello di affidabilità del prodotto e aumentarlo.