Kiểm tra độ tin cậy môi trường: Hướng dẫn toàn diện(1）

Giới thiệu

Kiểm tra độ tin cậy là một quá trình quan trọng trong quá trình phát triển và sản xuất thiết bị, đảm bảo rằng các thiết bị đáp ứng các tiêu chuẩn hiệu suất được chỉ định trong điều kiện vận hành dự kiến. Tùy thuộc vào môi trường thử nghiệm, kiểm tra độ tin cậy có thể được phân loại thành thử nghiệm trong phòng thí nghiệm Và thử nghiệm thực địa. Các thử nghiệm độ tin cậy trong phòng thí nghiệm được tiến hành trong điều kiện được kiểm soát, có thể mô phỏng hoặc không mô phỏng các tình huống thực tế, trong khi các thử nghiệm độ tin cậy tại hiện trường được thực hiện trong môi trường hoạt động thực tế.

Dựa trên mục tiêu và giai đoạn phát triển sản phẩm, thử nghiệm độ tin cậy có thể được chia thành:

• Kiểm tra kỹ thuật độ tin cậy (bao gồm Kiểm tra ứng suất môi trường (ESS) và Kiểm tra tăng trưởng độ tin cậy) – nhằm xác định và loại bỏ lỗi, thường được tiến hành trong giai đoạn phát triển.
• Kiểm tra thống kê độ tin cậy (bao gồm Thử nghiệm xác minh độ tin cậy và Thử nghiệm đo lường độ tin cậy) – được sử dụng để xác nhận xem sản phẩm có đáp ứng các yêu cầu về độ tin cậy hay không hoặc để ước tính số liệu về độ tin cậy của sản phẩm, thường được thực hiện trong quá trình phát triển và sản xuất.

Bài viết này tập trung vào Kiểm tra thống kê độ tin cậy, bao gồm các quy trình thử nghiệm, phương pháp luận, giám sát hiệu suất, xử lý lỗi và tính toán số liệu độ tin cậy.

1. Kế hoạch và yêu cầu kiểm tra chung

(1) Chuẩn bị trước khi kiểm tra

Trước khi tiến hành thử nghiệm độ tin cậy, Kế hoạch kiểm tra độ tin cậy phải được phát triển, tận dụng dữ liệu thử nghiệm hiện có để tránh sự trùng lặp. Các bước chuẩn bị chính bao gồm:

• Sẵn sàng của thiết bị: Đảm bảo thiết bị được thử nghiệm (DUT), thiết bị thử nghiệm và các thiết bị phụ trợ được cấu hình và hiệu chuẩn đúng cách.
• Kiểm tra ứng suất môi trường (ESS): DUT phải trải qua ESS để loại bỏ các hỏng hóc trong giai đoạn đầu.
• Đánh giá bài kiểm tra: Đánh giá trước khi kiểm tra phải xác nhận rằng tất cả các điều kiện đều được đáp ứng để bài kiểm tra hợp lệ.

(2) Điều kiện thử nghiệm môi trường toàn diện

Môi trường thử nghiệm phải mô phỏng những căng thẳng trong vận hành thực tế, bao gồm:

• Kết hợp ứng suất: Mô phỏng tuần tự các ứng suất chính gặp phải trong quá trình sử dụng thực tế.
• Điều kiện vận hành: DUT phải hoạt động trong điều kiện môi trường và khối lượng công việc thông thường.
• Tuân thủ tiêu chuẩn: Các điều kiện thử nghiệm phải phù hợp với các tiêu chuẩn kỹ thuật hoặc yêu cầu hợp đồng.

(3) Kế hoạch kiểm tra thống kê và lựa chọn

Có hai kế hoạch thử nghiệm chính được xác định:

• Kế hoạch kiểm tra cắt ngắn theo thời gian cố định: Phù hợp khi cần ước tính chi phí và thời gian kiểm tra chính xác.
• Kế hoạch kiểm tra cắt ngắn tuần tự: Được ưu tiên khi rủi ro của nhà sản xuất và người tiêu dùng (10%–20%) có thể chấp nhận được, đặc biệt đối với các thiết bị có độ tin cậy cao hoặc thấp hoặc khi quy mô mẫu nhỏ.

