วิธีการทดสอบ MTBF

MTBF คืออะไร?

MTBF: ช่วงเวลาระหว่างการล้มเหลว

วัตถุประสงค์การทดสอบ: เพื่อวัดความน่าเชื่อถือของสินค้า (โดยเฉพาะสินค้าไฟฟ้า)

หน่วย: ปกติเป็นชั่วโมง เช่น: ก.ม. 5000000 ชั่วโมง

วิธีการทดสอบ MTBF

วิธีการทดสอบ MTBF

วิธีการคาดการณ์ MTBF

วิธีการคาดการณ์ MTBF คือการใส่ปารามิเตอร์ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่าง ๆ ในโปรแกรม PCT การทดสอบจําลอง โดยใช้คอมพิวเตอร์แล็ปท็อป (เมเธอร์บอร์ด) เป็นตัวอย่างการคํานวณมาตรฐาน, วิธีการคํานวณ อุณหภูมิ สิ่งแวดล้อม คุณภาพส่วนประกอบ เป็นต้น โปรแกรมจําลองและจําลองปริมาตรสินค้าในฐานข้อมูลการสอบถามและคํานวณค่า MTBFซึ่งเป็นมูลค่าประมาณ.

มาตรฐานมาตรฐานสําหรับวิธีการคาดการณ์ความน่าเชื่อถือ:
MIL-HDBK-217 "คู่มือการคาดการณ์ความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์"
คําอธิบาย: ได้ถูกเสนอโดยศูนย์วิเคราะห์ความน่าเชื่อถือของกระทรวงการป้องกันอเมริกา และห้องปฏิบัติการโรม และกลายเป็นมาตรฐานในอุตสาหกรรม
GJB/Z 299B "คู่มือการคาดการณ์ความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์"
คําอธิบาย: สัญลักษณ์ทหารของประเทศของฉัน
Bellcore SR-332 "วิธีการคาดการณ์ความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์"
คําอธิบาย: AT&T Bell Laboratory ได้เสนอและกลายเป็นมาตรฐานของอุตสาหกรรมในการคํานวณค่า MTBF ของสินค้าอิเล็กทรอนิกส์พาณิชย์

วิธีการทดสอบ MTBF
มีวิธีการทดสอบ MTBF สามประเภท:
1. การทดสอบอายุครบ: การทดสอบอายุครบต้องให้ตัวอย่างทั้งหมดล้มเหลวในการทดสอบในที่สุด และ MTBF สามารถคํานวณได้โดยใช้ค่าเฉลี่ยทางคณิตที่ง่าย
2การทดสอบลําดับการตัด: ระหว่างการทดสอบ 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, ปฏิเสธหรือต่อการทดสอบ
3การทดสอบการตัดเวลาหรือจํานวนคง: ระหว่างการทดสอบ อุปกรณ์ที่ทดสอบถูกติดตามอย่างต่อเนื่องหรือในระยะเวลาสั้นและเวลาทดสอบที่เกี่ยวข้องที่สะสมได้สะสมขึ้นจนกว่าจะเกินเวลาทดสอบที่เกี่ยวข้องที่กําหนดล่วงหน้า (การยอมรับ) หรือจํานวนที่กําหนดล่วงหน้าของความผิดพลาดที่เกี่ยวข้องเกิดขึ้น (การปฏิเสธ).
หมายเหตุ: ในความเป็นจริงตัวอย่างทั้งหมดที่จะถูกทดสอบจะล้มเหลวในระหว่างการทดสอบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสําหรับผลิตภัณฑ์ที่มีระดับความน่าเชื่อถือสูงดังนั้นวิธีนี้สามารถใช้ได้เพียงสําหรับสินค้าที่มีอายุการใช้งานที่สั้น.

