Qu'est-ce que le MTBF?
MTBF: Temps moyen entre les défaillances
Nom complet en anglais: Mean Time Between Failure
Objectif de l'essai: mesurer l'indice de fiabilité d'un produit (en particulier des produits électriques)
Unité: généralement en heures, par exemple: 5000000 heures

Comment tester le MTBF?

Méthode d'essai MTBF
Méthode de prévision du FTBM
La méthode de prédiction de la MTBF consiste à saisir divers paramètres de facteurs d'influence dans le logiciel de simulation PCT, en prenant un ordinateur portable (plaque mère) à titre d'exemple, et à saisir les conditions de test:Norme de calcul (norme de calcul), méthode de calcul (méthode de calcul), température (température), environnement (environnement), qualité des composants (qualité des composants), etc.,le logiciel effectue une modélisation de simulation basée sur les paramètres du produit dans la base de données de requête et calcule la valeur MTBF, qui est une valeur estimée.
Normes de référence pour les méthodes de prévision de la fiabilité:
MIL-HDBK-217 "Manuel de prévision de la fiabilité des équipements électroniques"
Note: Le Centre d'analyse de la fiabilité du département américain de la Défense et le laboratoire de Rome ont proposé et sont devenus une norme de l'industrie
GJB/Z 299B "Manuel de prévision de la fiabilité des équipements électroniques"
Note: l'étendard militaire de mon pays
Bellcore SR-332 "Procédure de prédiction de la fiabilité des équipements électroniques"
Note: AT&TBell Laboratories a proposé et est devenu la norme de l'industrie pour le calcul des valeurs MTBF pour les produits électroniques commerciaux.

Méthode expérimentale MTBF
Il existe trois types de méthodes expérimentales MTBF:
1. Essai de durée de vie complète: l'essai de durée de vie complète exige que tous les échantillons échouent éventuellement au cours de l'essai, et le MTBF peut être calculé à l'aide d'une moyenne arithmétique simple;
2Test séquentiel censuré: pendant le test, 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, rejeter ou poursuivre l'essai. ;
3. Essai de censure par temps ou par nombre fixe: pendant l'essai, l'équipement soumis à l'essai est surveillé en continu ou à intervalles courts,et le temps d'essai correspondant est accumulé jusqu'à ce qu'il dépasse le temps d'essai correspondant prédéterminé (acceptation) ou qu'un nombre prédéterminé de défaillances correspondantes se produisent (rejet).. recevoir).
Remarque: dans la pratique, tous les échantillons à tester échoueront pendant le processus d'essai.dix ans ou même des centaines d'années, cette méthode ne peut donc être utilisée que pour les produits dont la durée de vie est plus courte.

Épreuve MTBF

Référence standard pour les méthodes d'essai de fiabilité:
GB/T 5080.7-1986 "Épreuve de fiabilité de l'équipement - Épreuve de validité de l'hypothèse d'un taux de défaillance constant"
Les tests de fiabilité des micro-ordinateurs de bureau doivent être effectués en tenant compte des spécifications générales de la norme GB/T 9813.1-2016.
GB/T 9813.2-2016 5.9 "Specifications générales pour les ordinateurs Partie 2: essai de fiabilité des micro-ordinateurs portables"
GB/T 14081-2010 5.9 "Specifications générales pour les claviers de traitement de l'information - Test de fiabilité"
GB/T 18220-2012 5.17 "Specifications générales pour les essais de fiabilité et de durée de vie des équipements de traitement d'information portables de technologie de l'information"

Méthode d'accélération MTBF
Dans le processus de production et de fabrication des entreprises, il est nécessaire de comprendre la fiabilité du produit avant de quitter l'usine et d'évaluer le risque post-vente du produit.Dans ce cas,, notre méthode traditionnelle de calcul de la MTBF n'est évidemment pas réalisable, car au moment où la valeur réelle de test de la MTBF de notre produit est publiée, le produit est presque arrivé.Après élimination ou mise à jour, les valeurs d'essai obtenues ne sont plus significatives. À ce stade, nous devons utiliser d'autres méthodes pour simuler et calculer la valeur MTBF du produit, telles que: méthode d'accélération MTBF
La méthode d'accélération MTBF est une méthode d'essai de durée de vie accélérée en laboratoire.la valeur MTBF du produit est évaluée sans détruire les caractéristiques de conception originales du produit;Les facteurs d'accélération qui affectent les produits électroniques comprennent principalement: température, humidité, résistance, tension, etc.
La référence standard de l'essai par méthode accélérée:
Le produit doit être soumis à un test de qualité supérieure.