Lựa chọn mẫu:

• DUT phải được chọn ngẫu nhiên từ một lô sản xuất theo cùng điều kiện thiết kế và sản xuất.
• Nên có tối thiểu hai mẫu, mặc dù có thể chỉ được phép có một mẫu nếu số lượng có sẵn ít hơn ba đơn vị.

2. Các loại kiểm tra thống kê độ tin cậy

(1) Kiểm tra độ tin cậy

Mục đích: Để xác minh xem thiết kế có đáp ứng các yêu cầu về độ tin cậy đã chỉ định hay không.

Các khía cạnh chính:

• Được tiến hành trong điều kiện hoạt động mô phỏng.
• Yêu cầu các mẫu đại diện cho cấu hình kỹ thuật đã được phê duyệt.
• Bao gồm việc xác định điều kiện thử nghiệm, phân loại lỗi và tiêu chí đạt/không đạt.

(2) Kiểm tra độ tin cậy chấp nhận

Mục đích: Đảm bảo các thiết bị sản xuất hàng loạt đáp ứng các tiêu chuẩn về độ tin cậy trước khi giao hàng.

Các khía cạnh chính:

• Thực hiện trên các mẫu được chọn ngẫu nhiên từ các lô sản xuất.
• Sử dụng các điều kiện môi trường giống như thử nghiệm đánh giá chất lượng.
• Bao gồm tiêu chí chấp nhận/từ chối lô hàng dựa trên kết quả thử nghiệm.

(3) Kiểm tra đo lường độ tin cậy

Mục đích: Để ước tính các số liệu độ tin cậy như tỷ lệ thất bại (λ), thời gian trung bình giữa các lần hỏng hóc (MTBF), Và thời gian trung bình đến khi hỏng hóc (MTTF).

Các khía cạnh chính:

• Không có thời gian cắt cụt được xác định trước; độ tin cậy có thể được ước tính ở bất kỳ giai đoạn nào.
• Các phương pháp thống kê được sử dụng để tính toán ước lượng điểm và khoảng tin cậy.

(4) Kiểm tra độ tin cậyt

Mục đích: Một giải pháp thay thế cho thử nghiệm chấp nhận đối với các sản phẩm có độ tin cậy cao hoặc đã hoàn thiện khi thử nghiệm thông thường không khả thi.

Các khía cạnh chính:

• Thực hiện sau ESS.
• Tập trung vào thời gian hoạt động không có lỗi (t).
• Cần có sự thỏa thuận giữa nhà sản xuất và khách hàng.

Phần kết luận

Kiểm tra môi trường độ tin cậy là điều cần thiết để đảm bảo độ bền và hiệu suất của sản phẩm. Bằng cách triển khai các kế hoạch kiểm tra có cấu trúc—cho dù là kiểm tra trình độ, chấp nhận, đo lường hay đảm bảo—các nhà sản xuất có thể xác thực số liệu về độ tin cậy, tối ưu hóa thiết kế và cung cấp các sản phẩm chất lượng cao.

Kiểm tra độ tin cậy về môi trường có thể được thực hiện thông qua các phòng thử nghiệm môi trường, mô phỏng các điều kiện thực tế để đánh giá hiệu suất sản phẩm, giúp giảm đáng kể thời gian thử nghiệm và cải thiện hiệu quả.

Lab-Companion có hơn 20 năm kinh nghiệm trong sản xuất thiết bị thử nghiệm môi trường. Với kinh nghiệm thực tế sâu rộng và hỗ trợ lắp đặt tại chỗ, chúng tôi giúp khách hàng vượt qua những thách thức thực tế trong các ứng dụng thử nghiệm.