การทดสอบ MTBF

วิธีการทดสอบความน่าเชื่อถือมาตรฐาน:
GB/T 5080.7-1986 "การทดสอบความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์ - การทดสอบความเป็นจริงของข้อสมมุติว่าอัตราความผิดพลาดคงที่"
GB/T 9813.1-2016 5.9 "มาตรฐานทั่วไปสําหรับคอมพิวเตอร์ - ส่วนที่ 1: เครื่องคอมพิวเตอร์ขนาดเล็ก - การทดสอบความน่าเชื่อถือ"
GB/T 9813.2-2016 5.9 "มาตรฐานทั่วไปสําหรับคอมพิวเตอร์ - ส่วนที่ 2: ไมโครคอมพิวเตอร์พกพา - การทดสอบความน่าเชื่อถือ"
GB/T 14081-2010 5.9 "มาตรฐานทั่วไปสําหรับคีย์บอร์ดประมวลผลข้อมูล - การทดสอบความน่าเชื่อถือ"
GB/T 18220-2012 5.17 "มาตรฐานทั่วไปสําหรับการทดสอบความน่าเชื่อถือและอายุการใช้งานของอุปกรณ์การประมวลผลข้อมูลเทคโนโลยีข้อมูลมือถือ"

วิธีเร่ง MTBF
ในกระบวนการผลิตของบริษัท จําเป็นต้องเข้าใจความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์ และประเมินความเสี่ยงหลังการขายของผลิตภัณฑ์ ก่อนที่จะออกจากโรงงานวิธีการคํานวณ MTBF แบบดั้งเดิมของเราเป็นที่ชัดเจนว่าไม่เป็นไปได้เพราะเมื่อค่าทดสอบ MTBF ของผลิตภัณฑ์ของเราออกมา ผลิตภัณฑ์เกือบหมดอายุ หรือถูกเปลี่ยน และค่าทดสอบที่ได้รับไม่ได้มีความหมายอีกต่อไปเราจําเป็นต้องใช้วิธีอื่น ๆ เพื่อจําลองและคํานวณค่า MTBF ของสินค้าเช่น: วิธีเร่ง MTBF
วิธีเร่ง MTBF คือวิธีการเร่งการทดสอบชีวิตในห้องปฏิบัติการค่า MTBF ของผลิตภัณฑ์ถูกประเมินโดยไม่ทําลายล้างลักษณะการออกแบบเดิมของผลิตภัณฑ์ปัจจัยเร่งที่ส่งผลกระทบต่อสินค้าอิเล็กทรอนิกส์หลักๆ ได้แก่ อุณหภูมิ ความชื้น ความต้านทาน ความแรงกด เป็นต้น
การทดสอบวิธีเร่ง
GB/T 34986-2017 "วิธีการทดสอบความเร่งของสินค้า"

กรณีวิธีเร่ง MTBF
ยกตัวอย่างของเครื่องจอของบริษัทอุปกรณ์การแพทย์ในเซี่ยงไฮ้ เพื่อแนะนํากระบวนการในการทดสอบชีวิตที่เร่งรัด
ขั้นตอนที่ 1 กําหนดเส้นทางการประเมินตามลักษณะของสินค้า
ฟังก์ชันนี้เป็นเอกลักษณ์เดียว และการตรวจสอบเครื่องจักรทั้งหมดถูกเลือก
ขั้นตอนที่ 2 กําหนดจํานวนตัวอย่าง
3 เครื่องจักรสมบูรณ์ ขั้นตอนที่ 3
อายุการใช้งานที่คาดหวังคือ 10 ปี ด้วยระดับความมั่นใจ 99% อายุการใช้งานที่คาดหวังของสินค้าคือ 10 ปีและเวลาเฉลี่ยระหว่างความล้มเหลวถูกวางแผนที่จะใช้เพื่อจําลองอายุการใช้งานที่คาดหวังของสินค้า, นั่นก็คือ MTBF = 10 ปี = 87600 ชั่วโมง
ขั้นตอนที่ 4 กําหนดวิธีการใช้ในทางคลินิก
ขั้นตอนที่ 5 การกําหนดโปรไฟล์ความเครียดในการใช้ในทางคลินิก
เมื่อพิจารณาว่าเครื่องเฝ้าระวังบางอย่างถูกใช้เพื่อเฝ้าระวังผู้ป่วยก่อนการผ่าตัด ความเครียดในการใช้ในทางคลินิกเป็นหลักๆคืออุณหภูมิและความชื้น60% RH;
ขั้นตอนที่ 6 กําหนดขนาดความเครียด
อุณหภูมิและความชื้นสูงสุดที่ยอมรับของสินค้าคือ:
ระบบเก็บรักษา อุณหภูมิและความชื้นสูงสุดที่ยอมรับได้: 60°C 93%RH
ระบบรอ อุณหภูมิและความชื้นสูงสุดที่ยอมรับได้ 55°C 85%RH
ระบบทํางาน อุณหภูมิและความชื้นสูงสุดที่ยอมรับได้: 45°C 85%RH
เพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายของผลิตภัณฑ์ในอุณหภูมิที่สูงเกินไป และหลีกเลี่ยงการนําตัวแปรเพิ่มขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ85%RH เป็นอุณหภูมิและความชื้นในการทดสอบ.
ขั้นตอนที่ 7 เลือกรุ่นความล้มเหลว
จากโปรไฟล์ความเครียดทางคลินิก อ้างอิงไปยังรุ่นเร่งความเครียดจากอุณหภูมิและความชื้นที่เสนอโดย D.S.Peck: รูปแบบ Peck
ขั้นตอนที่ 8 กําหนดค่าสัมประสานในแบบจําลองโดยใช้หนังสือ
ดู Telcordia SR-332 2016 เวอร์ชั่นของมาตรฐานการคาดการณ์ความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ และกําหนดว่าสัมพันธ์ Ea คือ 1.0eV และ n คือ 266.
ขั้นตอนที่ 9 คํานวณปัจจัยเร่ง

