Среднее время наработки на отказ mtbf

Среднее время наработки на отказ mtbf

  • Проверить достоверность указанной в статье информации.

Пожалуйста, после исправления проблемы исключите её из списка параметров. После устранения всех недостатков этот шаблон может быть удалён любым участником.

Сре́дняя нарабо́тка на отка́з (англ. Mean time between failures, MTBF ) — технический параметр, характеризующий надёжность восстанавливаемого прибора, устройства или технической системы.

Средняя продолжительность работы устройства между отказами, то есть показывает, какая наработка в среднем приходится на один отказ. Выражается в часах.

T = ∑ 1 m t i m <displaystyle T=<sum _<1>^t_ over m>>

где ti — наработка до наступления отказа i; m — число отказов.

Измеряется статистически, путём испытания множества приборов, или вычисляется методами теории надёжности.

Для программных продуктов обычно подразумевается срок до полного перезапуска программы или полной перезагрузки операционной системы.

Средняя наработка до отказа (англ. Mean time to failure, MTTF ) — эквивалентный параметр для неремонтопригодного устройства. Поскольку устройство не восстанавливаемое, то это просто среднее время, которое проработает устройство до того момента, как сломается.

Наработка — продолжительность или объем работы объекта, измеряемая в часах, мото-часах, гектарах, километрах пробега, циклах включения-выключения и др.

Содержание

Определение по ГОСТ [ править | править код ]

ГОСТ 27.002-89 определяет данные параметры следующим образом:

  • Наработка между отказами (англ. Operating time between failures ) — наработка объекта от окончания восстановления его работоспособного состояния после отказа до возникновения следующего отказа.
  • Наработка до отказа (англ. Operating time to failure ) — наработка объекта от начала эксплуатации до возникновения первого отказа.
  • Средняя наработка на отказ (англ. Mean operating time between failures ) — отношение суммарной наработки восстанавливаемого объекта к математическому ожиданию числа его отказов в течение этой наработки.
  • Средняя наработка до отказа (англ. Mean operating time to failure ) — математическое ожидание наработки объекта до первого отказа.

Зарубежная терминология [ править | править код ]

В английской литературе MTBF (англ. Mean time between failures — среднее время между отказами, наработка на отказ) — среднее время между возникновениями отказов. [1] ; термин обычно касается работы оборудования. Единица размерности — час.

Системы, связанные с обеспечением безопасности, можно условно подразделить на две категории:

  • работающие в режиме низкой частоты запросов;
  • и в режиме высокой частоты запросов (непрерывно).

IEC 61508 (англ.) русск. количественно определяет эту классификацию, устанавливая, что частота запросов на работу системы обеспечения безопасности не превышает одного раза в год в режиме низкой частоты запросов, и более раза в год в режиме высокой частоты запросов (непрерывной работы).

Значение SIL (англ.) русск. для систем обеспечения безопасности с низкой частотой запросов непосредственно зависит от диапазонов порядков средней вероятности того, что она не сможет удовлетворительно выполнить свои функции по обеспечению безопасности по запросу, или, проще говоря, от вероятности отказа при запросе (PFD). Значение SIL для систем обеспечения безопасности, работающих в режиме высокой частоты запросов (непрерывно) непосредственно зависит от вероятности возникновения опасного отказа в час (PFH).

  • PFD (Probability of Failure on Demand, Вероятность отказа при запросе) — средняя вероятность того, что система не выполнит свою функцию по запросу.
  • PFH (Probability of Failure per Hour, Вероятность возникновения отказа за час) — вероятность возникновения в системе опасного отказа в течение часа.
  • MTTR (Mean Time to Restoration, Среднее время до восстановления работоспособности) — среднее время, необходимое для восстановления нормальной работы после возникновения отказа.
  • DC (Diagnostic Coverage, Диагностическое покрытие) — отношение количества обнаруженных отказов к общему числу отказов.

