MTBF 계산 방법

MTBF 계산기

MTBF(Mean Time Between Failure)는 다양한 분석을 위한 중요한 매개변수입니다.

  • 신뢰성/가용성 분석 – 미션 실패 또는 시스템 다운타임 확률
  • 안전 – 안전 사건의 발생 확률
  • 예비 부품 프로비저닝 - 시스템 가용성을 보장하기 위해 필요한 예비 부품
  • 보증 – 보증 만료 전 고장 가능성

이러한 분석에는 평균 실패 횟수가 사용됩니다.

유틸리티, 국방, 항공 우주, 철도 및 통신 시스템에 대한 입찰에는 종종 설계자가 달성해야 하는 MTBF 요구 사항이 포함됩니다.

처음에 설계자는 고장률을 하위 시스템 어셈블리에 할당합니다.

세부 설계가 있는 경우 요구 사항을 준수하는지 확인하기 위해 보다 정확한 MTBF 계산을 수행해야 합니다.

마지막으로 현장 테스트 중에 현장 고장 데이터를 축적하여 MTBF 시연이 이루어집니다.

 

MTBF 계산 방법:

현장 고장 데이터가 있는 경우 총 작업 시간을 총 고장 횟수로 나눕니다. 이것은 필드 MTBF입니다.

당신은 또한 수 필드 MTBF를 특정 신뢰 수준으로 계산.

참고: 이 MTBF는 유사한 작동 조건에서만 유효합니다.

필드 데이터가 없는 경우 MTBF 예측 방법을 사용해야 합니다.

 

MTBF는 일반적으로 제품/시스템 분류 트리의 맨 아래에서 맨 위로 계산됩니다.
계산 단계는 다음과 같습니다.

  1. 분류 트리 하단에서 "최종 품목"의 MTBF를 계산합니다.
  2. 하위 수준의 MTBF를 사용하여 다음 상위 수준의 MTBF를 계산합니다.
  3. 전체 트리가 계산될 때까지 프로세스를 반복합니다.

 

"최종 품목" MTBF는 다양한 소스에서 얻을 수 있습니다.

  • 현장 고장 데이터의 통계 분석
  • 표준 예측 방법(MIL HDBK 217, Telcordia 3, SN29500, FIDES 등)
  • OEM 데이터시트
  • NPRD 및 OREDA와 같은 고장 데이터베이스

참고: 장비 MTBF 값은 특정 환경 조건에서 특정 작동 프로필의 예상 고장률을 나타냅니다. 다양한 조건에 맞게 MTBF 값을 조정하려면 변환 계수가 필요할 수 있습니다.

예측 방법은 일반적으로 다음 MTBF 공식에 따라 "최종 품목" MTBF를 제공합니다.

MTBF=1/(λ0·Π에스·Π디·Π이자형·Π티)

 

모수 내용
λ0 항목 기반 실패율
Π에스 예를 들어 저항에 적용된 실제 전력과 저항 정격 전력의 비율을 고려한 스트레스 요인
Π디 듀티 사이클
Π이자형 환경 요인 예: 지상/이동/해군/공중/우주
Π티 일반적으로 활성화 에너지를 설명하는 Arrhenius 방정식의 형태인 온도 계수

 

추가의 Π 예측 방법에 나타나는 요소는 제조 및 선별 품질, 전자 부품 포장, 습도 등을 설명합니다.

높은 수준의 MTBF는 하위 수준 항목의 MTBF의 함수로 계산됩니다.

MTBF부모의=1/∑나는(1/MTBF나는)

 

어디 MTBF나는 i의 MTBF입니다.일 직계아이.
위의 방정식은 모든 하위 항목의 실패를 설명하며 다음과 같은 경우에 유용합니다.

  • 최악의 가정
  • 직렬 신뢰도 모델
  • 유지 보수 계산

중복을 고려하려면 MTBCF(Mean Time Between Critical Failures)를 계산해야 합니다. RBD(신뢰성 블록 다이어그램) (RBD)는 MTBCF 분석에 사용할 수 있습니다.

 

MTBF 계산 방법 - 예:

특정 기본 실패율 및 요인은 예측 표준에 정의되어 있습니다.

MIL HDBK 217 F2에 따라 전자 제품의 MTBF를 계산하는 방법에는 두 가지가 있습니다.

  • 부품 수 – 기본 Π 가정에스 = Π티 = Π디= 1
  • 부품 응력 – Π 설명에스 , Π티 및 Π디

부품 수는 BQR의 온라인 애플리케이션을 사용하여 계산할 수 있습니다. BQR-Digital:

Screenshot of MTBF prediction software

부품 수는 다음을 사용하여 계산할 수 있습니다. BQR의 ECAD 플러그인 과 fiXtress 데스크톱 소프트웨어:

MTBF software screenshot

MTBF를 개선하는 방법:

부품 계수 방법에 따라 MTBF를 계산했다면 부품 스트레스 방법에 따라 계산하면 더 나은 MTBF 값을 얻을 수 있습니다. 이를 위해서는 구성 요소 응력을 입력해야 하지만 이러한 분석을 통해 실제 엔지니어링 값을 얻을 수 있습니다. 예를 들어, 과도한 스트레스를 받은 구성 요소는 매우 낮은 MTBF를 나타냅니다. 실패 기여자의 파레토 보기를 보면 과도한 스트레스를 받은 구성 요소를 식별할 수 있습니다.

더 좋은 방법은 구성 요소 경감 분석을 수행한 다음 데이터를 MTBF 예측에 활용하는 것입니다.

BQR의 fiXtress 프로 구성요소 경감 및 MTBF 예측을 수행하기 위한 손쉬운 플랫폼을 제공합니다.

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