Wie wird MTBF getestet?

Was ist MTBF?

MTBF: Durchschnittliche Zeit zwischen dem Versagen

Zweck der Prüfung: Messung der Zuverlässigkeit eines Produkts (insbesondere elektrischer Produkte)

Einheit: in der Regel in Stunden, z. B.: 5000000 Stunden

Wie wird MTBF getestet?

Prüfmethode MTBF

MTBF-Vorhersagemethode

MTBF-Vorhersagemethode besteht darin, verschiedene Einflussfaktorparameter in die Simulations-Testsoftware PCT einzugeben.Berechnung der Norm, Berechnungsmethode, Temperatur, Umgebung, Komponentenqualität usw. Die Software simuliert und modelliert die Produktparameter in der Abfrage-Datenbank und berechnet den MTBF-Wert,die einen geschätzten Wert darstellt.

Referenznormen für Methoden zur Vorhersage der Zuverlässigkeit:
MIL-HDBK-217 "Handbuch zur Vorhersage der Zuverlässigkeit elektronischer Geräte"
Beschreibung: Von dem U.S. Department of Defense Reliability Analysis Center und dem Rome Laboratory vorgeschlagen und zum Industriestandard geworden
GJB/Z 299B "Handbuch zur Vorhersage der Zuverlässigkeit elektronischer Geräte"
Beschreibung: der Militärstandard meines Landes
Bellcore SR-332 "Verfahren zur Vorhersage der Zuverlässigkeit elektronischer Geräte"
Beschreibung: Das AT&T Bell Laboratory schlug den Industriestandard für die Berechnung des MTBF-Wertes von kommerziellen elektronischen Produkten vor und wurde dieser

Prüfmethode MTBF
Es gibt drei Arten von MTBF-Prüfmethoden:
1. Volllebensdauerprüfung: Bei Volllebensdauerprüfung müssen alle Proben schließlich in der Prüfung fehlschlagen, und die MTBF kann mit Hilfe eines einfachen arithmetischen Mittelwerts berechnet werden;
2. Abkürzungssequenzprüfung: Während der Prüfung 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, die Prüfung ablehnen oder fortführen;
3. Zeit- oder Festnummer-Abkürzungstest: Während der Prüfung wird die geprüfte Ausrüstung kontinuierlich oder in kurzen Abständen überwacht.und die angesammelte relevante Prüfzeit wird bis zur oder über die vorgegebene relevante Prüfzeit (Annahme) oder die vorgegebene Anzahl relevanter Ausfälle (Ablehnung) angesammelt.
Anmerkung: In der Praxis scheitern alle zu prüfenden Proben während des Tests, insbesondere bei Produkten mit hoher Zuverlässigkeit.Daher kann diese Methode nur für Produkte mit kurzer Lebensdauer verwendet werden..

MTBF-Prüfung

Standardreferenz für die Zuverlässigkeitsprüfung:
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: Desktop-Mikrocomputer - Zuverlässigkeitsprüfung"
GB/T 9813.2-2016 5.9 "Allgemeine Spezifikationen für Computer - Teil 2: Tragbare Mikrocomputer - Zuverlässigkeitsprüfung"
GB/T 14081-2010 5.9 "Allgemeine Spezifikationen für Tastaturen zur Informationsverarbeitung - Zuverlässigkeitsprüfung"
GB/T 18220-2012 5.17 "Allgemeine Spezifikation für die Zuverlässigkeits- und Lebensdauerprüfung von Handheld-Informationsverarbeitungsgeräten für Informationstechnologie"

MTBF Beschleunigungsmethode
Im Produktionsprozeß von Unternehmen ist es notwendig, die Zuverlässigkeit der Produkte zu verstehen und die Risiken nach dem Verkauf der Produkte zu bewerten, bevor sie die Fabrik verlassen.Unsere traditionelle MTBF-Berechnungsmethode ist offensichtlich nicht machbar., denn wenn der tatsächliche MTBF-Prüfwert unseres Produktes herauskommt, ist das Produkt fast veraltet oder ersetzt, und der erhaltene Testwert ist nicht mehr sinnvoll.Wir müssen andere Methoden verwenden, um den MTBF-Wert des Produkts zu simulieren und zu berechnen., wie z. B.: MTBF Beschleunigungsmethode
MTBF-Beschleunigungsmethode ist eine Methode zur Beschleunigung des Lebensuntersuchungs in einem 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 Beschleunigungsprüfung:
GB/T 34986-2017 "Product Acceleration Test Method" (Product Beschleunigungsprüfmethode)