В свою очередь, λ = частота отказов = 1/MTBF (для экспоненциального распределения отказов)

Примеры расчетов [ править | править код ]

Для устройства с технической характеристикой MTTF, равной 1 000 000 часов [2] [ править | править код ]

Для одного устройства:

  • Техническая характеристика MTTF устройства 1 000 000 часов
  • Расчётная вероятность отказа устройства для времени 1 000 000 часов (
Читайте также:  Warface на ps4 дата выхода

114 лет) равна: 50,000 %
Расчётная вероятность отказа устройства для времени 100 000 часов (

11 лет) равна: 6,697 %

  • Расчётная вероятность отказа устройства для времени 87660 часов (10 лет) равна: 5,895 %
  • Расчётная вероятность отказа устройства для времени 43830 часов (5 лет) равна: 2,992 %
  • Расчётная вероятность отказа устройства для времени 8766 часов (1 год) равна: 0,606 %
  • Для двух устройств. Отказ хотя бы одного устройства:

    • Техническая характеристика MTTF устройства 1 000 000 часов
    • Расчётная вероятность отказа хотя бы одного из двух устройств для времени 1 000 000 часов (114 лет) равна: 75,000 %
    • Расчётная вероятность отказа хотя бы одного из двух устройств для времени 100 000 часов (

    11 лет) равна: 12,945 %

  • Расчётная вероятность отказа хотя бы одного из двух устройств для времени 87660 часов (10 лет) равна: 11,443 %
  • Расчётная вероятность отказа хотя бы одного из двух устройств для времени 43830 часов (5 лет) равна: 5,895 %
  • Расчётная вероятность отказа хотя бы одного из двух устройств для времени 8766 часов (1 год) равна: 1,208 %
  • Для двух устройств. Отказ всех устройств:

    • Техническая характеристика MTTF устройства 1 000 000 часов
    • Расчётная вероятность отказа сразу 2 устройств для времени 1 000 000 часов (114 лет) равна: 25,000 %
    • Расчётная вероятность отказа сразу 2 устройств для времени 100 000 часов равна: 0,448 %
    • Расчётная вероятность отказа сразу 2 устройств для времени 87660 часов (

    11 лет) (10 лет) равна: 0,348 %

  • Расчётная вероятность отказа сразу 2 устройств для времени 43830 часов (5 лет) равна: 0,09 %
  • Расчётная вероятность отказа сразу 2 устройств для времени 8766 часов (1 год) менее 0,0003 %
  • Для 10 устройств: Отказ хотя бы одного устройства:

    • Техническая характеристика MTTF устройства 1 000 000 часов
    • Расчётная вероятность отказа хотя бы одного из 10 устройств для времени 1 000 000 часов (114 лет) равна: 99,902 %
    • Расчётная вероятность отказа хотя бы одного из 10 устройств для времени 100 000 часов (

    11 лет) равна: 50%

  • Расчётная вероятность отказа хотя бы одного из 10 устройств для времени 87660 часов (10 лет) равна: 45,535 %
  • Расчётная вероятность отказа хотя бы одного из 10 устройств для времени 43830 часов (5 лет) равна: 26,2 %
  • Расчётная вероятность отказа хотя бы одного из 10 устройств для времени 8766 часов (1 год) равна: 5,895 %
  • Для 100 устройств: Отказ хотя бы одного устройства:

    • Техническая характеристика MTTF устройства 1 000 000 часов
    • Расчётная вероятность отказа хотя бы одного из 100 устройств для времени 1 000 000 часов (114 лет) близка к 100 %
    • Расчётная вероятность отказа хотя бы одного из 100 устройств для времени 100 000 часов (

    11 лет) равна: 99,902 %

  • Расчётная вероятность отказа хотя бы одного из 100 устройств для времени 87660 часов (10 лет) равна: 99,77 %
  • Расчётная вероятность отказа хотя бы одного из 100 устройств для времени 43830 часов (5 лет) равна: 95,207 %
  • Расчётная вероятность отказа хотя бы одного из 100 устройств для времени 8766 часов (1 год) равна: 45,535 %
  • ГОСТ 27.002-89 определяет данные параметры следующим образом:

    • Наработка на отказ (или средняя наработка на отказ) англ.Mean operating time between failures — отношение суммарной наработки восстанавливаемого объекта к математическому ожиданию числа его отказов в течение этой наработки.
    • Наработка до отказаангл.Operating time to failure — Наработка объекта от начала эксплуатации до возникновения первого отказа.

