平均無故障間隔時間可靠性MTBF測試廣泛應(yīng)用于各類儀器儀表、醫(yī)療裝備、電子電氣設(shè)備等行業(yè)領(lǐng)域。在國家重點研發(fā)計劃、市場招投標(biāo)、醫(yī)療裝備注冊認(rèn)證時均需要提供第三方檢測機(jī)構(gòu)出具的平均無故障間隔時間可靠性MTBF測試報告,一般需要各類產(chǎn)品的平均無故障間隔時間MTBF≥2000h、MTBF≥1000h、MTBF≥5000h、MTBF≥500h等測試要求。因產(chǎn)品而異,平均無故障間隔時間MTBF要求的驗證目標(biāo)值有所不同。
平均無故障間隔時間可靠性試驗(MTBF)是研究產(chǎn)品壽命特征的方法,這種方法可在實驗室模擬各種使用條件來進(jìn)行。它是將產(chǎn)品放在特定的試驗條件下考察其失效(損壞)隨時間變化規(guī)律。
一、平均無故障時間中的“時間”如何理解?
平均無故障時間,這個時間指的是所有受試設(shè)備的累積相關(guān)試驗時間。時間可置換為距離、循環(huán)次數(shù)或其他適用于受試設(shè)備的量或單位。失效數(shù)是指試驗過程中出現(xiàn)的累積相關(guān)失效數(shù)。具體的可靠性試驗應(yīng)對可以計入的相關(guān)試驗時間及相關(guān)失效數(shù)加以明確的規(guī)定。
二、平均無故障間隔時間可靠性MTBF測試的樣品數(shù)量需要多少
1、普通的電工電子設(shè)備
平均無故障間隔時間的MTBF目標(biāo)值都相對較大一些,一般要求MTBF≥5000小時等,這時,需要提供的受試樣品數(shù)量越多,實際測試時間越短,測試的成本相對較低,例如選取GB/T5080.7序貫試驗方案4:4,提供20臺樣品最為合適 ,實際測試時長不到138小時。
2、醫(yī)用電氣設(shè)備
通常要求產(chǎn)品的貯存壽命和工作壽命都需要達(dá)到好幾年,這種情況下,MTBF的測試目標(biāo)值就非常大,比如:要求產(chǎn)品的工作壽命達(dá)到2年,需要MTBF≥17520小時,由于醫(yī)療裝備的樣品數(shù)量一般不會提供太多,對于大型的醫(yī)療整機(jī)裝備,有的可能只有1-2臺;對于小型的醫(yī)療零部件或許能提供10幾臺左右,這種情況,樣品數(shù)量少,也可以有解決的辦法,采用加速壽命試驗的方式,通過加大產(chǎn)品的環(huán)境應(yīng)力來實現(xiàn),依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T34986。
3、非民用電子設(shè)備
非民用電子設(shè)備一般要求的平均無故障間隔時間MTBF的目標(biāo)值都相對較小,一般有要求MTBF≥500h、MTBF≥1000h、MTBF≥1500h、MTBF≥2000h等,一般提供的樣本數(shù)量為2臺,最多不超過20臺。
三、可靠性MTBF測試檢測標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)
GB/T 5080.7-1986《設(shè)備可靠性試驗 恒定失效率假設(shè)下的失效率與平均無故障時間的驗證試驗方案》;
GJB 899A-2009《可靠性鑒定和驗收試驗》;
GJB 367A-2001《通信設(shè)備通用規(guī)范》 ;
GB/T 34986-2017《產(chǎn)品加速試驗方法》。
四、如何進(jìn)行平均無故障間隔時間可靠性MTBF≥5000h的測試,可按照如下的方法進(jìn)行
1、確定測試樣品數(shù)量需要確定用于測試的受試樣品數(shù)量。例如,MTBF≥5000h的測試,可以提供55臺樣機(jī)進(jìn)行測試。
2、確定應(yīng)力條件確定可靠性試驗的應(yīng)力條件,如低溫應(yīng)力(-30℃)、高溫應(yīng)力(+50℃)、振動應(yīng)力(頻率范圍20Hz-350Hz-2000Hz,加速度均方根6.06Grms,振動垂直方向,振動時間為10min)電應(yīng)力(AC220V)等。
3、選擇合適的可靠性檢測標(biāo)準(zhǔn)選擇適合的可靠性檢測標(biāo)準(zhǔn),例如民用電子設(shè)備可以選擇GB/T5080.7-1986標(biāo)準(zhǔn)等。
4、選擇合適的試驗方案類型根據(jù)GB/T5080.7-1986標(biāo)準(zhǔn)中的定時截尾試驗方案表選擇合適的試驗方案,例如5:4試驗方案,實際試驗時間為100小時。
5、編寫可靠性試驗大綱包含單位名稱、地址、產(chǎn)品名稱、型號、檢測標(biāo)準(zhǔn)、故障判據(jù)、處理方式、工作狀態(tài)、交聯(lián)圖、測試方案、測試應(yīng)力條件選擇、可靠性試驗應(yīng)力剖面圖等。
6、可靠性試驗計劃和實施步驟編制可靠性計劃流程表和測試步驟。
7、選擇合適的第三方檢測機(jī)構(gòu)選擇合適的第三方檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行測試,選擇具備CNAS資質(zhì)、CMA資質(zhì)的第三方實驗室進(jìn)行可靠性試驗。
8、安排研發(fā)人員到實驗室研發(fā)人員到實驗室現(xiàn)場進(jìn)行受試樣品工作狀態(tài)的搭接,測試細(xì)節(jié)的溝通、測試狀態(tài)的監(jiān)測等。
9、測試通過后出具報告測試通過后,第三方機(jī)構(gòu)出具CNAS和CMA資質(zhì)的檢測報告。