المحتوى
معدلات الفشل هي أحد الاعتبارات المهمة في الهندسة. يتم استخدامها لتحديد موثوقية نظام أو مكون في النظام. لحساب معدل الفشل ، تحتاج إلى مراقبة النظام أو المكون وتسجيل الوقت الذي يستغرقه الانهيار. كما هو الحال مع أي إحصاء ، فكلما زاد عدد البيانات التي لديك ، كلما زادت دقة حساب معدل الفشل. على سبيل المثال ، إذا كنت تقوم بحساب معدل الفشل لنوع معين من كبل USB ، فسيكون الحساب الخاص بك أكثر دقة إذا اختبرت 1000 كبل على مدار عام بدلاً من كبل واحد خلال بضعة أيام.
حساب معدلات الفشل المستمر
من أجل قياس معدلات الفشل ، تحتاج إلى عينة من المكونات أو الأنظمة المتطابقة التي يمكن ملاحظتها مع مرور الوقت. على سبيل المثال ، افترض أن لديك خمسة مصابيح موصلة بدائرة أوتوماتيكية يمكنك تشغيلها وإيقافها مرة واحدة في الساعة لمدة 1000 ساعة ، مما يتيح لك البيانات التالية:
يمنحك هذا 4 حالات فشل خلال إجمالي 3647 ساعة.
لحساب معدل الفشل ، قسّم عدد حالات الفشل على إجمالي عدد الساعات ، مثل 4 / 3،647 = 0.0011 حالات فشل في الساعة.
في هذا المثال ، يكون معدل الفشل في الساعة صغيرًا جدًا بحيث لا يكاد يذكر. ضرب الرقم في 1000 سيجعله أكثر فائدة لشخص يفكر في شراء مصباح كهربائي ، والذي سيكون 1.1 فشل لكل 1000 ساعة. نظرًا لوجود 8،760 ساعة في عام واحد ، يمكنك تقسيم 3،647 على 8،760 للحصول على 0.41 فشل سنويًا ، أو حوالي 2 فشل كل خمس سنوات.
حساب MTBF
هناك طريقة أخرى للتعبير عن معدلات الفشل باستخدام متوسط الوقت بين الفشل. يستخدم MTBF عادة في أنظمة عالية الجودة حيث من المتوقع أن تكون الأعطال نادرة وتحتاج إلى التقليل إلى الحد الأدنى ، مثل نظام التوجيه على متن طائرة تجارية أو الوسائد الهوائية في سيارة ركاب. تتيح معرفة MTBF للمصنعين التوصية بعدد المرات التي يجب فيها فحص المكونات وصيانتها واستبدالها.
لحساب MTBF ، يمكنك تقسيم عدد الساعات على عدد حالات الفشل. في حالة المصابيح الكهربائية الخمسة التي تم اختبارها ، والتي كان معدل الفشل فيها 4 لكل 3،647 ، يمكنك تحديد MTF كـ 3،647 / 4 = 909. وبالتالي فإن MTBF هو 909 ساعة.
نظم مهينة مع مرور الوقت
في معظم سيناريوهات العالم الحقيقي ، يزيد احتمال الفشل بمرور الوقت مع تعطل المكونات وتآكل الأجزاء. فعلى سبيل المثال ، يقل احتمال فشل نظام فرامل السيارات في السنة الأولى من التملك عما هو عليه بعد خمس سنوات دون صيانة. نتيجة لذلك ، من الضروري عادةً للمهندسين اختبار المكونات لفترات زمنية أطول وحساب معدلات الفشل لفترات زمنية مختلفة.