Làm thế nào để kiểm tra MTBF?

MTBF là gì?

MTBF: Thời gian trung bình giữa thất bại

Mục đích thử nghiệm: Để đo độ tin cậy của một sản phẩm (đặc biệt là các sản phẩm điện)

Đơn vị: Thông thường trong giờ, chẳng hạn như: 5000000 giờ

Làm thế nào để kiểm tra MTBF?

Phương pháp thử nghiệm MTBF

Phương pháp dự đoán MTBF

Phương pháp dự đoán MTBF là nhập các thông số yếu tố ảnh hưởng khác nhau vào phần mềm thử nghiệm mô phỏng PCT.Tính toán chuẩn, Phương pháp tính toán, nhiệt độ, môi trường, chất lượng thành phần, v.v. Phần mềm mô phỏng và mô hình hóa các thông số sản phẩm trong cơ sở dữ liệu truy vấn và tính toán giá trị MTBF,là một giá trị ước tính.

Tiêu chuẩn tham chiếu cho các phương pháp dự đoán độ tin cậy:
MIL-HDBK-217 "Sổ tay dự đoán độ tin cậy thiết bị điện tử"
Mô tả: Được đề xuất bởi Trung tâm Phân tích độ tin cậy của Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ và Phòng thí nghiệm Rome và trở thành một tiêu chuẩn công nghiệp
GJB/Z 299B "Sổ tay dự đoán độ tin cậy thiết bị điện tử"
Mô tả: tiêu chuẩn quân sự của đất nước tôi
Bellcore SR-332 "Phương pháp dự đoán độ tin cậy thiết bị điện tử"
Mô tả: AT & T Bell Laboratory đề xuất và trở thành tiêu chuẩn ngành công nghiệp để tính giá trị MTBF của các sản phẩm điện tử thương mại

Phương pháp thử nghiệm MTBF
Có ba loại phương pháp thử nghiệm MTBF:
1. Thử nghiệm toàn bộ cuộc sống: Thử nghiệm toàn bộ cuộc sống đòi hỏi tất cả các mẫu cuối cùng đều thất bại trong thử nghiệm, và MTBF có thể được tính bằng cách sử dụng một trung bình số học đơn giản;
2. Thử nghiệm chuỗi cắt ngắn: Trong quá trình thử nghiệm, 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, từ chối hoặc tiếp tục thử nghiệm;
3. Kiểm tra thời gian hoặc số lượng cố định: Trong quá trình kiểm tra, thiết bị được kiểm tra được theo dõi liên tục hoặc trong khoảng thời gian ngắn,và thời gian thử nghiệm có liên quan tích lũy được tích lũy cho đến khi vượt quá thời gian thử nghiệm có liên quan được xác định trước (chấp nhận) hoặc số lượng lỗi có liên quan được xác định trước xảy ra (từ chối).
Lưu ý: Trong thực tế, tất cả các mẫu được thử nghiệm sẽ thất bại trong quá trình thử nghiệm, đặc biệt là đối với các sản phẩm có mức độ tin cậy cao. Thời gian thử nghiệm có thể là vài năm, mười năm hoặc thậm chí hàng trăm năm,Vì vậy, phương pháp này chỉ có thể được sử dụng cho các sản phẩm có tuổi thọ ngắn.

Xét nghiệm MTBF

Phương pháp thử nghiệm độ tin cậy tiêu chuẩn tham chiếu:
GB/T 5080.7-1986 "Kiểm tra độ tin cậy thiết bị - Kiểm tra tính hợp lệ của giả định tỷ lệ thất bại liên tục"
GB/T 9813.1-2016 5.9 "Các thông số kỹ thuật chung cho máy tính - Phần 1: Máy vi tính máy tính để bàn - Kiểm tra độ tin cậy"
GB/T 9813.2-2016 5.9 "Các thông số kỹ thuật chung cho máy tính - Phần 2: Máy vi tính di động - Kiểm tra độ tin cậy"
GB/T 14081-2010 5.9 "Các thông số kỹ thuật chung cho bàn phím xử lý thông tin - Kiểm tra độ tin cậy"
GB/T 18220-2012 5.17 "Điều kỹ thuật chung về kiểm tra độ tin cậy và tuổi thọ của thiết bị xử lý thông tin cầm tay công nghệ thông tin"

Phương pháp gia tốc MTBF
Trong quá trình sản xuất của các doanh nghiệp, cần phải hiểu độ tin cậy của sản phẩm và đánh giá rủi ro sau bán hàng của sản phẩm trước khi rời khỏi nhà máy.phương pháp tính toán MTBF truyền thống của chúng tôi rõ ràng là không khả thi, bởi vì khi giá trị thử nghiệm MTBF thực tế của sản phẩm của chúng tôi ra, sản phẩm gần như đã lỗi thời hoặc được thay thế, và giá trị thử nghiệm thu được không còn ý nghĩa.chúng ta cần sử dụng các phương pháp khác để mô phỏng và tính toán giá trị MTBF của sản phẩm, chẳng hạn như: Phương pháp gia tốc MTBF
Phương pháp tăng tốc MTBF là một phương pháp tăng tốc thử nghiệm cuộc sống trong phòng thí nghiệm.Giá trị MTBF của sản phẩm được đánh giá mà không phá hủy các đặc điểm thiết kế ban đầu của sản phẩmCác yếu tố gia tốc ảnh hưởng đến các sản phẩm điện tử chủ yếu bao gồm: nhiệt độ, độ ẩm, điện trở, điện áp, vv.
Tiêu chuẩn tham chiếu thử nghiệm phương pháp gia tốc:
GB/T 34986-2017 "Phương pháp thử nghiệm gia tốc sản phẩm"

