¿Cómo se prueba el MTBF?

¿Qué es MTBF?

MTBF: Tiempo medio entre el fracaso

Objetivo del ensayo: medir la fiabilidad de un producto (especialmente productos eléctricos)

Unidad: por lo general en horas, por ejemplo: 5000000 horas

¿Cómo se prueba el MTBF?

Método de ensayo MTBF

Método de predicción de la MTBF

El método de predicción de MTBF consiste en introducir varios parámetros de factores influyentes en el software de prueba de simulación PCT. Tomando una computadora portátil (motherboard) como ejemplo, introduzca las condiciones de prueba:Calcular el estándarEl software simula y modela los parámetros del producto en la base de datos de consulta y calcula el valor MTBF.que es un valor estimado.

Normas de referencia para los métodos de predicción de la fiabilidad:
MIL-HDBK-217 "Manual de predicción de la fiabilidad de los equipos electrónicos"
Descripción: Propuesto por el Centro de Análisis de Confiabilidad del Departamento de Defensa de los Estados Unidos y el Laboratorio de Roma y se convirtió en un estándar de la industria
GJB/Z 299B "Manual de predicción de la fiabilidad de los equipos electrónicos"
Descripción: el estandarte militar de mi país
Bellcore SR-332 "Procedimiento de predicción de la fiabilidad de los equipos electrónicos"
Descripción: AT&T Bell Laboratory propuso y se convirtió en el estándar de la industria para calcular el valor MTBF de los productos electrónicos comerciales

Método de ensayo MTBF
Existen tres tipos de métodos de ensayo MTBF:
1. Prueba de vida útil completa: la prueba de vida útil completa requiere que todas las muestras eventualmente fallen en la prueba, y el MTBF se puede calcular utilizando una media aritmética simple;
2Prueba secuencial de truncado: durante el ensayo, 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, rechazar o continuar el ensayo;
3. Prueba de truncado por tiempo o número fijo: durante el ensayo, se supervisa el equipo sometido a ensayo de forma continua o a intervalos cortos,y el tiempo de ensayo relevante acumulado se acumula hasta que se supera el tiempo de ensayo relevante predeterminado (aceptación) o se produce el número predeterminado de fallos relevantes (rechazo).
Nota: En la práctica, todas las muestras a probar fallarán durante el ensayo, especialmente para productos con altos niveles de fiabilidad.Por lo tanto, este método sólo se puede utilizar para productos con una vida útil corta..

Prueba de la FABM

Método de ensayo de fiabilidad de referencia:
GB/T 5080.7-1986 "Ensayo de fiabilidad del equipo - Prueba de validez del supuesto de tasa de falla constante"
GB/T 9813.1-2016 5.9 "Especificaciones generales para ordenadores - Parte 1: Microordenadores de escritorio - Prueba de fiabilidad"
GB/T 9813.2-2016 5.9 "Especificaciones generales para ordenadores - Parte 2: Microordenadores portátiles - Prueba de fiabilidad"
GB/T 14081-2010 5.9 "Especificaciones generales para teclados de procesamiento de información - Prueba de fiabilidad"
GB/T 18220-2012 5.17 "Especificación general para el ensayo de fiabilidad y vida útil de los equipos de procesamiento de información portátiles de tecnología de la información"

Método de aceleración MTBF
En el proceso de fabricación de las empresas, es necesario comprender la fiabilidad de los productos y evaluar los riesgos posteriores a la venta de los productos antes de salir de la fábrica.Nuestro método tradicional de cálculo de MTBF es obviamente no factible, porque cuando el valor de prueba MTBF real de nuestro producto sale, el producto está casi obsoleto o reemplazado, y el valor de prueba obtenido ya no tiene sentido.necesitamos utilizar otros métodos para simular y calcular el valor MTBF del producto, como por ejemplo: MTBF Aceleración Método
El método de aceleración MTBF es un método para acelerar las pruebas de vida en el laboratorio.el valor MTBF del producto se evalúa sin destruir las características de diseño originales del producto;Los factores de aceleración que afectan a los productos electrónicos incluyen principalmente: temperatura, humedad, resistencia, voltaje, etc.
En el caso de los vehículos de las categorías M1, M2 y M3, el valor de referencia será el valor de referencia de los vehículos de las categorías M2 y M3.
El método de ensayo de aceleración del producto

