MTBF-计算方法演示幻灯片.ppt

按一下以編輯母片標題樣式,*,按一下以編輯母片,第二層,第三層,第四層,第五層,MTB,F,計算方法概論,品質系統中心,QA-STD-MI-001A,1,MTBF:Mean Time Between Failure,1.意義:可修復之產品兩次相鄰故障的平均工作時間,是一種可靠度之統計數值.通常均以小時為計算單位.,2.,通常以小時為單位.,EX.100,000 hours.,3.,若為故障而不可,修復之產品,則不適用,MTBF,之計算.,但可計算其,MTTR(Mean Time To Repair).,稱之為:,平均維修時間.,4.若為產品在正常環境及條件下,連續性測試從一而終,所計算之時間為壽命試驗(,Life Cycle),2,1.1加速壽命試驗(,Accelerated Life Testing),1.1.1,執行壽命試驗的目的在於評估產品在既定環境下之使 用壽命.,1.1.2 常規試驗耗時較久,且需投入大量的金錢,而產品可靠度 資訊又不能及時獲得並加以改善.,1.1.3 可在實驗室裡以加速壽命試驗的方法,在可接受的試驗 時間裡評估產品的使用壽命.,1.1.4 是在物理與時間上,加速產品的劣化肇因,以較短的時間 試驗來推定產品在正常使用狀態的壽命或失效率.但基 本條件是不能破壞原有設計特性.,1.,MTBF,測試原理,3,1.1.5,一般情況下,加速壽命試驗考慮的三個要素是環境應,力,試驗樣本數和試驗時間.,1.1.6 一般電子和資訊業的零件可靠度模式及加速模式幾乎,都可以從美軍規範或相關文獻查得,也可自行試驗分析,獲得其數學經驗公式.,1.1.7 如果溫度是產品唯一的加速因素,則可採用阿氏模型,(,Arrhenius Model),此模式最為常用.,1.1.8 引進溫度以外的應力,如濕度,電壓,機械應力等,則為,愛玲模型(,Eyring Model).,產品包括電燈,液晶顯示元件,電容器等適用此模式.,1.,MTBF,測試原理,4,1.1.9,反乘冪法則(,Inverse Power Law),適用於金屬和非金,屬材料,軸承和電子裝備等.,1.1.10.復合模式(,Combination Model),適用於同時考慮溫度,與電壓作為環境應力的電子材料,如電容.,1.1.11.一般情況下,主動電子零件完全適用阿氏模型,而電子,和資訊類成品也可適用阿氏模型,原因是成品類的失效,模式是由大部分主動式電子零件所構成.因此,阿氏模 型,廣泛應用於電子,資訊行業.,1.,MTBF,測試原理,5,1.2.1.阿氏模型起源於瑞典物理化學家,Svandte Arrhenius 1887,年提出的阿氏反應方程式,.,R,為反應速度,speed of reaction,A,為未知之非溫度常數,a unknown non-thermal constant,E,A,為活化能activation energy(eV),K,為,Boltzmann,常數,等於8.623*10,-5,eV/,0,K.,T,為絕對溫度(,Kelvin),1.,MTBF,測試原理,6,1.2.2.加速因子,加速因子即為產品在使用條件下的壽命和高測試應力條件下,的壽命的比值.,如果產品壽命適用於阿氏模型,則其加速因子為:,Vu,為使用條件下的絕對溫度,Va,為加速條件下的絕對溫度,B=E,A,/K,1.,MTBF,測試原理,7,1.2.3.加速因子中活化能,Ea,的計算,活化能是分子與化學或物理作用中需具備的能量,單位是電子伏特,Ev.,當試驗的溫度與使用溫度差距範圍不大時,則,Ea,可設為常數.,Ea=K*(Ina Inn)/(1/Tn-1/Ta),a,為加速溫度時的失效率,n,為正常溫度時的失效率,Tn,Ta,均為絕對溫度,0,K,a,和,n,可以以試驗的方式的得出,但需要較長的試驗時間.而且新機種的失效率很難在短時間內得出.,1.,MTBF,測試原理,8,一般電子產品在早夭期失效之,Ea,為0.20.6,eV,正常有用期失效之,Ea,趨近於1.0,eV;,衰老期失效之,Ea,大於1.0,eV.,根據,Compaq,可靠度工程部(,CRE),的測試規範,Ea,是機台所有零件,Ea,的平均值.如果新機種的,Ea,無法計算,可以將,Ea,設為0.67,eV,做常數處理.,目前,Dell,和,HP,Motorola,等機種的,Ea,設為0.6,eV.,後,續將統一定為0.67,eV.,1.,MTBF,測試原理,9,2.1.,Motorola,NEC,FUJI,機種,2.1.1.根據,burn in room,的實際狀況確定樣本數量和環境溫度,如,HP,機種一般為56台,50,0,C.,2.1.2.,根據阿氏模型計算溫度加速系數.,2.1.3.根據機台,ON/OFF,時序計算占空比(,Duty Cycle),和加速系數.如 25,min on,5min off,時,DC=25/(25+5)=0.833,AFpower=60min/(25+5)min=2,2.1.4.,根據,Confidence Level,計算,GEM(General Exponential,Model),系數.