Storingspercentages zijn een belangrijke overweging in engineering. Ze worden gebruikt om de betrouwbaarheid van een systeem of een component in een systeem te bepalen. Om een storingspercentage te berekenen, moet u het systeem of het onderdeel observeren en de tijd registreren die nodig is om defect te raken. Zoals met elke statistiek, hoe meer gegevens u heeft, hoe nauwkeuriger de berekening van het uitvalpercentage zal zijn. Als u bijvoorbeeld het uitvalpercentage van een bepaald type USB-kabel aan het berekenen was, berekening zou nauwkeuriger zijn als u 1.000 kabels over een jaar zou testen in plaats van één kabel over een paar dagen.
Constante uitvalpercentages berekenen
Om faalpercentages te meten, hebt u een steekproef nodig van identieke componenten of systemen die in de loop van de tijd kunnen worden waargenomen. Stel bijvoorbeeld dat u vijf gloeilampen had aangesloten op een automatisch circuit dat u vervolgens 1000 uur lang één keer per uur zou kunnen in- en uitschakelen, waardoor u de volgende gegevens krijgt:
- Lamp 1 was na 422 uur doorgebrand.
- Lamp 2 is na 744 uur doorgebrand
- Lamp 3 is na 803 uur doorgebrand
- Lamp 4 is na 678 uur doorgebrand
- Lamp 5 bleef 1000 uur branden
Dit geeft u 4 storingen over een totaal van 3.647 uur.
Om het uitvalpercentage te berekenen, deelt u het aantal storingen door het totale aantal uren, bijvoorbeeld 4/3.647 = 0,0011 storingen per uur.
In dit voorbeeld is het uitvalpercentage per uur zo klein dat het bijna onbeduidend is. Vermenigvuldiging van het aantal met 1.000 zou het zinvoller maken voor iemand die overweegt een gloeilamp te kopen, wat neerkomt op 1,1 storingen per 1.000 uur. Aangezien er 8.760 uren in een jaar zitten, kun je 3.647 delen door 8.760 om 0,41 storingen per jaar te krijgen, of ongeveer 2 storingen per vijf jaar.
MTBF berekenen
Een andere manier om uitvalpercentages uit te drukken is door de Mean Time Between Failures te gebruiken. MTBF wordt meestal gebruikt in hoogwaardige systemen waar storingen naar verwachting zeldzaam zijn en moeten worden geminimaliseerd, zoals het geleidingssysteem op een commercieel vliegtuig of de airbags in een personenauto. Door de MTBF te kennen, kunnen fabrikanten aanbevelen hoe vaak componenten moeten worden geïnspecteerd, onderhouden en vervangen.
Om de MTBF te berekenen, deelt u het aantal uren door het aantal storingen. Bij de vijf geteste gloeilampen, die een uitvalpercentage hadden van 4 per 3.647, bepaal je de MTF als 3.647/4 = 909. De MTBF is dus 909 uur.
Degradatie van systemen in de loop van de tijd
In de meeste praktijkscenario's neemt de kans op falen in de loop van de tijd toe als componenten kapot gaan en onderdelen verslijten. Zo zal het remsysteem van een auto in het eerste jaar van bezit minder snel defect raken dan na vijf jaar zonder onderhoud. Als gevolg hiervan is het voor ingenieurs meestal nodig om componenten voor langere tijd te testen en de uitvalpercentages voor verschillende intervallen te berekenen.