Svikt er en viktig faktor i ingeniørfag. De brukes til å bestemme påliteligheten til et system eller en komponent i et system. For å beregne en feilrate, må du observere systemet eller komponenten og registrere tiden det tar å bryte sammen. Som med alle statistikker, jo mer data du har, desto mer nøyaktig vil beregningen av feilfrekvensen være. Hvis du for eksempel beregner feilfrekvensen til en bestemt type USB-kabel, må du beregning ville være mer nøyaktig hvis du testet 1000 kabler over et år i stedet for en kabel over en få dager.
Beregning av konstante feilrater
For å måle feilfrekvenser, trenger du et utvalg av identiske komponenter eller systemer som kan observeres over tid. Anta for eksempel at du hadde fem lyspærer koblet til en automatisk krets som du deretter kan slå på og av en gang i timen i 1000 timer, noe som gir deg følgende data:
- Pære 1 brant ut etter 422 timer.
- Pære 2 brant ut etter 744 timer
- Pære 3 brant ut etter 803 timer
- Pære 4 brant ut etter 678 timer
- Pære 5 ble tent i 1000 timer
Dette gir deg 4 feil over totalt 3647 timer.
For å beregne feilprosenten, divider antall feil med totalt antall timer, for eksempel 4/3 647 = 0,0011 feil per time.
I dette eksemplet er feilprosenten per time så liten at den nesten er ubetydelig. Å multiplisere tallet med 1000 ville gjøre det mer meningsfylt for noen som tenker på å kjøpe en lyspære, noe som vil være 1,1 feil per 1000 timer. Siden det er 8760 timer på ett år, kan du dele 3647 med 8760 for å få 0,41 feil per år, eller omtrent 2 feil hvert femte år.
Beregning av MTBF
En annen måte å uttrykke feilfrekvenser på er å bruke gjennomsnittlig tid mellom feil. MTBF brukes vanligvis i systemer av høy kvalitet der feil forventes å være sjeldne og må minimeres, som veiledningssystemet på et kommersielt fly eller kollisjonsputene i en personbil. Å vite MTBF lar produsenter anbefale hvor ofte komponenter skal inspiseres, vedlikeholdes og byttes ut.
For å beregne MTBF deler du antall timer med antall feil. Når det gjelder de fem lyspærene som ble testet, og som hadde en feilrate på 4 per 3,647, bestemmer du MTF som 3,647 / 4 = 909. MTBF er derfor 909 timer.
Nedbrytende systemer over tid
I de fleste scenarier i den virkelige verden øker sannsynligheten for svikt over tid når komponentene bryter sammen og deler slites ut. En bils bremsesystem, for eksempel, er mindre sannsynlig å mislykkes det første året av eierskap enn det er etter fem år uten vedlikehold. Som et resultat er det vanligvis nødvendig for ingeniører å teste komponenter i lengre perioder og beregne feilfrekvensen for forskjellige intervaller.