Le cas de la méthode d'accélération MTBF
En prenant comme exemple un moniteur d'une société de dispositifs médicaux à Shanghai, nous allons introduire le processus de test de vie accéléré.
Étape 1. Déterminer le parcours d'évaluation en fonction des caractéristiques du produit
Fonction unique, sélectionnez la vérification de toute la machine.
Étape 2. Déterminer le nombre d'échantillons
3 machines complètes.
Étape 3. Compte tenu de la durée de vie prévue et du niveau de confiance
La durée de vie prévue est de 10 ans et le niveau de confiance est de 99%.Il est prévu d'utiliser le temps moyen entre les pannes pour simuler la durée de vie prévue du produit., c'est-à-dire que le FEMM est de 10 ans = 87600h
Étape 4. Déterminer les schémas d'utilisation clinique
Un certain moniteur dispose de trois modes pendant son utilisation, à savoir le mode stockage, le mode veille et le mode de travail.
Étape 5. Déterminer le profil de stress pour une utilisation clinique
Étant donné qu'un moniteur est utilisé pour surveiller les patients avant la chirurgie, le stress clinique est principalement la température et l'humidité.
Étape 6. Déterminez le stress
La tolérance maximale du produit à la température et à l'humidité est:
Tolérance maximale à la température et à l'humidité en mode de stockage: 60°C 93%RH
Tolérance maximale à la température et à l'humidité en mode veille: 55°C 85%RH
Mode de fonctionnement Tolérance maximale à la température et à l'humidité: 45°C 85%RH
Afin d'éviter des dommages au produit à des températures trop élevées et d'éviter l'introduction de plus de variables dues aux changements de température,il est prévu d'utiliser une température et une humidité d'essai constantes à 45°C et à 85% RH.
Étape 7. Sélectionnez le modèle de défaillance
Selon le profil de stress clinique, se référer au modèle accéléré de stress de température et d'humidité proposé par D.S. Peck:
Étape 8. Déterminer les valeurs des coefficients dans le modèle sur la base des données de la littérature
Vérifiez la version 2016 de la norme de prédiction de la fiabilité des produits électroniques Telcordia SR-332. Le coefficient de détermination Ea est de 1,0 eV et n est de 2.66.
Étape 9. Calculer le facteur d'accélération

Modèle d'accélération:

Parmi eux, n est 2.66, Ea est de 1,0 eV
Calculer le facteur d'accélération AF = 2,525 * 11,607 = 29.3
Étape 10. Déterminer le temps d'essai accéléré
Le niveau de confiance est de 99%. Vérifiez la table de distribution normale et obtenez Z = 2.58
Le temps d'essai cumulé Ttot=MTBF*Z/AF=87600*2,58/29,3=7714h;
Si la marge est de 10%, le temps total d'essai est Ttot=8485h.
Trois prototypes sont fournis pour les essais. En supposant que les échantillons ne fonctionnent pas mal et que chaque appareil termine l'ensemble du cycle de test, chaque prototype nécessite un temps de test T=8485/3=2828h=117,8 jours.
Étape 11. Application du stress
En cas d'utilisation réelle du produit, il est utilisé 7 jours par semaine, 5 heures par jour, 3 heures en veille, le reste étant le temps de stockage;
Afin de simuler l'utilisation réelle du produit, une contrainte de travail est appliquée au produit dans un cycle de 24 heures. Dans chaque cycle de 24 heures, il fonctionnera d'abord en continu pendant 5 heures,Alors attendez 3 heures., et enfin stocker pendant 16 heures.
Étape 12.Conclusion
Trois prototypes sont soumis à des contraintes de travail selon les modalités spécifiées au point 5 dans un environnement de 45°C et 85% RH. Si l'essai se poursuit pendant 117,8 jours sans défaillance,la limite inférieure de la valeur MTBF du produit est considérée comme étant de 10 ans (avec une marge de 10%).

Épreuve MTBF

Il peut être conclu des méthodes ci-dessus que, bien que des méthodes telles que le test de censure chronométrée et le test séquentiel soient très utiles, le temps de test est trop long,en particulier lorsque le niveau de fiabilité du produit est particulièrement élevé.
Dans la production réelle, afin de raccourcir le délai de mise sur le marché du produit, de réduire les coûts du produit et de répondre aux besoins des consommateurs en méthodes d'essai accéléré économiques et efficaces,les méthodes d'essai accélérées résolvent les problèmes plus efficacementCette méthode raccourcit le temps d'essai en augmentant le niveau de contrainte de l'essai du produit ou en augmentant la fréquence de l'application de contraintes alternées.et détecte et réduit les modes de défaillance du produit, afin d'évaluer rapidement le niveau de fiabilité du produit et de l'accroître.