El caso del método de aceleración MTBF
Tomemos un monitor de una empresa de dispositivos médicos en Shanghai como ejemplo para introducir el proceso de llevar a cabo pruebas de vida acelerada.
Paso 1. Determinar el camino de evaluación según las características del producto
La función es única y se selecciona la verificación de toda la máquina.
Paso 2. Determinar el número de muestras
3 máquinas completas. Paso 3. Dada la vida útil y la confianza esperadas
La vida útil esperada es de 10 años, con un nivel de confianza del 99%.y se prevé utilizar el tiempo medio entre fallos para simular la vida útil esperada del producto., es decir, MTBF = 10 años = 87600h
Paso 4. Determinar el modo de uso clínico
Hay tres modos en la fase de uso de un determinado monitor, a saber, modo de almacenamiento, modo de espera y modo de trabajo.
Considerando que se utiliza un determinado monitor para controlar a los pacientes antes de la cirugía, la tensión de uso clínico es principalmente la temperatura y la humedad.60% de RH;
Paso 6. Determine la magnitud de la tensión
La temperatura y la humedad máximas tolerables del producto son:
Modo de almacenamiento Temperatura y humedad máximas tolerables: 60°C 93%RH
Modo de espera: temperatura y humedad máximas tolerables: 55°C 85%RH
Modo de trabajo Temperatura y humedad máximas tolerables: 45°C 85%RH
Con el fin de evitar daños en el producto a una temperatura demasiado alta y evitar la introducción de más variables debido a los cambios de temperatura, se prevé utilizar una temperatura constante de 45°C,85%RH como temperatura y humedad de ensayo.
Paso 7. Seleccione el modelo de fallo
Basado en el perfil de estrés clínico, se refiere al modelo acelerado de estrés de temperatura y humedad propuesto por D.S.Peck: modelo de Peck
Paso 8. Determinar los valores de los coeficientes en el modelo basado en la literatura
Consulte la versión 2016 de Telcordia SR-332 de la norma de predicción de la fiabilidad de los productos electrónicos y determine que el coeficiente Ea es 1,0 eV y n es 2.66.
Paso 9. Calcular el factor de aceleración

Modelo de aceleración:

Donde n es 2.66, Ea es 1,0 eV
Calcular el coeficiente de aceleración AF = 2,525 * 11,607 = 29.3
Paso 10. Determinar el tiempo de prueba acelerado
El nivel de confianza es del 99%, y la tabla de distribución normal es Z=2.58
el tiempo de ensayo acumulado Ttot=MTBF*Z/AF=87600*2,58/29,3=7714h;
Si se establece un margen del 10%, entonces el tiempo total de ensayo es Ttot=8485h.
Proporcionar 3 prototipos para ensayo. Suponiendo que la muestra no tenga fallas y que cada dispositivo haya completado todo el ciclo de prueba, cada prototipo requiere un tiempo de prueba de T=8485/3=2828h=117,8 días.
Paso 11. Aplicación del estrés
En caso de uso real, el producto se utilizará 7 días a la semana, 5 horas al día, 3 horas en modo de espera y el resto del tiempo será el tiempo de almacenamiento.
Con el fin de simular el uso real del producto, el producto se somete a tensiones de trabajo en un ciclo de 24 horas.Luego espera por 3 horas, y finalmente se almacena durante 16 horas.
Paso 12. Conclusión
Los tres prototipos se someten a tensiones de trabajo de la manera especificada en la sección 5 en un ambiente de 45°C y 85% de Hg. Si no se produce ningún fallo en el ensayo continuo durante 117,8 días,el límite inferior del valor MTBF del producto se considera de 10 años (con un margen del 10%).

Prueba de la FABM

A partir de los métodos anteriores, se puede concluir que, aunque el ensayo de truncamiento cronometrado y el ensayo secuencial son muy útiles, el tiempo de ensayo es demasiado largo,especialmente cuando el nivel de fiabilidad del producto es particularmente alto.
En la producción real, con el fin de acortar el tiempo de comercialización, reducir los costos del producto y satisfacer la demanda de la gente de métodos de ensayo acelerados económicos y eficientes,el método de ensayo acelerado resuelve el problema de manera más eficazEste método acorta el tiempo de ensayo aumentando el nivel de tensión de ensayo del producto o aumentando la frecuencia de aplicación de tensión alterna.y descubre y reduce el modo de fallo del producto, con el fin de evaluar rápidamente el nivel de fiabilidad del producto y aumentarlo.