Bei der Beschleunigungsmethode MTBF
Nehmen wir als Beispiel einen Monitor eines Medizinprodukteherstellers in Shanghai, um den Prozess der Durchführung eines beschleunigten Lebenstests vorzustellen.
Schritt 1. Entscheiden Sie den Bewertungspfad nach den Merkmalen des Produkts
Die Funktion ist einmalig und die gesamte Maschinenüberprüfung wird ausgewählt.
Schritt 2. Bestimmung der Anzahl der Proben
Schritt 3. Angesichts der erwarteten Lebensdauer und des zuverlässigen
Die voraussichtliche Lebensdauer beträgt 10 Jahre mit einem Konfidenzniveau von 99%.und die mittlere Zeit zwischen den Ausfällen soll zur Simulation der erwarteten Lebensdauer des Produkts verwendet werden., d. h. MTBF = 10 Jahre = 87600h
Schritt 4. Bestimmung der klinischen Anwendung
Schritt 5. Bestimmung des klinischen Anwendungsstressprofils
Da ein bestimmter Monitor zur Überwachung von Patienten vor der Operation verwendet wird, ist die klinische Anwendungsbelastung hauptsächlich Temperatur und Luftfeuchtigkeit.60% RH;
Schritt 6. Ermitteln Sie die Belastungsgröße
Die maximal zulässige Temperatur und Luftfeuchtigkeit des Produkts sind:
Aufbewahrungsmodus Höchst zulässige Temperatur und Luftfeuchtigkeit: 60°C 93% RH
Standby-Modus maximal zulässige Temperatur und Luftfeuchtigkeit: 55°C 85% RH
Betriebsmodus Höchst zulässige Temperatur und Luftfeuchtigkeit: 45°C 85% RH
Um bei zu hoher Temperatur keine Beschädigung des Erzeugnisses zu vermeiden und mehr Variablen aufgrund von Temperaturänderungen zu vermeiden, ist die Verwendung einer konstanten Temperatur von 45°C vorgesehen.85% RH als Prüftemperatur und Luftfeuchtigkeit.
Schritt 7. Auswahl des Ausfallmodells
Auf der Grundlage des klinischen Belastungsprofilen beziehen wir uns auf das beschleunigte Modell von Temperatur- und Luftfeuchtigkeitstress, das von D.S. Peck vorgeschlagen wurde: Peck-Modell
Schritt 8. Festlegen der Koeffizientenwerte im Modell auf der Grundlage der Literatur
Siehe Telcordia SR-332 2016 Version des Standards für die Vorhersage der Zuverlässigkeit elektronischer Produkte und stelle fest, dass der Koeffizient Ea 1,0 eV und n 2 beträgt.66.
Schritt 9. Berechnen Sie den Beschleunigungsfaktor

Beschleunigungsmodell:

Wo n 2 ist.66, Ea ist 1,0 eV
Berechnen Sie den Beschleunigungskoeffizienten AF=2,525*11,607=29.3
Schritt 10. Bestimmung der beschleunigten Prüfzeit
Der Konfidenzniveau beträgt 99% und die normale Verteilung ist Z=2.58
Die kumulative Prüfzeit Ttot=MTBF*Z/AF=87600*2,58/29,3=7714h;
Wenn eine Marge von 10% festgelegt wird, beträgt die Gesamtprüfzeit Ttot=8485h.
Für die Prüfung sind 3 Prototypen vorzulegen. Unter der Annahme, dass die Probe keinen Ausfall aufweist und jedes Gerät den gesamten Testzyklus abgeschlossen hat, benötigt jeder Prototyp eine Testzeit von T=8485/3=2828h=117,8 Tage.
Schritt 11. Anwendungen von Stress
Bei tatsächlicher Verwendung wird das Produkt 7 Tage die Woche, 5 Stunden am Tag, 3 Stunden im Standby-Zustand verwendet, der Rest der Zeit ist die Lagerzeit.
Um den tatsächlichen Gebrauch des Produkts zu simulieren, wird das Produkt in einem 24-Stunden-Zyklus einer Arbeitsbelastung ausgesetzt.Dann warten Sie 3 Stunden., und schließlich für 16 Stunden speichert.
Schritt 12. Schlussfolgerung
Die drei Prototypen werden in einer Umgebung von 45°C und 85% RH 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 die Prüfzeit zwar sehr nützlich ist, aber 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 der Nachfrage der Menschen nach wirtschaftlichen und effizienten beschleunigten Prüfmethoden gerecht zu werden,die beschleunigte Prüfmethode löst das Problem effektiverDiese Methode verkürzt die Prüfzeit durch Erhöhung des Spannungsniveaus der Produktprüfung oder durch Erhöhung der Häufigkeit der Anwendung wechselnder Spannungen.und entdeckt und reduziert den Ausfallmodus des Produkts, um das Zuverlässigkeitsniveau des Produkts schnell zu bewerten und zu erhöhen.