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MTBF如何測試有那些要求您了解嗎?

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MTBF:即平均無故障壽命時間

英文全稱:Mean Time Between Failure

測試目的:衡量一個產(chǎn)品(尤其是電器產(chǎn)品)的可靠性指標

單位:通常以小時為單位,如:Ec. 5000000 hours

MTBF測試方法有哪些?

一、MTBF預(yù)測法

MTBF預(yù)測法是通過在模擬測試軟件PCT中輸入各種影響因素參數(shù),以筆記本電腦(主板)舉例,輸入測試條件:計算標準(Calculate standard),計算方法(Calculate Method),溫度(Temperature),環(huán)境(Environment ),部件質(zhì)量(Component Quality)等,由軟件根據(jù)查詢數(shù)據(jù)庫中產(chǎn)品各參數(shù)進行模擬建模并計算出MTBF值,這是一個預(yù)估值。

可靠性預(yù)測法標準:

 MIL-HDBK-217 《電子設(shè)備可靠性預(yù)計手冊》

說明:美國國防部可靠性分析中心及Rome實驗室提出并成為行業(yè)標準

 GJB/Z 299B 《電子設(shè)備可靠性預(yù)計手冊》

說明:我國軍用標準

Bellcore SR-332 《電子設(shè)備可靠性預(yù)計程序》

說明:AT&TBell實驗室提出并成為商用電子產(chǎn)品MTBF值計算的行業(yè)標準

二、MTBF實驗法

MTBF實驗法分為三種:

1、全壽命試驗:全壽命試驗要求所有樣品都在試驗中最終都失效,只需要采用簡單的算術(shù)平均值就可以計算出MTBF;

2、截尾貫序試驗:在試驗期間,對受試設(shè)備進行連續(xù)地或短間隔地監(jiān)測并將累積的相關(guān)試驗時間和相關(guān)失效數(shù)與確定是否接收、拒收或繼續(xù)試驗的判據(jù)進行比較;

3、定時或定數(shù)截尾試驗: 在試驗期間對受試設(shè)備進行連續(xù)地或短間隔地監(jiān)測,累積相關(guān)試驗時間直至或超過預(yù)定的相關(guān)試驗時間(接收)或發(fā)生了預(yù)定的相關(guān)失效數(shù)(拒收)。

注:在實際中,所有待測樣品在測試過程中都會失效,特別是對可靠性水平高的產(chǎn)品,測試時間可能是幾年、十年甚至幾百年,所以這種方法只能用于使用壽命較短的產(chǎn)品。

可靠性試驗法的標準:

1、GB/T 5080.7-1986 《設(shè)備可靠性試驗 恒定失效率假設(shè)的有效性檢驗》

2、GB/T 9813.1-2016 5.9 《計算機通用規(guī)范 第1部分:臺式微型計算機 可靠性試驗》

3、GB/T 9813.2-2016 5.9 《計算機通用規(guī)范 第2部分:便攜式微型計算機 可靠性試驗》

4、GB/T 14081-2010 5.9 《信息處理用鍵盤通用規(guī)范 可靠性試驗》

5、GB/T 18220-2012 5.17 《信息技術(shù)手持式信息處理設(shè)備通用規(guī)范可靠性及壽命試驗》

三、MTBF加速法

在企業(yè)生產(chǎn)制造過程中,出廠前需要了解產(chǎn)品的可靠性,評估產(chǎn)品的售后風險,這種情況用我們傳統(tǒng)的MTBF計算方式顯然不行,因為等我們產(chǎn)品實際MTBF測試值出來后,產(chǎn)品差不多已經(jīng)到淘汰或者更新?lián)Q代了,得到的測試數(shù)值已經(jīng)意義不大,這時候就需要我們用其他方法模擬并計算出產(chǎn)品MTBF值,如:MTBF加速法

MTBF加速法是在實驗室中以加速壽命試驗的方法,在可接受的試驗時間里,不破壞產(chǎn)品原有設(shè)計特性的情況下評估產(chǎn)品的MTBF值,影響電子產(chǎn)品的加速因子主要包括:溫度、濕度、電阻、電壓等。

加速法測試標準參考:

GB/T 34986-2017 《產(chǎn)品加速試驗方法》

筆者將以上海某醫(yī)療器械公司某監(jiān)測儀為例,介紹加速壽命試驗的開展過程。

1、根據(jù)產(chǎn)品特點確定評價路徑:

功能單一,選擇整機驗證。

2、確定樣品數(shù)量:

整機3臺。

3、給定預(yù)期使用期限和置信度:

預(yù)期使用期限10年,置信度99%。產(chǎn)品預(yù)期使用期限10年,計劃用平均無故障時間(MTBF)來模擬產(chǎn)品的預(yù)期使用壽命,即MTBF=10年=87600h

4、確定臨床使用模式:

某監(jiān)測儀使用階段有三種模式,分別為貯存模式、待機模式和工作模式。

5、確定臨床使用應(yīng)力剖面:

考慮到某監(jiān)測儀用于手術(shù)前對患者的監(jiān)測,臨床使用應(yīng)力主要為溫度和濕度。產(chǎn)品的使用溫濕度為25℃,60%RH;

6、確定應(yīng)力大?。?/p>

產(chǎn)品的最高耐受溫濕度為:

貯存模式最高耐受溫濕度:60℃,93%RH

待機模式最高耐受溫濕度:55℃,85%RH

工作模式最高耐受溫濕度:45℃,85%RH

為避免產(chǎn)品在過高溫度下?lián)p壞,且避免因溫度變化引入更多的變量,計劃采用恒定45℃,85%RH為試驗溫濕度。

7、選擇失效模型:

根據(jù)臨床使用應(yīng)力剖面,參考D.S.Peck提出的溫度和濕度應(yīng)力的加速模型:Peck模型

8、根據(jù)文獻資料確定模型中系數(shù)數(shù)值:

查閱Telcordia SR-332 2016版電子產(chǎn)品可靠性預(yù)計標準,確定系數(shù)Ea取1.0eV,n取2.66。

9、計算加速因子:

加速模型:

MTBF加速法-加速模型.jpg

其中,n取2.66,Ea取1.0eV

計算加速系數(shù)AF=2.525*11.607=29.3

10、確定加速試驗時間:

置信度為99%,查正態(tài)分布表得Z=2.58

累計試驗時間Ttot=MTBF*Z/AF=87600*2.58/29.3=7714h;

設(shè)置10%的裕度,則總測試時間為Ttot=8485h。

提供3臺樣機進行試驗,假設(shè)樣品未出現(xiàn)故障,每臺設(shè)備都完成了整個試驗周期,則每臺樣機需要測試時間T=8485/3=2828h=117.8天。

11、應(yīng)力施加

產(chǎn)品實際使用中,每周使用7天,每天使用5小時,待機3小時,其余時間為貯存時間;

為模擬產(chǎn)品實際使用情況,以24h為周期對產(chǎn)品施加工作應(yīng)力,每24h循環(huán)中先連續(xù)工作5h,然后待機3h,最后貯存16h。

12、結(jié)論

3臺樣機在45℃,85%RH環(huán)境下以第5節(jié)中規(guī)定的方式施加工作應(yīng)力,若持續(xù)試驗117.8天無故障,則認為產(chǎn)品的MTBF値下限為10年(其中裕度為10%)。

我們秉承科學(xué)嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度,以客戶為中心,高效統(tǒng)籌安排測試計劃,竭力縮短測試時間的周期,為客戶提供快捷、公正的第三方咨詢檢測等服務(wù)。深圳訊科期待您的光臨!

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