Bagaimana untuk menguji MTBF?

Apa itu MTBF?

MTBF: Waktu rata-rata antara kegagalan

Tujuan pengujian: Untuk mengukur keandalan produk (terutama produk listrik)

Unit: Biasanya dalam jam, seperti: 5000000 jam

Bagaimana untuk menguji MTBF?

Metode pengujian MTBF

Metode prediksi MTBF

Metode prediksi MTBF adalah dengan memasukkan berbagai parameter faktor yang mempengaruhi dalam perangkat lunak uji simulasi PCT. Mengambil laptop (motherboard) sebagai contoh, masukkan kondisi uji:Menghitung standar, Metode perhitungan, suhu, lingkungan, kualitas komponen, dll. Perangkat lunak ini mensimulasikan dan memodelkan parameter produk dalam database kueri dan menghitung nilai MTBF,yang merupakan nilai perkiraan.

Standar referensi untuk metode prediksi keandalan:
MIL-HDBK-217 "Handbook Prediksi Keandalan Peralatan Elektronik"
Deskripsi: Diusulkan oleh Pusat Analisis Keandalan Departemen Pertahanan AS dan Laboratorium Roma dan menjadi standar industri
GJB/Z 299B "Handbook Prediksi Keandalan Peralatan Elektronik"
Deskripsi: Standar militer negara saya
Bellcore SR-332 "Prosedur Prediksi Keandalan Peralatan Elektronik"
Deskripsi: AT & T Bell Laboratory diusulkan dan menjadi standar industri untuk menghitung nilai MTBF produk elektronik komersial

Metode pengujian MTBF
Ada tiga jenis metode pengujian MTBF:
1. Uji seumur hidup penuh: Uji seumur hidup penuh mengharuskan semua sampel akhirnya gagal dalam uji, dan MTBF dapat dihitung dengan menggunakan rata-rata aritmatika sederhana;
2Uji berurutan pemotongan: Selama uji, 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, menolak atau melanjutkan pengujian;
3. Tes pemotongan waktu atau nomor tetap: Selama tes, peralatan yang diuji dipantau secara terus menerus atau dalam interval singkat,dan waktu pengujian yang relevan terakumulasi terakumulasi sampai atau melebihi waktu pengujian yang relevan yang ditentukan sebelumnya (penerimaan) atau jumlah kegagalan yang relevan yang ditentukan sebelumnya terjadi (penolakan).
Catatan: Dalam prakteknya, semua sampel yang akan diuji akan gagal selama pengujian, terutama untuk produk dengan tingkat keandalan yang tinggi.Jadi metode ini hanya dapat digunakan untuk produk dengan umur yang singkat.

Uji MTBF

Referensi standar metode uji keandalan:
GB/T 5080.7-1986 "Uji keandalan peralatan - Uji validitas asumsi tingkat kegagalan konstan"
GB/T 9813.1-2016 5.9 "Spesifikasi Umum untuk Komputer - Bagian 1: Komputer Mikro Desktop - Uji Keandalan"
GB/T 9813.2-2016 5.9 "Spesifikasi Umum untuk Komputer - Bagian 2: Mikrokomputer Portable - Uji Keandalan"
GB/T 14081-2010 5.9 "Spesifikasi Umum untuk Keyboard Pengolahan Informasi - Uji Keandalan"
GB/T 18220-2012 5.17 "Spesifikasi Umum untuk Pengujian Keandalan dan Masa Hidup Peralatan Pengolahan Informasi Teknologi Informasi"

Metode Akselerasi MTBF
Dalam proses manufaktur perusahaan, perlu memahami keandalan produk dan mengevaluasi risiko pasca penjualan produk sebelum meninggalkan pabrik.Metode perhitungan MTBF tradisional kami jelas tidak layak, karena ketika nilai pengujian MTBF sebenarnya dari produk kita keluar, produk hampir usang atau diganti, dan nilai pengujian yang diperoleh tidak lagi berarti.kita perlu menggunakan metode lain untuk mensimulasikan dan menghitung nilai MTBF dari produk, seperti: Metode Akselerasi MTBF
Metode akselerasi MTBF adalah metode untuk mempercepat tes kehidupan di laboratorium.nilai MTBF dari produk dinilai tanpa menghancurkan karakteristik desain asli produkFaktor percepatan yang mempengaruhi produk elektronik terutama meliputi: suhu, kelembaban, resistensi, tegangan, dll.
Referensi standar uji metode akselerasi:
GB/T 34986-2017 "Metode pengujian akselerasi produk"

