Comment calculer le MTBF

CALCULATEUR MTBF

Le MTBF (Mean Time Between Failure) est un paramètre important pour diverses analyses :

  • Analyse de fiabilité / disponibilité - probabilité d'échec de la mission ou d'indisponibilité du système
  • Sécurité - probabilité d'occurrence d'un événement de sécurité
  • Approvisionnement en pièces de rechange - pièces de rechange nécessaires pour assurer la disponibilité du système
  • Garantie - probabilité de défaillance avant l'expiration de la garantie

Le nombre moyen de défaillances est utilisé pour ces analyses.

Les appels d'offres pour les services publics, la défense, l'aérospatiale, le rail et les systèmes de télécommunications incluent souvent une exigence MTBF que le concepteur doit respecter.

Initialement, le concepteur alloue des taux de défaillance aux assemblages de sous-système.

Lorsqu'une conception détaillée existe, un calcul MTBF plus précis doit être effectué pour vérifier la conformité à l'exigence.

Enfin, lors des tests sur le terrain, une démonstration MTBF a lieu en accumulant les données de défaillance sur le terrain.

 

Comment le MTBF est calculé :

Si vous disposez de données sur les pannes sur le terrain, divisez le nombre total d'heures de fonctionnement par le nombre total de pannes. C'est le champ MTBF.

Vous pouvez aussi calculer le champ MTBF à des niveaux de confiance spécifiques.

Remarque : Ce MTBF n'est valable que pour des conditions de fonctionnement similaires.

Si vous ne disposez pas de données de terrain, les méthodes de prédiction MTBF doivent être utilisées.

 

Le MTBF est généralement calculé de bas en haut d'un arbre de répartition produit / système.
Les étapes de calcul sont les suivantes :

  1. Calculez le MTBF des "articles finis" au bas de l'arbre de répartition.
  2. Utilisez le MTBF de niveau inférieur pour calculer le MTBF au niveau supérieur suivant.
  3. Répétez le processus jusqu'à ce que l'arbre entier soit calculé.

 

Le MTBF "End item" peut être obtenu à partir de différentes sources :

  • Analyse statistique des données de défaillance sur le terrain
  • Méthodes de prédiction standard (MIL HDBK 217, Telcordia 3, SN29500, FIDES, etc…)
  • Fiches techniques OEM
  • Bases de données de pannes telles que NPRD et OREDA

Remarque : La valeur MTBF de l'équipement représente le taux de défaillance prévu pour un profil de fonctionnement spécifique, dans des conditions environnementales spécifiques. Des facteurs de conversion peuvent être nécessaires pour adapter la valeur MTBF à différentes conditions.

Les méthodes de prédiction fournissent généralement un MTBF « produit final » selon la formule MTBF suivante :

MTBF=1/(λ0·ΠS·ΠD·ΠE·ΠT)

 

Paramètre Sens
λ0 Taux d'échec de base des articles
ΠS Facteur de contrainte, par exemple, tenant compte du rapport de la puissance réelle appliquée à une résistance et de la puissance nominale de la résistance
ΠD Cycle de service
ΠE Facteur d'environnement, par exemple, terrestre / mobile / naval / aéroporté / spatial
ΠT Facteur de température, généralement sous la forme d'une équation d'Arrhenius, représentant une énergie d'activation

 

Supplémentaire Π les facteurs qui apparaissent dans les méthodes de prédiction tiennent compte de la qualité de fabrication et de dépistage, de l'emballage des composants électroniques, de l'humidité, etc.

Le MTBF de niveau supérieur est calculé en fonction du MTBF de l'élément de niveau inférieur :

MTBFparent=1/∑je(1/MTBFje)

 

Où MTBFje est le MTBF du ie enfant direct.
L'équation ci-dessus tient compte de l'échec de tout élément enfant, c'est bon pour :

  • Hypothèse du pire des cas
  • Modèle de fiabilité série
  • Calculs d'entretien

Si vous souhaitez comptabiliser les redondances, vous devez calculer le MTBCF (Mean Time Between Critical Failures). Schéma fonctionnel de fiabilité (RBD) peut être utilisé pour l'analyse MTBCF.

 

Comment calculer le MTBF – Exemple :

Les taux et facteurs de défaillance de base spécifiques sont définis dans les normes de prédiction.

Il existe deux méthodes de calcul du MTBF des produits électroniques selon MIL HDBK 217 F2 :

  • Nombre de pièces – en supposant la valeur par défaut ΠS = ΠT = ΠD= 1
  • Contrainte des pièces – prise en compte de ΠS , ΠT et ΠD

Le nombre de pièces peut être calculé à l'aide de l'application en ligne de BQR : BQR-Digital:

Screenshot of MTBF prediction software

Le nombre de pièces peut être calculé à l'aide de Connexion ECAD de BQR et Logiciel de bureau fiXtress:

MTBF software screenshot

Comment améliorer le MTBF :

Si vous avez calculé le MTBF selon la méthode du nombre de pièces, vous pouvez probablement obtenir une meilleure valeur MTBF en calculant selon la méthode de la contrainte des pièces. Bien que cela nécessite d'entrer les contraintes des composants, la valeur technique réelle peut être obtenue à partir d'une telle analyse. Par exemple : un composant surchargé présentera un MTBF très faible. En examinant une vue de Pareto des contributeurs à la défaillance, les composants surchargés peuvent être identifiés.

Mieux encore - effectuez une analyse de déclassement des composants, puis utilisez les données pour la prédiction MTBF.

BQR fiXtress Pro fournit une plate-forme simple pour effectuer le déclassement des composants et la prédiction MTBF.

Quels sont vos besoins en matière de calcul MTBF ?
Contactez-nous pour plus de détails concernant le logiciel et les services de prédiction MTBF de BQR :

Nous contacter