Tingkat kegagalan merupakan pertimbangan penting dalam rekayasa. Mereka digunakan untuk menentukan keandalan suatu sistem atau komponen dalam suatu sistem. Untuk menghitung tingkat kegagalan, Anda perlu mengamati sistem atau komponen dan mencatat waktu yang diperlukan untuk mogok. Seperti halnya statistik apa pun, semakin banyak data yang Anda miliki, semakin akurat penghitungan tingkat kegagalannya. Misalnya, jika Anda menghitung tingkat kegagalan jenis kabel USB tertentu, perhitungan akan lebih akurat jika Anda menguji 1.000 kabel selama setahun daripada satu kabel selama a beberapa hari.
Menghitung Tingkat Kegagalan Konstan
Untuk mengukur tingkat kegagalan, Anda memerlukan sampel komponen atau sistem identik yang dapat diamati dari waktu ke waktu. Misalnya, Anda memiliki lima bola lampu yang terhubung ke sirkuit otomatis yang kemudian dapat Anda nyalakan dan matikan sekali per jam selama 1.000 jam, memberikan Anda data berikut:
- Bohlam 1 terbakar setelah 422 jam.
- Bohlam 2 padam setelah 744 jam
- Bohlam 3 padam setelah 803 jam
- Bohlam 4 padam setelah 678 jam
- Bohlam 5 tetap menyala selama 1000 jam
Ini memberi Anda 4 kegagalan selama total 3.647 jam.
Untuk menghitung tingkat kegagalan, bagi jumlah kegagalan dengan jumlah total jam, seperti 4/3.647 = 0,0011 kegagalan per jam.
Dalam contoh ini, tingkat kegagalan per jam sangat kecil sehingga hampir tidak signifikan. Mengalikan angka dengan 1.000 akan membuatnya lebih bermakna bagi seseorang yang berpikir untuk membeli bola lampu, yang berarti 1,1 kegagalan per 1.000 jam. Karena ada 8.760 jam dalam satu tahun, Anda dapat membagi 3.647 dengan 8.760 untuk mendapatkan 0,41 kegagalan per tahun, atau sekitar 2 kegagalan setiap lima tahun.
Menghitung MTBF
Cara lain untuk menyatakan tingkat kegagalan adalah dengan menggunakan Waktu Rata-Rata Antara Kegagalan. MTBF biasanya digunakan dalam sistem berkualitas tinggi di mana kegagalan diharapkan jarang terjadi dan perlu diminimalkan, seperti sistem panduan pada pesawat komersial atau kantong udara di mobil penumpang. Mengetahui MTBF memungkinkan produsen untuk merekomendasikan seberapa sering komponen harus diperiksa, dirawat, dan diganti.
Untuk menghitung MTBF, Anda membagi jumlah jam dengan jumlah kegagalan. Dalam kasus lima bola lampu yang diuji, yang memiliki tingkat kegagalan 4 per 3.647, Anda menentukan MTF sebagai 3.647/4 = 909. Oleh karena itu, MTBF adalah 909 jam.
Menurunkan Sistem Seiring Waktu
Dalam sebagian besar skenario dunia nyata, kemungkinan kegagalan meningkat seiring waktu karena komponen rusak dan suku cadang aus. Sistem rem mobil, misalnya, lebih kecil kemungkinannya untuk gagal pada tahun pertama kepemilikan daripada setelah lima tahun tanpa perawatan. Akibatnya, biasanya insinyur perlu menguji komponen untuk periode waktu yang lebih lama dan menghitung tingkat kegagalan untuk interval yang berbeda.