O que é MTBF?
MTBF: Tempo médio entre falhas
Nome completo em inglês: Mean Time Between Failure
Objetivo do ensaio: medir o índice de fiabilidade de um produto (especialmente produtos elétricos)
Unidade: geralmente em horas, por exemplo:

Como testar o MTBF?

Método de ensaio MTBF
Método de previsão do MTBF
O método de previsão do MTBF consiste em introduzir vários parâmetros de fatores de influência no software de ensaio de simulação PCT, tomando um portátil (motherboard) como exemplo, e introduzir as condições de ensaio:Norma de cálculo (Norma de cálculo), Método de cálculo (Método de cálculo), temperatura (Temperatura), ambiente (Ambiente), qualidade dos componentes (Qualidade dos componentes), etc.,O software executa um modelo de simulação com base nos parâmetros do produto na base de dados de consulta e calcula o valor MTBF, que é um valor estimado.
Padrões de referência do método de previsão da fiabilidade:
MIL-HDBK-217 "Manual de previsão da fiabilidade dos equipamentos eletrónicos"
Nota: O Centro de Análise de Confiabilidade do Departamento de Defesa dos EUA e o Laboratório de Roma propuseram e se tornaram um padrão da indústria
GJB/Z 299B "Manual de previsão da fiabilidade dos equipamentos eletrónicos"
Nota: padrão militar do meu país
Bellcore SR-332 "Procedimento de previsão da fiabilidade dos equipamentos eletrónicos"
Nota: A AT&TBell Laboratories propôs e se tornou o padrão da indústria para o cálculo dos valores MTBF para produtos eletrônicos comerciais.

Método experimental MTBF
Existem três tipos de métodos experimentais MTBF:
1. Teste de vida útil total: o teste de vida útil total exige que todas as amostras eventualmente falhem durante o teste, e o MTBF pode ser calculado utilizando uma média aritmética simples;
2Teste sequencial censurado: 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, rejeitar ou continuar o ensaio. ;
3- ensaio de censura por tempo ou número fixo: durante o ensaio, o equipamento em exame é monitorizado de forma contínua ou a intervalos curtos,e o tempo de ensaio relevante é acumulado até ultrapassar o tempo de ensaio relevante predeterminado (aceitação) ou ocorrer um número predeterminado de falhas relevantes (rejeição). receber).
Nota: Na prática, todas as amostras a testar falham durante o processo de ensaio.Dez anos ou mesmo centenas de anos., por conseguinte, este método só pode ser utilizado para produtos com vida útil mais curta.

Ensaio MTBF

Referência padrão para os métodos de ensaio de fiabilidade:
GB/T 5080.7-1986 "Teste de fiabilidade do equipamento - Teste de validade da suposição de taxa de falha constante"
GB/T 9813.1-2016 5.9 "Especificações gerais para computadores Parte 1: Teste de fiabilidade de microcomputadores de mesa"
GB/T 9813.2-2016 5.9 "Especificações gerais para computadores Parte 2: Teste de fiabilidade de microcomputadores portáteis"
GB/T 14081-2010 5.9 "Especificações gerais para teclados de processamento de informação - Teste de fiabilidade"
GB/T 18220-2012 5.17 "Especificações gerais para ensaios de fiabilidade e de vida útil dos equipamentos portáteis de processamento de informação em tecnologia da informação"

Método de aceleração MTBF
No processo de produção e fabrico das empresas, é necessário compreender a fiabilidade do produto antes de sair da fábrica e avaliar o risco pós-venda do produto.Neste caso, o nosso método tradicional de cálculo MTBF é obviamente inviável, porque no momento em que o MTBF real valor de teste do nosso produto sai, o produto está quase chegando.Após serem eliminados ou atualizados, os valores de ensaio obtidos já não são significativos. Neste momento, precisamos usar outros métodos para simular e calcular o valor do produto MTBF, tais como: método de aceleração MTBF
O método de aceleração MTBF é um método de ensaio de vida acelerada no laboratório.O valor MTBF do produto é avaliado sem destruir as características originais do produto.Os factores de aceleração que afectam os produtos electrónicos incluem principalmente: temperatura, umidade, resistência, tensão, etc.
Método acelerado de ensaio de referência:
GB/T 34986-2017 "Método de ensaio acelerado do produto"

