Ratele de eșec sunt un aspect important în inginerie. Acestea sunt utilizate pentru a determina fiabilitatea unui sistem sau a unei componente dintr-un sistem. Pentru a calcula o rată de eșec, trebuie să observați sistemul sau componenta și să înregistrați timpul necesar pentru a se defecta. La fel ca în orice statistică, cu cât aveți mai multe date, cu atât va fi mai precis calculul ratei de eșec. De exemplu, dacă ați calcula rata de eșec a unui anumit tip de cablu USB, calculul ar fi mai precis dacă ați testa 1.000 de cabluri pe un an, mai degrabă decât un cablu pe un cateva zile.
Calculul ratelor de eșec constant
Pentru a măsura ratele de defecțiune, aveți nevoie de un eșantion de componente sau sisteme identice care pot fi observate în timp. De exemplu, să presupunem că aveți cinci becuri conectate la un circuit automat pe care le puteți porni și opri o dată pe oră timp de 1.000 de ore, oferindu-vă următoarele date:
- Becul 1 s-a ars după 422 de ore.
- Becul 2 a ars după 744 de ore
- Becul 3 s-a ars după 803 de ore
- Becul 4 s-a ars după 678 de ore
- Becul 5 a rămas aprins 1000 de ore
Acest lucru vă oferă 4 eșecuri pe un total de 3.647 de ore.
Pentru a calcula rata de eșec, împărțiți numărul de eșecuri la numărul total de ore, cum ar fi 4 / 3.647 = 0,0011 eșecuri pe oră.
În acest exemplu, rata de eșec pe oră este atât de mică încât este aproape nesemnificativă. Înmulțirea numărului cu 1.000 ar face-o mai semnificativă pentru cineva care se gândește să cumpere un bec, ceea ce ar reprezenta 1,1 eșecuri la 1.000 de ore. Deoarece există 8.760 de ore într-un an, puteți împărți 3.647 la 8.760 pentru a obține 0,41 eșecuri pe an sau aproximativ 2 eșecuri la fiecare cinci ani.
Calculul MTBF
Un alt mod de a exprima ratele de eșec este prin utilizarea timpului mediu dintre eșecuri. MTBF este de obicei utilizat în sisteme de înaltă calitate în care eșecurile sunt de așteptat să fie rare și trebuie să fie reduse la minimum, cum ar fi sistemul de ghidare al unei aeronave comerciale sau airbagurile dintr-o mașină de călători. Cunoașterea MTBF permite producătorilor să recomande cât de des ar trebui inspectate, întreținute și înlocuite componentele.
Pentru a calcula MTBF, împărțiți numărul de ore la numărul de eșecuri. În cazul celor cinci becuri care au fost testate, care au avut o rată de eșec de 4 la 3.647, stabiliți MTF ca 3.647 / 4 = 909. Prin urmare, MTBF este de 909 ore.
Sisteme de degradare în timp
În majoritatea scenariilor din lumea reală, probabilitatea de defecțiune crește în timp, pe măsură ce componentele se descompun și piesele se uzează. De exemplu, sistemul de frânare al unei mașini este mai puțin probabil să cedeze în primul an de proprietate decât după cinci ani fără întreținere. Ca rezultat, este de obicei necesar ca inginerii să testeze componentele pentru perioade mai lungi de timp și să calculeze ratele de defecțiune pentru intervale diferite.