ما هو MTBF؟
MTBF: متوسط الوقت بين الفشل
الاسم الإنجليزي الكامل: الوقت المتوسط بين الفشل
غرض الاختبار: قياس مؤشر موثوقية المنتج (وخاصة المنتجات الكهربائية)
الوحدة: عادة في الساعات، مثل: 5000000 ساعة

كيف تختبر MTBF؟

طريقة اختبار MTBF
طريقة التنبؤ بـ MTBF
طريقة التنبؤ بـ MTBF هي إدخال مختلف معايير عوامل التأثير في برنامج اختبار المحاكاة PCT ، مع أخذ كمبيوتر محمول (لوحة أم) كمثال ، وإدخال ظروف الاختبار:معايير الحساب (معايير الحساب)طريقة الحساب (طريقة الحساب) ، درجة الحرارة (درجة الحرارة) ، البيئة (البيئة) ، جودة المكونات (جودة المكونات) ، الخ.يقوم البرنامج بإجراء نماذج محاكاة بناءً على معايير المنتج في قاعدة بيانات الاستعلامات ويحسب قيمة MTBF، والتي هي قيمة تقديرية.
المعايير المرجعية لوسيلة التنبؤ بالموثوقية:
MIL-HDBK-217 "دليل توقعات موثوقية المعدات الإلكترونية"
ملاحظة: مركز تحليل موثوقية وزارة الدفاع الأمريكية ومختبر روما اقترح وأصبح معيار صناعي
GJB/Z 299B "دليل توقعات موثوقية المعدات الإلكترونية"
ملاحظة: المعيار العسكري لبلدي
بيلكور SR-332 "إجراءات التنبؤ بموثوقية المعدات الإلكترونية"
ملاحظة: اقترحت مختبرات AT&TBell وأصبحت المعيار الصناعي لحساب قيم MTBF للمنتجات الإلكترونية التجارية.

طريقة تجربية MTBF
هناك ثلاثة أنواع من أساليب تجريبية MTBF:
1اختبار الحياة الكاملة: يتطلب اختبار الحياة الكاملة أن جميع العينات سوف تفشل في نهاية المطاف أثناء الاختبار ، ويمكن حساب MTBF باستخدام متوسط حسابي بسيط.
2الاختبار التسلسلي المحجوز: خلال الاختبار، 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، رفض أو مواصلة الاختبار. ;
3اختبار الرقابة في الوقت المناسب أو العدد المحدد: خلال الاختبار يتم مراقبة المعدات الخاضعة للاختبار بشكل مستمر أو على فترات قصيرة ،ويتراكم وقت الاختبار ذي الصلة حتى يتجاوز وقت الاختبار ذي الصلة المحدد مسبقًا (القبول) أو يحدث عدد محدد مسبقًا من الأخطاء ذات الصلة (رفض). تلقي)
ملاحظة: في الممارسة العملية، جميع العينات التي سيتم اختبارها سوف تفشل خلال عملية الاختبار. خاصة بالنسبة للمنتجات ذات مستويات عالية من الموثوقية، قد يكون وقت الاختبار عدة سنوات،عشر سنوات أو حتى مئات السنين، لذلك يمكن استخدام هذه الطريقة فقط للمنتجات ذات العمر القصير.

اختبار MTBF

المرجعية القياسية لأساليب اختبار الموثوقية:
GB/T 5080.7-1986 "اختبار موثوقية المعدات - اختبار صحة افتراض معدل فشل ثابت"
GB/T 9813.1-2016 5.9 "المواصفات العامة لأجهزة الكمبيوتر الجزء 1: اختبار موثوقية أجهزة الكمبيوتر الصغيرة المكتبية"
GB/T 9813.2-2016 5.9 "المواصفات العامة لأجهزة الكمبيوتر الجزء 2: اختبار موثوقية أجهزة الكمبيوتر الصغيرة المحمولة"
GB/T 14081-2010 5.9 "المواصفات العامة لوحة مفاتيح معالجة المعلومات - اختبار الموثوقية"
GB/T 18220-2012 5.17 "المواصفات العامة لاختبار موثوقية ومدة حياة معدات معالجة المعلومات المحمولة في تكنولوجيا المعلومات"

طريقة تسريع MTBF
في عملية الإنتاج والتصنيع للمؤسسات ، من الضروري فهم موثوقية المنتج قبل مغادرة المصنع وتقييم مخاطر المنتج بعد البيع.في هذه الحالة، طريقة حساب MTBF التقليدية لدينا ليست ممكنة بوضوح، لأنه في الوقت الذي يتم فيه إصدار قيمة اختبار MTBF الفعلية لمنتجنا، فإن المنتج قد وصل تقريبا.بعد إزالتها أو تحديثها، فإن قيم الاختبار التي تم الحصول عليها لم تعد ذات مغزى. في هذه المرحلة، نحن بحاجة إلى استخدام طرق أخرى لمحاكاة وحساب قيمة MTBF المنتج، مثل: طريقة تسارع MTBF
طريقة تسريع MTBF هي طريقة لاختبار الحياة المتسارعة في المختبر.يتم تقييم قيمة MTBF للمنتج دون تدمير خصائص التصميم الأصلية للمنتجعوامل التسارع التي تؤثر على المنتجات الإلكترونية تشمل أساساً: درجة الحرارة والرطوبة والمقاومة والجهد الخ.
المعيار المرجعي لمتطلبات الاختبار المسرعة:
GB/T 34986-2017 "منهج اختبار المنتج المتسارع"

