Τα ποσοστά αποτυχίας αποτελούν σημαντικό παράγοντα στη μηχανική. Χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό της αξιοπιστίας ενός συστήματος ή ενός στοιχείου σε ένα σύστημα. Για τον υπολογισμό του ποσοστού αστοχίας, πρέπει να παρατηρήσετε το σύστημα ή το εξάρτημα και να καταγράψετε το χρόνο που χρειάζεται για την ανάλυση. Όπως με οποιοδήποτε στατιστικό στοιχείο, όσο περισσότερα δεδομένα έχετε, τόσο ακριβέστερος θα είναι ο υπολογισμός του ποσοστού αστοχίας. Για παράδειγμα, εάν υπολογίζατε το ποσοστό αστοχίας ενός συγκεκριμένου τύπου καλωδίου USB, το Ο υπολογισμός θα ήταν πιο ακριβής εάν δοκιμάσατε 1.000 καλώδια για ένα χρόνο αντί για ένα καλώδιο για ένα μερικές μέρες.
Υπολογισμός ποσοστών σταθερής αποτυχίας
Για να μετρήσετε τα ποσοστά αστοχίας, χρειάζεστε ένα δείγμα πανομοιότυπων εξαρτημάτων ή συστημάτων που μπορούν να παρατηρηθούν με την πάροδο του χρόνου. Για παράδειγμα, ας υποθέσουμε ότι είχατε πέντε λαμπτήρες συνδεδεμένους σε ένα αυτόματο κύκλωμα που θα μπορούσατε στη συνέχεια να ενεργοποιήσετε και να απενεργοποιήσετε μία φορά την ώρα για 1.000 ώρες, δίνοντάς σας τα ακόλουθα δεδομένα:
- Ο λαμπτήρας 1 κάηκε μετά από 422 ώρες.
- Ο λαμπτήρας 2 κάηκε μετά από 744 ώρες
- Ο λαμπτήρας 3 κάηκε μετά από 803 ώρες
- Ο λαμπτήρας 4 κάηκε μετά από 678 ώρες
- Ο λαμπτήρας 5 παρέμεινε αναμμένος για 1000 ώρες
Αυτό σας δίνει 4 αποτυχίες συνολικά 3.677 ώρες.
Για να υπολογίσετε το ποσοστό αστοχίας, διαιρέστε τον αριθμό των βλαβών με 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 με 1.000 θα το έκανε πιο σημαντικό για κάποιον που σκέφτεται να αγοράσει μια λάμπα, η οποία θα ήταν 1,1 αστοχίες ανά 1.000 ώρες. Δεδομένου ότι υπάρχουν 8.760 ώρες σε ένα έτος, μπορείτε να διαιρέσετε 3.677 με 8.760 για να λάβετε 0,41 αποτυχίες ετησίως ή περίπου 2 αποτυχίες κάθε πέντε χρόνια.
Υπολογισμός MTBF
Ένας άλλος τρόπος για να εκφράσετε τα ποσοστά αποτυχίας είναι με τη χρήση του μέσου χρόνου μεταξύ των αποτυχιών. Το MTBF χρησιμοποιείται συνήθως σε συστήματα υψηλής ποιότητας όπου οι αστοχίες αναμένεται να είναι σπάνιες και πρέπει να ελαχιστοποιηθούν, όπως το σύστημα καθοδήγησης σε εμπορικά αεροσκάφη ή στους αερόσακους ενός επιβατικού αυτοκινήτου. Η γνώση του MTBF επιτρέπει στους κατασκευαστές να προτείνουν τη συχνότητα επιθεώρησης, συντήρησης και αντικατάστασης των εξαρτημάτων.
Για τον υπολογισμό του MTBF, διαιρείτε τον αριθμό ωρών με τον αριθμό των βλαβών. Στην περίπτωση των πέντε λαμπτήρων που δοκιμάστηκαν, οι οποίοι είχαν ποσοστό αστοχίας 4 ανά 3.677, καθορίζετε το MTF ως 3.647 / 4 = 909. Το MTBF είναι επομένως 909 ώρες.
Υποβαθμιστικά συστήματα με την πάροδο του χρόνου
Στα περισσότερα σενάρια του πραγματικού κόσμου, η πιθανότητα αστοχίας αυξάνεται με την πάροδο του χρόνου καθώς τα εξαρτήματα καταρρέουν και τα εξαρτήματα φθάνουν. Το σύστημα φρένων ενός αυτοκινήτου, για παράδειγμα, είναι λιγότερο πιθανό να αποτύχει κατά το πρώτο έτος ιδιοκτησίας από ότι μετά από πέντε χρόνια χωρίς συντήρηση. Ως αποτέλεσμα, είναι συνήθως απαραίτητο για τους μηχανικούς να ελέγχουν εξαρτήματα για μεγαλύτερες χρονικές περιόδους και να υπολογίζουν τα ποσοστά αστοχίας για διαφορετικά διαστήματα.