    Зарубежная терминология

    В английской литературе MTBF (англ. Mean time between failures ), среднее время между отказами, наработка на отказ) — среднее время между возникновениями отказов. [1] ; термин обычно касается работы оборудования. Единица размерности — час.

    Читайте также:  Как потратить трафик быстро на телефоне

    Системы, связанные с обеспечением безопасности, можно условно подразделить на две категории:

    • работающие в режиме низкой частоты запросов
    • и в режиме высокой частоты запросов (непрерывно).

    IEC 61508 (англ.) русск. количественно определяет эту классификацию, устанавливая, что частота запросов на работу системы обеспечения безопасности не превышает одного раза в год в режиме низкой частоты запросов, и более раза в год в режиме высокой частоты запросов (непрерывной работы).

    Значение SIL (англ.) русск. для систем обеспечения безопасности с низкой частотой запросов непосредственно зависит от диапазонов порядков средней вероятности того, что она не сможет удовлетворительно выполнить свои функции по обеспечению безопасности по запросу, или, проще говоря, от вероятности отказа при запросе (PFD). Значение SIL для систем обеспечения безопасности, работающих в режиме высокой частоты запросов (непрерывно) непосредственно зависит от вероятности возникновения опасного отказа в час (PFH).

    PFD (Probability of Failure on Demand, Вероятность отказа при запросе) — средняя вероятность того, что система не выполнит свою функцию по запросу. PFH (Probability of Failure per Hour, Вероятность возникновения отказа за час) — вероятность возникновения в системе опасного отказа в течение часа. MTTR (Mean Time to Restoration, Среднее время до восстановления работоспособности) — среднее время, необходимое для восстановления нормальной работы после возникновения отказа. DC (Diagnostic Coverage, Диагностическое покрытие) — отношение количества обнаруженных отказов к общему числу отказов.

    В свою очередь, λ = частота отказов = 1/ MTBF

    Среднее время безотказной работы системы

    Среднее время безотказной работы (средняя наработка на отказ) — для невосстанавливаемых (неремонтируемых) систем — это математическое ожидание времени работы системы до отказа:

    Пределы несобственного интеграла изменяются от 0 до ∞, так как время не может быть отрицательным; — есть плотность вероятности возникновения отказов системы или её невосстанавливаемого элемента. — есть вероятность безотказной работы в интервале времени . В начальный момент вероятность Р(T) равна единице. В конце времени работы системы вероятность равна нулю. Вероятность связана с плотностью вероятности возникновения отказов системы или её невосстанавливаемого элемента следующим образом:

    .

    Проинтегрировав выражение для по частям, получим:

    Графически полученное выражение для представлено на рисунке как площадь под графиком вероятности безотказной работы Р(T) от времени T. В начальный момент вероятность Р(T) равна единице. В конце времени работы системы вероятность P(T) равна нулю.

    Здесь — случайное время работы системы до отказа или наработка на отказ для невосстанавливаемого элемента или системы.

    Введение

    Разработчик – производитель – продавец – покупатель. Этот стандартный путь проходит любое устройство, будь то электронный блок для космического телескопа или ПК на вашем рабочем столе. И на каждом этапе используются результаты анализа, выполненного с помощью теории надежности.

    Как известно, покупатели делятся на две принципиально разные категории: частные лица и фирмы. Корпоративный покупатель обеспечен внимательным отношением, так как он умеет не только защищаться, но и выбирать продавца с подходящей репутацией. А обычный покупатель и защищен плохо, и считать ему приходится каждый рубль. О нем и пойдет речь.