如,CL,為90%,無不良發生時,GEM,為2.3026.,2.,MTBF,測試計劃的制定方法,10,The confidence level is the probability value associated with a confidence interval.,It is often expressed as a percentage.For example,say ,then confidence level=(1-0.05)=0.95,that is,a 95%confidence level.,*,For Example,a.Conservative party would win 60%of the vote.,b.The pollster might attach a 95%confidence level to the interval 60%.,c.,=,plus or minus 3%(60%*(1-95%),That is,he thinks it very likely that the Conservative party would get between 57%and 63%of the total vote.,Confidence Level,11,2.1.5.,Ea,設為0.67,eV.,2.1.6.,根據,MTBF,計算公式計算測試持續時間.,Duration=MTBF,spec,*GEM,factor,/(DC*Sample size*AF,power,*AF,temp,),2.1.7.,將計算結果與客戶的要求做比較,如果測試時間過長,則可適當增加樣本數量,重新修正測試計劃.,2.,MTBF,測試計劃的制定方法,12,2.2.,Dell desktop,機種,2.2.1.一般為200台,50,0,C.,共分成4組:,50,pcs 110Vac,AC on/off,50pcs 110vac,DC on/off,50pcs 220Vac,AC on/off,50pcs 220vac,DC on/off,2.2.2.,根據阿氏模型計算溫度加速系數.,2.2.3.根據機台,ON/OFF,時序計算占空比(,Duty Cycle),如 25,min on,5min off,時,DC=25/(25+5)=0.833,2.2.4.,根據,Confidence Level,計算,GEM(General Exponential,Model),系數.如,CL,為90%,無不良發生時,GEM,為2.3026.,2.,MTBF,測試計劃的制定方法,13,2.2.5.,Ea,設為0.67,eV.,2.2.6.,根據,DMTBF,計算公式計算測試持續時間.,Duration=MTBF,spec,*GEM,factor,/(Sample size*AF,power,*AF,temp,),2.2.7.,將計算結果與客戶的要求做比較,如果測試時間過長,則可適當增加樣本數量,重新修正測試計劃.,2.,MTBF,測試計劃的制定方法,14,2.3.,Motorola,CISCO,機種,2.3.1.根據,burn in room,的實際狀況確定樣本數量和環境溫度,如,HP,機種一般為56台,50,0,C,或60,0,C.,2.3.2.,根據阿氏模型計算溫度加速系數.,2.3.3.根據機台,ON/OFF,時序計算占空比(,Duty Cycle),和加速系數.如 25,min on,5min off,時,DC=25/(25+5)=0.833,AFpower=60min/(25+5)min=2,2.3.4.,根據,Confidence Level,計算,GEM(General Exponential,Model),系數.如,CL,為90%,無不良發生時,GEM,為2.3026.,2.,MTBF,測試計劃的制定方法,15,2.3.5.,Ea,設為0.67,eV.,2.3.6.,根據,DMTBF,計算公式計算測試持續時間.,Duration=MTBF,spec,*GEM,factor,/(DC*Sample size*AF,powerAF,temp,),2.3.7.,將計算結果與客戶的要求做比較,如果測試時間過長,則可適當增加樣本數量,重新修正測試計劃.,2.,MTBF,測試計劃的制定方法,16,2.4.,Smart,機種,2.4.1.樣本數量為32台.,2.4.2.環境溫度為60,0,C,負載為,full load.,2.4.3.,要在,MTBF,測試的0,168,500,1000小時的時候對樣,機進行,ATE,測試.,2.4.4.如有不良發生,要紀錄發生的時間並報告客戶,以便,修正其,MTBF,計算的,Time to failure,數據.,2.,MTBF,測試計劃的制定方法,17,結論,目前:,1.,只有軟體模擬,MTBF.,未來:2.為應付未來一線廠廠商,需做實機 量測估算,MTBF.,18,