MTBF método de aceleração caso
Tomando um monitor de uma empresa de dispositivos médicos em Xangai como exemplo, vamos introduzir o processo de teste de vida acelerada.
Etapa 1. Determinar o caminho de avaliação com base nas características do produto
Função única, escolha verificação de máquina inteira.
Passo 2. Determinar o número de amostras
Três máquinas completas.
Passo 3. Dada a vida útil prevista e o nível de confiança
A vida útil esperada é de 10 anos e o nível de confiança é de 99%.É previsto utilizar o tempo médio entre falhas para simular a vida útil esperada do produto., ou seja, MTBF=10 anos=87600h
Passo 4. Determinar os padrões de utilização clínica
Um determinado monitor tem três modos durante a utilização, a saber, modo de armazenamento, modo de espera e modo de trabalho.
Passo 5. Determinar o perfil de estresse para uso clínico
Considerando que um monitor é utilizado para monitorizar os doentes antes da cirurgia, o stress clínico é principalmente a temperatura e a umidade.
Passo 6. Determine o estresse
A tolerância máxima do produto à temperatura e à umidade é:
Tolerância máxima à temperatura e à umidade no modo de armazenamento: 60°C 93%RH
Tolerância máxima à temperatura e à humidade no modo de espera: 55°C 85%RH
Modo de funcionamento tolerância máxima à temperatura e à umidade: 45°C 85%RH
A fim de evitar danos ao produto a temperaturas demasiado elevadas e evitar a introdução de mais variáveis devido a alterações de temperatura,É previsto utilizar uma temperatura e umidade de ensaio constantes de 45°C e 85% RH.
Passo 7. Selecionar o modelo de falha
De acordo com o perfil de estresse clínico, ver o modelo acelerado de estresse de temperatura e umidade proposto por D.S. Peck: modelo Peck
Etapa 8. Determinar os valores dos coeficientes no modelo com base nos dados da literatura
Verifique a versão Telcordia SR-332 2016 do padrão de previsão da fiabilidade de produtos eletrónicos.66.
Passo 9. Calcular o fator de aceleração

Modelo de aceleração:

Entre eles, n é 2.66, Ea é 1,0 eV
Calcular o fator de aceleração AF = 2,525 * 11,607 = 29.3
Passo 10. Determinar o tempo de ensaio acelerado
O nível de confiança é de 99%. verifique a tabela de distribuição normal e obtenha Z=2.58
Tempo de ensaio cumulativo Ttot=MTBF*Z/AF=87600*2,58/29,3=7714h;
Se a margem for de 10%, o tempo total de ensaio é Ttot=8485h.
São fornecidos três protótipos para testes. Supondo que as amostras não funcionem mal e que cada dispositivo complete todo o ciclo de teste, cada protótipo requer tempo de teste T=8485/3=2828h=117,8 dias.
Passo 11.
O produto deve ser utilizado durante 7 dias por semana, 5 horas por dia, 3 horas de espera e o resto do tempo de armazenagem;
A fim de simular a utilização real do produto, a tensão de trabalho é aplicada ao produto num ciclo de 24 horas.Então espere por 3 horas., e finalmente armazenar por 16 horas.
Passo 12.Conclusão
Três protótipos são submetidos a uma tensão de trabalho, da forma especificada na secção 5, num ambiente de 45°C e 85% de H. Se o ensaio continuar durante 117,8 dias sem falha,Considera-se que o limite inferior do valor MTBF do produto é de 10 anos (com uma margem de 10%).

Ensaio MTBF

A partir dos métodos acima referidos, pode concluir-se que, embora métodos como o teste de censura cronometrada e o teste sequencial sejam muito úteis, o tempo de ensaio é demasiado longo,especialmente quando o nível de fiabilidade do produto é particularmente elevado.
Na produção real, a fim de reduzir o tempo de colocação do produto no mercado, reduzir os custos do produto e satisfazer as necessidades das pessoas de métodos de ensaio acelerado económicos e eficientes,métodos de ensaio acelerados resolvem problemas de forma mais eficazEste método encurta o tempo de ensaio aumentando o nível de tensão do ensaio do produto ou aumentando a frequência de aplicação de tensões alternadas.e descobre e reduz os modos de falha do produto, de modo a avaliar rapidamente o nível de fiabilidade do produto e aumentá-lo.