วิธีการคำนวณอัตราความล้มเหลว

อัตราความล้มเหลวถือเป็นข้อพิจารณาที่สำคัญในด้านวิศวกรรม ใช้เพื่อกำหนดความน่าเชื่อถือของระบบหรือส่วนประกอบในระบบ ในการคำนวณอัตราความล้มเหลว คุณต้องสังเกตระบบหรือส่วนประกอบและบันทึกเวลาที่ใช้ในการทำลาย เช่นเดียวกับสถิติใดๆ ยิ่งคุณมีข้อมูลมากเท่าใด การคำนวณอัตราความล้มเหลวก็จะยิ่งแม่นยำมากขึ้นเท่านั้น ตัวอย่างเช่น หากคุณกำลังคำนวณอัตราความล้มเหลวของสายเคเบิล USB บางประเภท ค่าของคุณ การคำนวณจะแม่นยำยิ่งขึ้นหากคุณทดสอบสายเคเบิล 1,000 เส้นในหนึ่งปี แทนที่จะทดสอบสายเคเบิลหนึ่งเส้นผ่าน a ไม่กี่วัน.

ในการวัดอัตราความล้มเหลว คุณต้องมีตัวอย่างของส่วนประกอบหรือระบบที่เหมือนกันซึ่งสามารถสังเกตได้เมื่อเวลาผ่านไป ตัวอย่างเช่น สมมติว่าคุณมีหลอดไฟห้าดวงที่เชื่อมต่อกับวงจรอัตโนมัติซึ่งคุณสามารถเปิดและปิดได้หนึ่งครั้งต่อชั่วโมงเป็นเวลา 1,000 ชั่วโมง โดยให้ข้อมูลต่อไปนี้แก่คุณ:

• หลอดไฟ 1 ดับหลังจาก 422 ชั่วโมง
  
• หลอดไฟ 2 หมดไฟหลังจาก 744 ชั่วโมง
  
• หลอดไฟ 3 หมดหลังจาก 803 ชั่วโมง
  
• หลอดไฟ 4 หมดหลังจาก 678 ชั่วโมง
  
• หลอดไฟ 5 ติดสว่างเป็นเวลา 1,000 ชั่วโมง
  

สิ่งนี้ทำให้คุณล้มเหลว 4 ครั้งในระยะเวลาทั้งหมด 3,647 ชั่วโมง

ในการคำนวณอัตราความล้มเหลว ให้หารจำนวนความล้มเหลวด้วยจำนวนชั่วโมงทั้งหมด เช่น 4/3,647 = 0.0011 ความล้มเหลวต่อชั่วโมง

ในตัวอย่างนี้ อัตราความล้มเหลวต่อชั่วโมงนั้นน้อยมากจนแทบไม่มีนัยสำคัญ การคูณตัวเลขด้วย 1,000 จะทำให้มีความหมายมากขึ้นสำหรับคนที่คิดจะซื้อหลอดไฟ ซึ่งจะเท่ากับ 1.1 ความล้มเหลวต่อ 1,000 ชั่วโมง เนื่องจากมี 8,760 ชั่วโมงในหนึ่งปี คุณสามารถหาร 3,647 ด้วย 8,760 เพื่อรับความล้มเหลว 0.41 ต่อปี หรือประมาณ 2 ความล้มเหลวทุก ๆ ห้าปี

อีกวิธีในการแสดงอัตราความล้มเหลวคือการใช้เวลาเฉลี่ยระหว่างความล้มเหลว โดยปกติแล้ว MTBF จะใช้ในระบบคุณภาพสูงซึ่งคาดว่าจะเกิดความล้มเหลวได้ยากและจำเป็นต้องลดให้เหลือน้อยที่สุด เช่น ระบบนำทางบนเครื่องบินพาณิชย์หรือถุงลมนิรภัยในรถยนต์นั่งส่วนบุคคล การรู้จัก MTBF ช่วยให้ผู้ผลิตสามารถแนะนำว่าควรตรวจสอบ บำรุงรักษา และเปลี่ยนส่วนประกอบบ่อยเพียงใด

ในการคำนวณ MTBF คุณต้องหารจำนวนชั่วโมงด้วยจำนวนความล้มเหลว ในกรณีของหลอดไฟห้าดวงที่ผ่านการทดสอบซึ่งมีอัตราความล้มเหลว 4 ต่อ 3,647 คุณกำหนด MTF เป็น 3,647/4 = 909 MTBF เท่ากับ 909 ชั่วโมง

ในสถานการณ์จริงส่วนใหญ่ โอกาสเกิดความล้มเหลวเพิ่มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไปเนื่องจากส่วนประกอบพังทลายและชิ้นส่วนเสื่อมสภาพ ตัวอย่างเช่น ระบบเบรกของรถยนต์ มีโอกาสน้อยที่จะล้มเหลวในปีแรกของการเป็นเจ้าของ น้อยกว่าที่จะเกิดขึ้นหลังจากห้าปีโดยไม่มีการบำรุงรักษา ด้วยเหตุนี้ วิศวกรจึงจำเป็นต้องทดสอบส่วนประกอบเป็นระยะเวลานานขึ้น และคำนวณอัตราความล้มเหลวสำหรับช่วงเวลาต่างๆ