Was ist MTBF?
MTBF: Durchschnittliche Zeit zwischen Ausfällen
Vollständiger englischer Name: Mean Time Between Failure
Zweck der Prüfung: Messung des Zuverlässigkeitsindex eines Produkts (insbesondere elektrischer Produkte)
Einheit: üblicherweise in Stunden, z. B.: 5000000 Stunden

Wie wird MTBF getestet?

Prüfmethode MTBF
MTBF-Vorhersagemethode
Die MTBF-Vorhersagemethode besteht darin, verschiedene Einflussfaktorenparameter in die Simulationsprüfsoftware PCT einzugeben, wobei ein Laptop (Motherboard) als Beispiel zu nehmen ist, und die Prüfbedingungen einzugeben:Berechnungsstandard (Rechnungsstandard), Berechnungsmethode (Calculate Method), Temperatur (Temperature), Umgebung (Environment), Komponentenqualität (Component Quality) usw.,Die Software führt eine Simulationsmodellierung anhand der Produktparameter in der Abfrage-Datenbank durch und berechnet den MTBF-Wert., was ein geschätzter Wert ist.
Referenznormen für die Methode zur Vorhersage der Zuverlässigkeit:
MIL-HDBK-217 "Handbuch zur Vorhersage der Zuverlässigkeit elektronischer Geräte"
Anmerkung: Das U.S. Department of Defense Reliability Analysis Center und das Rome Laboratory schlugen einen Industriestandard vor
GJB/Z 299B "Handbuch zur Vorhersage der Zuverlässigkeit elektronischer Geräte"
Anmerkung: Militärstandard meines Landes
Bellcore SR-332 "Verfahren zur Vorhersage der Zuverlässigkeit elektronischer Geräte"
Anmerkung: AT&TBell Laboratories schlug den Industriestandard für die Berechnung von MTBF-Werten für kommerzielle elektronische Produkte vor und wurde dieser.

Versuchsmethode MTBF
Es gibt drei Arten von MTBF-Versuchsmethoden:
1. Volllebenszeitprüfung: Die Volllebenszeitprüfung setzt voraus, dass alle Proben während der Prüfung schließlich fehlschlagen, und die MTBF kann anhand eines einfachen arithmetischen Durchschnitts berechnet werden;
2- Zensurierter Sequenztest: Während des Tests 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, ablehnen oder die Prüfung fortsetzen. ;
3. Zeit- oder Zahlenzensurtest: Während des Tests wird die zu prüfende Ausrüstung kontinuierlich oder in kurzen Abständen überwacht.und die entsprechende Prüfzeit bis zur oder über die vorgegebene relevante Prüfzeit (Annahme) oder bis zu einer vorgegebenen Anzahl relevanter Ausfälle (Ablehnung) angesammelt wird. empfangen).
Anmerkung: In der Praxis scheitern alle zu prüfenden Proben während des Prüfprozesses.Zehn Jahre oder sogar Hunderte von Jahren, so dass diese Methode nur für Produkte mit kürzerer Lebensdauer verwendet werden kann.

MTBF-Prüfung

Standardreferenz für die Zuverlässigkeitsprüfmethoden:
GB/T 5080.7-1986 "Anlagezuverlässigkeitsprüfung - Gültigkeitsprüfung der Annahme einer konstanten Ausfallrate"
GB/T 9813.1-2016 5.9 "Allgemeine Spezifikationen für Computer Teil 1: Zuverlässigkeitsprüfung von Desktop-Mikrocomputern"
GB/T 9813.2-2016 5.9 "Allgemeine Spezifikationen für Computer Teil 2: Zuverlässigkeitsprüfung von tragbaren Mikrocomputern"
GB/T 14081-2010 5.9 "Allgemeine Spezifikationen für Tastaturen zur Informationsverarbeitung - Zuverlässigkeitsprüfung"
GB/T 18220-2012 5.17 "Allgemeine Spezifikationen für die Zuverlässigkeits- und Lebensdauerprüfung von handgeführten Informationsverarbeitungsgeräten der Informationstechnologie"

Beschleunigungsmethode MTBF
Im Produktions- und Herstellungsprozess von Unternehmen ist es notwendig, die Zuverlässigkeit des Produkts zu verstehen, bevor es die Fabrik verlässt, und das Risiko des Produkts nach dem Verkauf zu bewerten.In diesem Fall, ist unsere traditionelle MTBF-Berechnungsmethode offensichtlich nicht machbar, denn wenn der tatsächliche MTBF-Prüfwert unseres Produkts herauskommt, ist das Produkt fast angekommen.Nach der Löschung oder Aktualisierung, sind die erhaltenen Prüfwerte nicht mehr sinnvoll. Zur Zeit müssen wir andere Methoden zur Simulation und Berechnung des Produkt-MTBF-Wertes verwenden, wie z. B.:
Die MTBF-Beschleunigungsmethode ist eine Methode zur beschleunigten Lebenszeitprüfung im Labor.der MTBF-Wert des Produkts wird bewertet, ohne dass die ursprünglichen Konstruktionsmerkmale des Produkts zerstört werdenZu den Beschleunigungsfaktoren, die sich auf elektronische Produkte auswirken, gehören hauptsächlich: Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Widerstand, Spannung usw.
Standardreferenz für die Prüfung mit beschleunigter Methode:
GB/T 34986-2017 "Beschleunigte Prüfmethode für Produkte"