حالة طريقة تسريع MTBF
نأخذ كمثال جهاز مراقبة من شركة أجهزة طبية في شنغهاي، سنقدم عملية اختبار الحياة المتسارعة.
الخطوة الأولى: تحديد مسار التقييم بناءً على خصائص المنتج
وظيفة واحدة، اختر التحقق من الجهاز بأكمله
الخطوة 2 تحديد عدد العينات
ثلاث آلات كاملة
الخطوة الثالثة: مع مراعاة عمر الخدمة المتوقع ومستوى الثقة
عمر الخدمة المتوقع هو 10 سنوات، ومستوى الثقة هو 99٪. عمر الخدمة المتوقع للمنتج هو 10 سنوات.من المخطط استخدام متوسط الوقت بين الفشل لمحاكاة عمر الخدمة المتوقع للمنتج، أي MTBF=10 سنوات=87600 ساعة
الخطوة الرابعة: تحديد أنماط الاستخدام السريري
جهاز مراقبة معين لديه ثلاثة أنماط أثناء الاستخدام، وهي وضع التخزين، وضع الاستعداد، ووضع العمل.
الخطوة الخامسة: تحديد ملف الإجهاد للاستخدام السريري
بالنظر إلى أن جهاز مراقبة يستخدم لمراقبة المرضى قبل الجراحة ، فإن الضغط السريري هو أساسا درجة الحرارة والرطوبة. درجة حرارة العمل والرطوبة للمنتج هي 25 درجة مئوية ، 60٪ RH.
الخطوة السادسة: حدد الضغط
الحد الأقصى لدرجة الحرارة والرطوبة للمنتج هو:
الحد الأقصى لدرجة الحرارة والرطوبة في وضع التخزين: 60 درجة مئوية 93% RH
الحد الأقصى لدرجة الحرارة والرطوبة في وضع الاستعداد: 55 درجة مئوية 85% RH
وضع العمل الحد الأقصى لدرجة الحرارة والرطوبة: 45 درجة مئوية 85% RH
لتجنب تلف المنتج عند درجات حرارة عالية جداً وتجنب إدخال المزيد من المتغيرات بسبب تغيرات درجة الحرارة،من المخطط استخدام درجة حرارة 45 درجة مئوية ثابتة و85٪ RH كدرجة حرارة ورطوبة اختبار.
الخطوة 7، حدد نموذج الفشل
وفقًا لملف الإجهاد السريري ، الرجوع إلى النموذج المتسارع للإجهاد الحراري والرطوبي المقترح من قبل D.S. Peck: نموذج Peck
الخطوة الثامنة: تحديد قيم معامل في النموذج بناءً على بيانات الأدب
تحقق من إصدار Telcordia SR-332 2016 من معيار التنبؤ بموثوقية المنتجات الإلكترونية. معامل التحديد Ea هو 1.0eV و n هو 2.66.
الخطوة 9، حساب عامل التسارع

نموذج التسارع:

من بينهم، n هو 2.66، Ea هو 1.0eV
حساب عامل التسارع AF = 2.525 * 11.607 = 29.3
الخطوة 10. تحديد وقت الاختبار المتسارع
مستوى الثقة هو 99، تحقق من جدول التوزيع الطبيعي وتحصل على Z=258
وقت الاختبار التراكمي Ttot=MTBF*Z/AF=87600*2.58/29.3=7714h
عند تعيين هامش بنسبة 10%، يكون وقت الاختبار الإجمالي Ttot=8485 ساعة.
يتم توفير ثلاثة نماذج أوليّة للاختبار. على افتراض أنّ العينات لا تعمل بشكل خاطئ وأنّ كلّ جهاز يكمل دورة الاختبار بأكملها، فإنّ كلّ نموذج أوليّ يتطلّب وقت الاختبار T=8485/3=2828h=117.8 يوم.
الخطوة 11 - تطبيق الضغط
في حالة الاستخدام الفعلي للمنتج ، يتم استخدامه 7 أيام في الأسبوع ، 5 ساعات في اليوم ، 3 ساعات في وضع الاستعداد ، والباقي من الوقت هو وقت التخزين.
من أجل محاكاة الاستخدام الفعلي للمنتج ، يتم تطبيق ضغط العمل على المنتج في دورة 24 ساعة. في كل دورة 24 ساعة ، سيعمل أولاً بشكل مستمر لمدة 5 ساعات ،ثم انتظر لمدة 3 ساعات، وأخيرا تخزين لمدة 16 ساعة.
الخطوة 12، الاستنتاج
يتم تعريض ثلاثة نماذج نموذجية لضغوط العمل بالطريقة المحددة في القسم 5 في بيئة 45 درجة مئوية و85٪ RH. إذا استمر الاختبار لمدة 117.8 يومًا دون فشل ،يعتبر الحد الأدنى لقيمة MTBF للمنتج 10 سنوات (مع هامش 10٪).

اختبار MTBF

يمكن الاستنتاج من الطرق المذكورة أعلاه أنه على الرغم من أن الطرق مثل اختبار الرقابة الموقوت والاختبار التسلسلي مفيدة للغاية ، إلا أن وقت الاختبار طويل جداً ،خاصة عندما يكون مستوى موثوقية المنتج مرتفع بشكل خاص.
في الإنتاج الفعلي ، من أجل تقصير وقت تسويق المنتج ، وخفض تكاليف المنتج ، وتلبية احتياجات الناس من أساليب الاختبار المتسارع الاقتصادية والفعالة ،أساليب الاختبار المتسارعة تحل المشاكل بشكل أكثر فعاليةهذه الطريقة تقصر وقت الاختبار عن طريق زيادة مستوى الإجهاد في اختبار المنتج أو زيادة تواتر تطبيق الإجهاد المتبادل.واكتشاف وتقليل أنماط فشل المنتج، لتقييم مستوى موثوقية المنتج بسرعة وزيادة ذلك.