รุ่นเร่ง:

ที่ n เท่ากับ 266, Ea คือ 1.0eV
คํานวณสัมพันธ์เร่ง AF = 2.525 * 11.607 = 293
ขั้นตอนที่ 10 กําหนดเวลาทดสอบเร่ง
ระดับความมั่นใจคือ 99% และตารางการกระจายปกติคือ Z=258
เวลาทดสอบสะสม Ttot = MTBF*Z/AF=87600*2.58/29.3=7714h
กําหนดขอบเขต 10% แล้วเวลาทดสอบทั้งหมดคือ Ttot = 8485h
ให้มีต้นแบบ 3 ตัวสําหรับการทดสอบ โดยสมมุติว่าตัวอย่างไม่มีความบกพร่อง และอุปกรณ์แต่ละตัวได้ดําเนินการทดสอบทั้งวงจร แต่ละต้นแบบต้องใช้เวลาทดสอบ T=8485/3=2828h=117.8 วัน
ขั้นตอนที่ 11 การใช้เครียด
ในเวลาใช้จริง สินค้าใช้ 7 วันต่อสัปดาห์ 5 ชั่วโมงต่อวัน 3 ชั่วโมงในการรอ และเวลาที่เหลือคือเวลาเก็บรักษา
เพื่อจําลองการใช้จริงของผลิตภัณฑ์ ผลิตภัณฑ์ถูกนํามาใช้ในการทํางานในวงจร 24 ชั่วโมง ในแต่ละวงจร 24 ชั่วโมงแล้วรอ 3 ชั่วโมงและสุดท้ายก็เก็บไว้ 16 ชั่วโมง
ขั้นตอนที่ 12 สรุป
ตัวอย่างสามตัวถูกนํามาใช้ในการทํางานอย่างเครียดตามวิธีที่ระบุในส่วนที่ 5 ภายใต้สภาพแวดล้อม 45 °C และ 85% RH หากไม่มีความผิดพลาดในการทดสอบต่อเนื่องในช่วง 117.8 วันขั้นต่ําของค่า MTBF ของผลิตภัณฑ์ถือว่าเป็น 10 ปี (มีขอบเขต 10%).

การทดสอบ MTBF

จากวิธีข้างต้นนี้ เราสามารถสรุปได้ว่า แม้ว่าการทดสอบการตัดเวลาและการทดสอบลําดับจะมีประโยชน์มาก แต่เวลาทดสอบยาวเกินไปโดยเฉพาะเมื่อระดับความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์สูงมาก.
ในการผลิตจริง เพื่อลดเวลาในการตลาด ลดต้นทุนสินค้า และตอบสนองความต้องการของประชาชน สําหรับวิธีการทดสอบเร่งที่ประหยัดและมีประสิทธิภาพวิธีการทดสอบเร่งได้แก้ปัญหาได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นวิธีนี้ทําให้เวลาการทดสอบสั้นขึ้นโดยการเพิ่มระดับความเครียดในการทดสอบผลิตภัณฑ์หรือเพิ่มความถี่ของการใช้ความเครียดสลับและค้นพบและลดรูปแบบความล้มเหลวของสินค้าเพื่อการประเมินความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์อย่างรวดเร็วและเพิ่มมัน