Trường hợp phương pháp gia tốc MTBF
Hãy lấy một màn hình của một công ty thiết bị y tế ở Thượng Hải làm ví dụ để giới thiệu quá trình thực hiện thử nghiệm cuộc sống tăng tốc.
Bước 1. Xác định con đường đánh giá theo đặc điểm của sản phẩm
Chức năng là duy nhất, và toàn bộ xác minh máy được chọn.
Bước 2. Xác định số lượng mẫu
3 máy hoàn thành. Bước 3. Với tuổi thọ và độ tin cậy dự kiến
Tuổi thọ sử dụng dự kiến là 10 năm, với mức độ tin cậy là 99%.và thời gian trung bình giữa các lỗi được dự kiến sẽ được sử dụng để mô phỏng tuổi thọ dự kiến của sản phẩm, tức là MTBF = 10 năm = 87600h
Bước 4. Xác định chế độ sử dụng lâm sàng
Có ba chế độ trong giai đoạn sử dụng của một màn hình nhất định, cụ thể là chế độ lưu trữ, chế độ chờ và chế độ làm việc.
Xét rằng một màn hình nhất định được sử dụng để theo dõi bệnh nhân trước khi phẫu thuật, áp lực sử dụng lâm sàng chủ yếu là nhiệt độ và độ ẩm.60% RH;
Bước 6: Xác định mức độ căng thẳng
Nhiệt độ và độ ẩm tối đa cho sản phẩm là:
Chế độ lưu trữ nhiệt độ và độ ẩm tối đa cho phép: 60°C 93%RH
Chế độ chờ nhiệt độ và độ ẩm tối đa cho phép: 55°C 85%RH
Chế độ làm việc nhiệt độ và độ ẩm tối đa cho phép: 45°C 85%RH
Để tránh làm hỏng sản phẩm ở nhiệt độ quá cao và tránh đưa ra nhiều biến số do thay đổi nhiệt độ, dự kiến sẽ sử dụng nhiệt độ 45 °C liên tục,85%RH như nhiệt độ và độ ẩm thử nghiệm.
Bước 7. Chọn mô hình thất bại
Dựa trên hồ sơ căng thẳng lâm sàng, tham khảo mô hình tăng tốc của căng thẳng nhiệt độ và độ ẩm do D.S.Peck đề xuất: Mô hình Peck
Bước 8. Xác định các giá trị hệ số trong mô hình dựa trên tài liệu
Xem Telcordia SR-332 phiên bản 2016 của tiêu chuẩn dự đoán độ tin cậy sản phẩm điện tử và xác định rằng hệ số Ea là 1,0eV và n là 2.66.
Bước 9. Tính toán nhân tăng tốc

Mô hình gia tốc:

Nơi n là 2.66, Ea là 1.0eV
Tính toán hệ số gia tốc AF = 2,525 * 11,607 = 29.3
Bước 10. Xác định thời gian thử nghiệm tăng tốc
Mức độ tin cậy là 99%, và bảng phân bố bình thường là Z = 2.58
Thời gian thử nghiệm tích lũy Ttot=MTBF*Z/AF=87600*2.58/29.3=7714h;
Đặt biên 10%, sau đó tổng thời gian thử nghiệm là Ttot = 8485h.
Cung cấp 3 nguyên mẫu để thử nghiệm. Giả sử mẫu không bị hỏng và mỗi thiết bị đã hoàn thành toàn bộ chu kỳ thử nghiệm, mỗi nguyên mẫu đòi hỏi thời gian thử nghiệm là T = 8485 / 3 = 2828h = 117,8 ngày.
Bước 11. áp dụng căng thẳng
Khi sử dụng thực tế, sản phẩm được sử dụng 7 ngày một tuần, 5 giờ một ngày, 3 giờ trong trạng thái chờ, và phần còn lại là thời gian lưu trữ;
Để mô phỏng việc sử dụng thực tế của sản phẩm, sản phẩm phải chịu áp lực làm việc trong một chu kỳ 24 giờ.sau đó chờ 3 giờ., và cuối cùng lưu trữ trong 16 giờ.
Bước 12.
Ba mẫu thử nghiệm phải chịu áp lực làm việc theo cách được chỉ định trong phần 5 trong môi trường 45 °C và 85% RH. Nếu không có sự cố trong thử nghiệm liên tục trong 117,8 ngày,giới hạn thấp nhất của giá trị MTBF của sản phẩm được coi là 10 năm (với biên 10%).

Xét nghiệm MTBF

Từ các phương pháp trên, có thể kết luận rằng mặc dù thử nghiệm cắt ngắn theo thời gian và thử nghiệm theo trình tự rất hữu ích, nhưng thời gian thử nghiệm quá dài,đặc biệt là khi mức độ tin cậy của sản phẩm là đặc biệt cao.
Trong sản xuất thực tế, để rút ngắn thời gian ra thị trường, giảm chi phí sản phẩm và đáp ứng nhu cầu của mọi người về các phương pháp thử nghiệm tăng tốc kinh tế và hiệu quả,phương pháp thử nghiệm tăng tốc giải quyết vấn đề hiệu quả hơnPhương pháp này rút ngắn thời gian thử nghiệm bằng cách tăng mức độ căng thẳng của thử nghiệm sản phẩm hoặc tăng tần suất áp dụng căng thẳng thay thế,và phát hiện và giảm chế độ thất bại của sản phẩm, để nhanh chóng đánh giá mức độ tin cậy của sản phẩm và tăng nó.