Jak interpretować parametr MTBF
Bardzo często ten parametr jest niewłaściwie interpretowany. Przykładowo MTBF zasilacza LPV-100-12 wynosi 703 000 godzin, czyli prawie 80 lat. Nie oznacza to, że zasilacz bezawaryjnie będzie pracował tyle czasu.
Sposoby i metody obliczania MTBF zostały wprowadzone przez armię amerykańską w 1965 roku wraz z publikacją modelu MIL-HDBK-217 (parametr ten można znaleźć w parametrach technicznych na kartach zasilaczy Mean Well, w naszym sklepie internetowym). Zawarto w nim częstotliwość awarii dla różnych podzespołów elektronicznych, np. kondensatorów, rezystorów, tranzystorów. W tym modelu opublikowano metody obliczania awaryjności. Miało to służyć standaryzacji ocen niezawodności urządzeń elektronicznych i sprzętu wojskowego.
Oprócz modelu MIL-HDBK-217 stosuje się również inne sposoby obliczeń parametru MTBF, z którymi możemy spotkać się w danych technicznych urządzeń elektronicznych. Wszystkie modele mają różne algorytmy do obliczeń niezawodności. Przykładowe metody: HRD5, Telcordia, RBD, model Markowa, FMEA/FMECA, drzewo uszkodzeń, HALT.
Znając czas MTBF, możemy obliczyć prawdopodobieństwo uszkodzenia urządzenia przed upływem czasu MTBF. Jest to bardzo przydatna informacja, która pozwala ocenić awaryjność systemu. Generalnie zasada jest prosta: im większy MTBF, tym bardziej niezawodne urządzenie.
Należy pamiętać, że parametr MTBF oznacza czas, po którym niezawodność urządzenia spada do 36,8%.
Dlaczego? Do obliczeń musimy wprowadzić wzór na niezawodność.
|
|
R(T) – niezawodność wyrażona w procentach w stosunku do czasu pracy urządzenia T – czas pracy urządzenia MTBF – średni czas między awariami 2,718 – liczba Eulera (występuje we wzorach jako litera „e”) |
Słownie: 2,718 podniesione do ujemnej potęgi czasu pracy podzielonego przez MTBF.
Przykład pierwszy:
Obliczmy awaryjność zasilacza LPV-100-12, którego MTBF wynosi 703 000 godzin po czasie 703 000 godzin.
R(T) = 2,718((-703.000)/703.000) x 100% = 2,718(-1) x 100% = 36,8%
Czyli zasilacz LPV-100-12 o MTBF = 703 000 godzin ma niezawodność 36,8% po czasie 703 000 godzin. Inaczej mówiąc, po czasie 703 000 godzin istnieje prawdopodobieństwo, że na 100 zasilaczy ~37 zasilaczy będzie sprawnych, a 63 zasilacze ulegną awarii.
Przykład drugi:
Sprawdźmy prawdopodobieństwo wystąpienia usterki w ciągu 2 lat dla np. dwóch zasilaczy ELG-150-12APL oraz HLG-240H-12A.
1. MTBF zasilacz ELG-150-12APL = 313 660 godzin, 2 lata = 2 lata x 24 godziny x 365 dni = 17 520 godzin i podstawiamy do wzoru:
R(T) = 2,718((-17.520)/313.660) x 100% = 2,718(-0,0559) x 100% = 94,56%
Wynik ten pokazuje prawdopodobieństwo, że po 2 latach 94,56% zasilaczy będzie działać bezawaryjnie (np. na 100 zasilaczy ~95 będzie sprawnych, a 5 ulegnie awarii).
2. MTBF zasilacz HLG-240H-12A = 207 900 godzin, lata = 2 lata x 24 godziny x 365 dni = 17 520 godzin i podstawiamy do wzoru.
R(T) = 2,718((-17.520)/207.900) x 100% = 2,718(-0,0830) x 100% = 92,03%
Ten przypadek pokazuje prawdopodobieństwo, że po 2 latach 92,03% zasilaczy będzie działać bezawaryjnie (np. na 100 zasilaczy ~92 będą sprawne, a 8 ulegnie awarii)
Najczęściej parametr MTBF jest określany przez producenta w odniesieniu do pracy urządzenia w temperaturze otoczenia 25°C. W przypadku pracy w wyższych temperaturach obowiązuje zasada, że zwiększenie temperatury otoczenia o 10°C powoduje dwukrotne zmniejszenie wartości MTBF. Dlaczego jedne urządzenia mają wysoki, a inne niski MTBF? Różnice wynikają z jakości użytych elementów i stopnia skomplikowania urządzenia.