    Не все вещи доживают до конца гарантии

    Когда такой покупатель приходит в магазин компьютерной техники, один из главных вопросов, который его волнует – надежность устройства. Каждому хочется, чтобы его ПК устарел морально и физически, будучи в рабочем состоянии, и чтобы не пришлось через месяц после окончания гарантийного срока мучиться вопросом «что полетело?» и «во что обойдется теперь ремонт?».

    Читайте также:  Gigabyte ga h110m s2h ddr4

    Что такое MTBF, "наработка на отказ" или "ресурс"

    Согласно ГОСТ 27.002-89 для оценки надежности используются следующие термины, с которыми мы сталкиваемся в магазине: «наработка на отказ» – наработка от окончания восстановления работоспособного состояния после отказа до возникновения следующего отказа. Это в случае ремонтопригодной продукции. Эквивалент в английской литературе – MTBF (Mean (operating) time between failures) – среднее время между отказами. В случае продукции не подлежащей ремонту используется термин «наработка до отказа» – наработка от начала эксплуатации до возникновения первого отказа. Эквивалент в английской литературе – MTTF (Mean (operating) time to failures) – среднее время до отказа.

    Часто встречается также термин Lifetime warranty. Это, как правило, гарантия соответствия параметров изделия на все время его эксплуатации. Некоторые фирмы ограничивают гарантию каким то количеством лет (обычно не больше пяти) после прекращения выпуска данного изделия или изделия способного его заменить. Поэтому, если эти нюансы принципиальны, то в спецификации желательно прочесть, что подразумевает производитель под lifetime warranty.


    100 лет может прожить только танк. в мирное время

    Покупая то или иное устройство, мы можем, наряду с гарантийным сроком, столкнуться с упомянутой терминологией. Если продавец сообщает, что у выбранного вами процессора, который не подлежит ремонту, MTBF составляет 500000 часов – это неправильно. Для процессора должно быть указано MTTF. MTBF должно употребляться только для ремонтопригодных устройств.

    Терминология, используемая производителем и продавцом, употребляется иногда достаточно вольно, так как юридически все определяет описание того в каком значении применен данный термин к данному устройству. Это должно присутствовать в прилагаемых документах. «Уши» такого подхода «растут» из принципов регулирования главного рынка планеты – США, которые вырабатываются Федеральной Комиссией по Торговле (The Federal Trade Commission).

    Как оценивается MTBF? Это иллюстрирует нижеследующая диаграмма, где приведена U-образная кривая интенсивности отказов (bathtub curve) для электронного устройства некоего научного оборудования, чтобы читатель мог видеть, что можно иметь в идеале при покупке электроники, в том числе компьютерной.

    По вертикальной оси отложена вероятность выхода устройства из строя. По горизонтальной оси – время без соблюдения масштаба. Левая кривая перед красной границей соответствует длительности времени в течение которого большая часть устройств выходит из строя при наличии брака. На этом этапе бракованные устройства для научного оборудования отсеиваются сразу же, на заводе при стрессовых испытаниях. Это возможно, т.к. длительность выявления брака не превышает 50 часов и число устройств не велико.

    Для комплектующих обычных компьютеров длительность нисходящей кривой значительно больше. В этом случае, для получения информации о длительности периода, когда проявляется заводской брак, очень важны рекламации от покупателя, потому что невозможно выискивать дефекты в течение месяцев на заводе у многих тысяч устройств. К тому же, некоторые наименования комплектующих ПК за год устаревают и сходят с рынка.

    Далее следует вторая горизонтальная часть кривой, когда вероятность отказа примерно постоянна. Длительность ее и есть MTBF. Половина этой длительности часто берется производителем в качестве ориентира для определения гарантийного срока.

    Справа от красной границы, после окончания срока MTBF, кривая демонстрирует увеличение вероятности отказов. Имеются ввиду не только поломки, но и отклонение параметров работы изделия от требуемых. Это увеличение вероятности выхода обусловлено тем, что ряд элементов в устройстве достигает своего жизненного предела из-за технологии изготовления, т.е. наступает технологический износ элементной базы. Таким образом, время MTBF статистически определяет время работоспособной жизни устройства при заданных условиях эксплуатации.

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock detector