Fall der MTBF-Beschleunigungsmethode
Nehmen wir als Beispiel einen Monitor eines Medizinprodukteherstellers in Shanghai, wir werden den Prozess der beschleunigten Lebensprüfung einführen.
Schritt 1. Bestimmung des Bewertungspfades auf der Grundlage der Produktmerkmale
Eine Funktion, wählen Sie die Verifizierung der gesamten Maschine.
Schritt 2. Bestimmung der Anzahl der Proben
Drei komplette Maschinen.
Schritt 3. Angesichts der erwarteten Lebensdauer und des Vertrauensniveaus
Die voraussichtliche Lebensdauer beträgt 10 Jahre und das Konfidenzniveau 99% Die voraussichtliche Lebensdauer des Produkts beträgt 10 Jahre.Es ist geplant, die mittlere Zeit zwischen Ausfällen zu verwenden, um die erwartete Lebensdauer des Produkts zu simulieren., d. h. MTBF=10 Jahre=87600h
Schritt 4. Bestimmung der klinischen Verwendungsmuster
Ein bestimmter Monitor verfügt während des Betriebs über drei Modi, nämlich Speichermodus, Standby-Modus und Arbeitsmodus.
Schritt 5. Bestimmung des Stressprofils für die klinische Anwendung
In Anbetracht der Tatsache, dass ein Monitor zur Überwachung von Patienten vor der Operation verwendet wird, ist der klinische Stress hauptsächlich durch Temperatur und Luftfeuchtigkeit bedingt.
Schritt 6. Ermitteln Sie den Stress
Die maximale Temperatur- und Feuchtigkeitsverträglichkeit des Produkts beträgt:
Maximale Temperatur- und Feuchtigkeitsdurchlässigkeit im Lagermodus: 60°C 93%RH
Maximale Temperatur- und Feuchtigkeitsdurchlässigkeit im Standby-Modus: 55°C 85% RH
Betriebsmodus Höchsttemperatur- und Feuchtigkeitsdurchlässigkeit: 45°C 85% RH
Um bei zu hohen Temperaturen eine Produktbeschädigung zu vermeiden und um nicht mehr Variablen aufgrund von Temperaturänderungen einzuführen,Es ist geplant, eine konstante Temperatur von 45°C und eine Feuchtigkeit von 85% RH als Prüftemperatur zu verwenden..
Schritt 7. Auswahl des Ausfallmodells
Gemäß dem klinischen Stressprofil verweisen wir auf das beschleunigte Modell von Temperatur- und Luftfeuchtigkeitstress, das von D.S. Peck vorgeschlagen wurde:
Schritt 8. Festlegen der Koeffizientenwerte im Modell auf der Grundlage von Literaturdaten
Überprüfen Sie die Telcordia SR-332 2016 Version des elektronischen Produktzuverlässigkeitsprognosestandards. Der Bestimmungskoeffizient Ea beträgt 1,0 eV und n beträgt 2.66.
Schritt 9. Berechnen Sie den Beschleunigungsfaktor

Beschleunigungsmodell:

Unter ihnen ist n 2.66, Ea ist 1,0 eV
Berechnen Sie den Beschleunigungsfaktor AF=2,525*11,607=29.3
Schritt 10. Bestimmung der beschleunigten Prüfzeit
Das Vertrauensniveau ist 99%.58
Die Gesamtprüfzeit Ttot=MTBF*Z/AF=87600*2,58/29,3=7714h;
Bei einer Marge von 10% beträgt die Gesamtprüfzeit Ttot=8485h.
Unter der Annahme, dass die Proben nicht fehlerhaft funktionieren und jedes Gerät den gesamten Testzyklus abschließt, benötigt jeder Prototyp eine Testzeit von T=8485/3=2828h=117,8 Tagen.
Schritt 11. Anwendungen von Stress
Bei der tatsächlichen Verwendung des Produkts wird es 7 Tage die Woche, 5 Stunden am Tag, 3 Stunden Standby verwendet und der Rest der Zeit ist die Aufbewahrungszeit;
Um die tatsächliche Verwendung des Produkts zu simulieren, wird das Produkt in einem 24-Stunden-Zyklus betätigt, wobei es in jedem 24-Stunden-Zyklus zunächst 5 Stunden kontinuierlich arbeitet.Dann warten Sie 3 Stunden., und schließlich für 16 Stunden lagern.
Schritt 12. Schlussfolgerung
Drei Prototypen werden in einer Umgebung von 45°C und 85% Höhenfeuchtigkeit in der in Abschnitt 5 beschriebenen Weise einer Arbeitsbelastung ausgesetzt.die unterste Grenze des MTBF-Wertes des Erzeugnisses gilt als 10 Jahre (mit einer Marge von 10%).

MTBF-Prüfung

Aus den vorstehenden Methoden kann der Schluss gezogen werden, dass zwar Methoden wie zeitlich begrenzter Zensur-Test und sequentieller Test sehr nützlich sind, die Testzeit jedoch zu lang ist.Vor allem, wenn die Zuverlässigkeit des Produktes besonders hoch ist.
In der tatsächlichen Produktion, um die Markteinführungszeit zu verkürzen, die Produktkosten zu senken und den Bedarf der Menschen an wirtschaftlichen und effizienten beschleunigten Prüfmethoden zu befriedigen,Beschleunigte Prüfmethoden lösen Probleme effektiverDiese Methode verkürzt die Prüfzeit durch Erhöhung des Spannungsniveaus der Produktprüfung oder durch Erhöhung der Häufigkeit der Wechselspannung,und entdeckt und reduziert die Ausfallmodi des Produkts, um das Zuverlässigkeitsniveau des Produkts schnell zu bewerten und zu erhöhen.