Περιεχόμενο
Τα ποσοστά αποτυχίας αποτελούν σημαντικό θέμα στη μηχανική. Χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό της αξιοπιστίας ενός συστήματος ή ενός στοιχείου σε ένα σύστημα. Για να υπολογίσετε ένα ποσοστό αποτυχίας, πρέπει να παρατηρήσετε το σύστημα ή το στοιχείο και να καταγράψετε το χρόνο που χρειάζεται για να καταρρεύσει. Όπως με κάθε στατιστική, όσο περισσότερα δεδομένα έχετε, τόσο ακριβέστερος θα είναι ο υπολογισμός του ποσοστού αποτυχίας. Για παράδειγμα, εάν υπολογίζατε το ποσοστό αποτυχίας ενός συγκεκριμένου τύπου καλωδίου USB, ο υπολογισμός σας θα ήταν ακριβέστερος εάν δοκιμάσατε 1.000 καλώδια για ένα χρόνο παρά ένα καλώδιο για μερικές ημέρες.
Υπολογισμός σταθερών ρυθμών αποτυχίας
Για να μετρήσετε τα ποσοστά αποτυχίας, χρειάζεστε ένα δείγμα πανομοιότυπων εξαρτημάτων ή συστημάτων που μπορούν να παρατηρηθούν με την πάροδο του χρόνου. Για παράδειγμα, ας υποθέσουμε ότι είχατε πέντε λάμπες συνδεδεμένους σε ένα αυτόματο κύκλωμα που θα μπορούσατε να ενεργοποιήσετε και να απενεργοποιήσετε μια φορά την ώρα για 1.000 ώρες, δίνοντάς σας τα ακόλουθα δεδομένα:
Αυτό σας δίνει 4 αστοχίες σε συνολικά 3.647 ώρες.
Για να υπολογίσετε τον ρυθμό αποτυχίας, διαιρέστε τον αριθμό των βλαβών από τον συνολικό αριθμό ωρών, όπως 4 / 3,647 = 0,0011 αστοχίες ανά ώρα.
Σε αυτό το παράδειγμα, το ποσοστό αποτυχίας ανά ώρα είναι τόσο μικρό που είναι σχεδόν ασήμαντο. Ο πολλαπλασιασμός του αριθμού κατά 1.000 θα έκανε πιο νόημα κάποιος που σκέφτεται να αγοράσει έναν λαμπτήρα, που θα ήταν 1,1 αποτυχίες ανά 1.000 ώρες. Δεδομένου ότι υπάρχουν 8.760 ώρες σε ένα χρόνο, μπορείτε να διαιρέσετε 3.647 με 8.760 για να πάρετε 0.41 αποτυχίες ανά έτος, ή περίπου 2 αποτυχίες κάθε πέντε χρόνια.
Υπολογισμός MTBF
Ένας άλλος τρόπος για να εκφράσετε τα ποσοστά αποτυχίας είναι η χρήση του μέσου χρόνου μεταξύ αποτυχιών. Το MTBF χρησιμοποιείται συνήθως σε συστήματα υψηλής ποιότητας, όπου οι αποτυχίες αναμένεται να είναι σπάνιες και πρέπει να ελαχιστοποιηθούν, όπως το σύστημα καθοδήγησης ενός εμπορικού αεροσκάφους ή οι αερόσακοι ενός επιβατικού αυτοκινήτου. Η γνώση του MTBF επιτρέπει στους κατασκευαστές να συστήσουν πόσο συχνά πρέπει να επιθεωρούνται, να συντηρούνται και να αντικαθίστανται τα εξαρτήματα.
Για να υπολογίσετε το MTBF, διαιρείτε τον αριθμό ωρών με τον αριθμό των βλαβών. Στην περίπτωση των πέντε λαμπτήρων που δοκιμάστηκαν, οι οποίοι είχαν ποσοστό αποτυχίας 4 ανά 3,647, προσδιορίσατε τον MTF ως 3,647 / 4 = 909. Επομένως, ο MTBF είναι 909 ώρες.
Τα συστήματα υποβάθμισης την πάροδο του χρόνου
Στα περισσότερα σενάρια πραγματικού κόσμου, η πιθανότητα αποτυχίας αυξάνεται με την πάροδο του χρόνου, καθώς τα συστατικά αποσυντίθενται και τα μέρη φθαρούν. Ένα σύστημα φρένων των αυτοκινήτων, για παράδειγμα, είναι λιγότερο πιθανό να αποτύχει κατά το πρώτο έτος της ιδιοκτησίας από ό, τι μετά από πέντε χρόνια χωρίς συντήρηση. Ως αποτέλεσμα, είναι συνήθως απαραίτητο για τους μηχανικούς να δοκιμάζουν εξαρτήματα για μεγαλύτερα χρονικά διαστήματα και να υπολογίζουν τα ποσοστά αποτυχίας για διαφορετικά διαστήματα.