Comment tester le MTBF?

Qu'est-ce que le MTBF?

MTBF: Temps moyen entre les échecs

Objectif de l'essai: mesurer la 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 MTBF consiste à saisir divers paramètres de facteurs d'influence dans le logiciel de test de simulation PCT.Calcul de la norme, méthode de calcul, température, environnement, qualité des composants, etc. Le logiciel simule et modélise 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"
Description: Proposé par le Centre d'analyse de la fiabilité du département américain de la Défense et le laboratoire de Rome et est devenu une norme de l'industrie
GJB/Z 299B "Manuel de prévision de la fiabilité des équipements électroniques"
Description: l'étendard militaire de mon pays
Bellcore SR-332 "Procédure de prédiction de la fiabilité des équipements électroniques"
Description: AT&T Bell Laboratory a proposé et est devenu la norme de l'industrie pour le calcul de la valeur MTBF des produits électroniques commerciaux

Méthode d'essai MTBF
Il existe trois types de méthodes d'essai MTBF:
1. Essai de durée de vie complète: l'essai de durée de vie complète exige que tous les échantillons échouent éventuellement à l'essai, et le MTBF peut être calculé à l'aide d'une moyenne arithmétique simple;
2Test séquentiel de troncation: au cours de l'essai, 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, rejeter ou poursuivre l'essai;
3- essai de troncation 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 pertinent accumulé est accumulé jusqu'à ce qu'il dépasse le temps d'essai pertinent prédéterminé (acceptation) ou que le nombre prédéterminé de défaillances pertinentes se produise (rejet).
Remarque: dans la pratique, tous les échantillons à tester échoueront lors de l'essai, en particulier pour les produits à haut niveau de fiabilité.cette méthode ne peut donc être utilisée que pour les produits ayant une courte durée de vie.

Épreuve MTBF

Méthode d'essai de fiabilité de référence standard:
GB/T 5080.7-1986 "Epreuve de fiabilité de l'équipement - Épreuve de validité de l'hypothèse d'un taux de défaillance constant"
GB/T 9813.1-2016 5.9 "Specifications générales pour ordinateurs - Partie 1: Microordinateurs de bureau - Test de fiabilité"
GB/T 9813.2-2016 5.9 "Specifications générales pour ordinateurs - Partie 2: Microordinateurs portables - Test de fiabilité"
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 "Spécification générale pour les essais de fiabilité et de durée de vie des équipements de traitement d'information portables de technologie de l'information"

Métode d'accélération par FTMT
Dans le processus de fabrication des entreprises, il est nécessaire de comprendre la fiabilité des produits et d'évaluer les risques post-vente des produits avant de quitter l'usine.notre méthode traditionnelle de calcul de la FTBM n'est évidemment pas réalisable, car lorsque la valeur de test MTBF réelle de notre produit est publiée, le produit est presque obsolète ou remplacé, et la valeur de test obtenue n'est plus significative.nous devons utiliser d'autres méthodes pour simuler et calculer la valeur MTBF du produit, par exemple: méthode d'accélération MTBF
La méthode d'accélération MTBF est une méthode d'accélération des tests de durée de vie 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 pour l'essai par méthode d'accélération:
Le test de l'accélération du produit doit être effectué selon les normes de la norme GB/T 34986-2017 "Méthode d'essai d'accélération du produit".

Le cas de la méthode d'accélération MTBF
Prenons l'exemple d'un moniteur d'une société de dispositifs médicaux à Shanghai pour introduire le processus de test de vie accélérée.
Étape 1. Déterminer la voie d'évaluation en fonction des caractéristiques du produit
La fonction est unique et toute la vérification de la machine est sélectionnée.
Étape 2. Déterminer le nombre d'échantillons
3 machines complètes. Étape 3. Compte tenu de la durée de vie et de la fiabilité prévues
La durée de vie prévue du produit est de 10 ans, avec un niveau de confiance de 99%.et le temps moyen entre les défaillances est prévu pour simuler la durée de vie prévue du produit, c'est-à-dire que le FEMM = 10 ans = 87600h
Étape 4. Déterminer le mode d'utilisation clinique
Il existe trois modes dans la phase d'utilisation d'un certain moniteur, à savoir le mode de stockage, le mode de veille et le mode de travail.
Étant donné qu'un certain moniteur est utilisé pour surveiller les patients avant la chirurgie, le stress clinique est principalement la température et l'humidité.RH de 60%;
Étape 6. Déterminez l'ampleur du stress
La température et l'humidité maximales tolérables du produit sont:
Mode de stockage Température et humidité maximalement tolérables: 60°C 93%RH
En mode veille, température et humidité maximalement tolérées: 55°C 85%RH
Mode de fonctionnement Température et humidité maximalement tolérables: 45°C 85%RH
Afin d'éviter d'endommager le produit à une température trop élevée et d'éviter d'introduire davantage de variables dues aux variations de température, il est prévu d'utiliser une température constante de 45°C,85% RH comme température et humidité d'essai.
Étape 7. Sélectionnez le modèle de défaillance
Sur la base du 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 basé sur la littérature
Consultez la version 2016 de la norme Telcordia SR-332 sur la prédiction de la fiabilité des produits électroniques et déterminez que le coefficient Ea est de 1,0 eV et n est de 2.66.
Étape 9. Calculer le facteur d'accélération

Modèle d'accélération:

où n est 2.66, Ea est de 1,0 eV
Calculer le coefficient d'accélération AF = 2,525 * 11,607 = 29.3
Étape 10. Déterminer le temps d'essai accéléré
Le niveau de confiance est de 99% et le tableau de distribution normale est Z=2.58
Le temps d'essai cumulé Ttot=MTBF*Z/AF=87600*2,58/29,3=7714h;
La marge de 10% est réglée et le temps total d'essai est Ttot=8485h.
Fournir 3 prototypes pour les essais. En supposant que l'échantillon n'ait pas de défaillance et que chaque dispositif ait terminé l'ensemble du cycle d'essai, chaque prototype nécessite un temps d'essai de T=8485/3=2828h=117,8 jours.
Étape 11. Application du stress
Dans le cas d'une utilisation réelle, le produit 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, le produit est soumis à des contraintes de travail sur un cycle de 24 heures.Alors attends 3 heures., et enfin stocke pendant 16 heures.
Étape 12. Conclusion
Les trois prototypes sont soumis à des contraintes de travail selon les modalités spécifiées à la section 5 dans un environnement de 45°C et 85% RH. S'il n'y a pas de défaillance lors de l'essai continu pendant 117,8 jours,la limite inférieure de la valeur MTBF du produit est considérée comme étant de 10 ans (avec une marge de 10%).

Épreuve MTBF

D'après les méthodes ci-dessus, on peut conclure que, bien que l'essai de troncation chronométrée et l'essai séquentiel soient très utiles, le temps d'essai est trop long,en particulier lorsque le niveau de fiabilité du produit est particulièrement élevé.
Dans la production réelle, afin de raccourcir le temps de mise sur le marché, de réduire les coûts du produit et de répondre à la demande des gens pour des méthodes d'essai accélérées économiques et efficaces,la méthode d'essai accélérée résout le problème plus efficacementCette méthode raccourcit le temps d'essai en augmentant le niveau de contrainte des essais de produits ou en augmentant la fréquence d'application de contraintes alternatives.et détecte et réduit le mode de défaillance du produit, afin d'évaluer rapidement le niveau de fiabilité du produit et de l'accroître.