كيف تحسب معدلات الفشل

معدلات الفشل هي اعتبار مهم في الهندسة. يتم استخدامها لتحديد موثوقية نظام أو مكون في النظام. لحساب معدل الفشل ، تحتاج إلى مراقبة النظام أو المكون وتسجيل الوقت الذي يستغرقه التعطل. كما هو الحال مع أي إحصائية ، كلما زادت البيانات لديك ، زادت دقة حساب معدل الفشل. على سبيل المثال ، إذا كنت تحسب معدل فشل نوع معين من كبلات USB ، فإن ملف سيكون الحساب أكثر دقة إذا قمت باختبار 1000 كابل على مدار عام بدلاً من كابل واحد عبر a بضعة أيام.

من أجل قياس معدلات الفشل ، تحتاج إلى عينة من المكونات أو الأنظمة المتطابقة التي يمكن ملاحظتها بمرور الوقت. على سبيل المثال ، افترض أن لديك خمس مصابيح كهربائية متصلة بدائرة تلقائية يمكنك تشغيلها وإيقافها مرة واحدة كل ساعة لمدة 1000 ساعة ، مما يمنحك البيانات التالية:

• احترقت اللمبة 1 بعد 422 ساعة.
  
• احترقت اللمبة 2 بعد 744 ساعة
  
• احترقت اللمبة 3 بعد 803 ساعة
  
• احترقت اللمبة 4 بعد 678 ساعة
  
• بقيت اللمبة 5 مضاءة لمدة 1000 ساعة
  

يمنحك هذا 4 حالات فشل على مدار إجمالي 3647 ساعة.

لحساب معدل الفشل ، قسّم عدد حالات الفشل على إجمالي عدد الساعات ، مثل 4 / 3،647 = 0.0011 إخفاق في الساعة.

في هذا المثال ، يكون معدل الفشل في الساعة صغيرًا جدًا لدرجة أنه يكاد يكون غير ذي أهمية. إن ضرب الرقم في 1000 سيجعل الأمر أكثر أهمية بالنسبة لشخص يفكر في شراء مصباح كهربائي ، والذي سيكون 1.1 فشلًا لكل 1000 ساعة. نظرًا لوجود 8760 ساعة في عام واحد ، يمكنك تقسيم 3647 على 8760 للحصول على 0.41 إخفاق سنويًا ، أو حوالي إخفاقين كل خمس سنوات.

هناك طريقة أخرى للتعبير عن معدلات الفشل وهي استخدام متوسط ​​الوقت بين حالات الفشل. عادةً ما يتم استخدام MTBF في أنظمة عالية الجودة حيث من المتوقع أن تكون الأعطال نادرة وتحتاج إلى تقليلها ، مثل نظام التوجيه في طائرة تجارية أو الأكياس الهوائية في سيارة الركاب. تتيح معرفة MTBF للمصنعين التوصية بعدد المرات التي يجب فيها فحص المكونات وصيانتها واستبدالها.

لحساب MTBF ، تقسم عدد الساعات على عدد حالات الفشل. في حالة المصابيح الخمسة التي تم اختبارها ، والتي كان معدل فشلها 4 لكل 3647 ، فأنت تحدد MTF على أنه 3647/4 = 909. وبالتالي فإن MTBF هو 909 ساعة.

في معظم سيناريوهات العالم الحقيقي ، تزداد احتمالية الفشل بمرور الوقت مع تعطل المكونات وتآكل الأجزاء. على سبيل المثال ، من غير المرجح أن يفشل نظام مكابح السيارة في السنة الأولى لامتلاكها منه بعد خمس سنوات بدون صيانة. نتيجة لذلك ، من الضروري عادة للمهندسين اختبار المكونات لفترات أطول من الوقت وحساب معدلات الفشل لفترات زمنية مختلفة.