Kasus Metode Akselerasi MTBF
Ambil sebuah monitor dari perusahaan perangkat medis di Shanghai sebagai contoh untuk memperkenalkan proses melakukan tes kehidupan yang dipercepat.
Langkah 1. Menentukan jalur evaluasi sesuai dengan karakteristik produk
Fungsi ini adalah tunggal, dan seluruh verifikasi mesin dipilih.
Langkah 2. Tentukan jumlah sampel
3 mesin lengkap. Langkah 3. Mengingat umur layanan yang diharapkan dan kepercayaan
Kehidupan layanan yang diharapkan adalah 10 tahun, dengan tingkat kepercayaan 99%.dan waktu rata-rata antara kegagalan direncanakan digunakan untuk mensimulasikan umur layanan yang diharapkan dari produk, yaitu, MTBF = 10 tahun = 87600h
Langkah 4. Tentukan mode penggunaan klinis
Ada tiga mode dalam fase penggunaan monitor tertentu, yaitu mode penyimpanan, mode siaga dan mode kerja.
Mengingat bahwa monitor tertentu digunakan untuk memantau pasien sebelum operasi, tekanan penggunaan klinis terutama suhu dan kelembaban.60% RH;
Langkah 6. Tentukan besarnya tekanan
Suhu dan kelembaban maksimum yang dapat ditoleransi produk adalah:
Mode penyimpanan suhu dan kelembaban maksimum yang dapat ditoleransi: 60°C 93%RH
Modus siaga suhu dan kelembaban maksimum yang dapat ditoleransi: 55°C 85%RH
Mode kerja suhu dan kelembaban maksimum yang dapat ditoleransi: 45°C 85%RH
Untuk menghindari kerusakan pada produk pada suhu yang terlalu tinggi dan untuk menghindari pengenalan lebih banyak variabel karena perubahan suhu, direncanakan untuk menggunakan 45 °C konstan,85%RH sebagai suhu dan kelembaban uji.
Langkah 7. Pilih model kegagalan
Berdasarkan profil stres klinis, merujuk pada model dipercepat dari tekanan suhu dan kelembaban yang diusulkan oleh D.S.Peck: model Peck
Langkah 8. Tentukan nilai koefisien dalam model berdasarkan literatur
Periksa Telcordia SR-332 versi 2016 dari standar prediksi keandalan produk elektronik dan tentukan bahwa koefisien Ea adalah 1,0 eV dan n adalah 2.66.
Langkah 9. Menghitung faktor akselerasi

Model akselerasi:

Dimana n adalah 2.66, Ea adalah 1,0 eV
Menghitung koefisien akselerasi AF = 2,525 * 11,607 = 29.3
Langkah 10. Tentukan waktu pengujian yang dipercepat
Tingkat keandalan adalah 99%, dan tabel distribusi normal adalah Z=2.58
Waktu pengujian kumulatif Ttot=MTBF*Z/AF=87600*2.58/29.3=7714h;
Tetapkan margin 10%, maka total waktu pengujian adalah Ttot=8485h.
Sediakan 3 prototipe untuk pengujian. Dengan asumsi bahwa sampel tidak mengalami kegagalan dan setiap perangkat telah menyelesaikan seluruh siklus pengujian, setiap prototipe membutuhkan waktu pengujian T=8485/3=2828h=117,8 hari.
Langkah 11.
Dalam penggunaan yang sebenarnya, produk digunakan 7 hari seminggu, 5 jam sehari, 3 jam dalam keadaan siaga, dan sisa waktu adalah waktu penyimpanan;
Untuk mensimulasikan penggunaan produk yang sebenarnya, produk ini ditempatkan pada tekanan kerja dalam siklus 24 jam.maka tunggu selama 3 jam, dan akhirnya menyimpan selama 16 jam.
Langkah 12. Kesimpulan
Ketiga prototipe ditempatkan di bawah tekanan kerja dengan cara yang ditentukan dalam Bagian 5 di lingkungan 45°C dan 85% RH. Jika tidak ada kegagalan dalam uji terus menerus selama 117,8 hari,batas bawah nilai MTBF produk dianggap 10 tahun (dengan margin 10%).

Uji MTBF

Dari metode di atas, dapat disimpulkan bahwa meskipun tes pemotongan berjam-jam dan tes berurutan sangat berguna, waktu pengujian terlalu lama,terutama ketika tingkat keandalan produk sangat tinggi.
Dalam produksi yang sebenarnya, untuk memperpendek waktu ke pasar, mengurangi biaya produk, dan memenuhi permintaan orang untuk metode uji cepat yang ekonomis dan efisien,Metode pengujian dipercepat memecahkan masalah dengan lebih efektifMetode ini memperpendek waktu pengujian dengan meningkatkan tingkat tegangan pengujian produk atau meningkatkan frekuensi penerapan tegangan bergantian,dan menemukan dan mengurangi mode kegagalan produk, sehingga dapat dengan cepat mengevaluasi tingkat keandalan produk dan meningkatkannya.