Mtbf iec 61709 sn 29500 что это
Вычисления (прогнозирование) отказоустойчивости по методу MTBF почти всегда означают расчёты наработок на отказ или интенсивности отказов системы, в основном состоящей из электронных компонентов. На первом шаге определяется отказоустойчивость каждого отдельного компонента системы. Для получения достоверного результата подлежат обязательной оценке как общие параметры, такие как температура окружающей среды, так и специальные параметры, такие как ёмкость, тип диодов и т.д. Наконец, путем суммирования показателей отказоустойчивости компонентов определяется общее значение отказоустойчивости системы.
Существует множество стандартов для определения показателей отказоустойчивости электронных системы. Наиболее известными среди них являются:
Однако не существует подобных стандартов для прогнозирования отказоустойчивости механических компонентов систем. Единственным заслуживающим внимания стандартом является NSWC-07(11), применимый лишь для ограниченного набора компонентов и используемый при создании военно-морских судов. Наиболее общепринятым источником данных о надёжности механических компонентов систем является NPRD-95, хотя он, скорее, может рассматриваться в качестве каталога показателей отказоустойчивости, чем в качестве стандарта.
Основной причиной недостаточной стандартизации методов оценки отказоустойчивости механических компонентов систем является тот факт, что, в отличие от электронных компонентов, отказы которых преимущественно могут быть описаны случайно-вероятностной функцией, отказы механических компонентов систем, в основном, происходят вследствие их износа и старения.
В течение значительной части жизненного цикла (как правило, планируемого достаточно длительным) электронных компонентов случайные отказы превалируют над системными. Поскольку случайные отказы могут анализироваться вычислительными методами без построения очень сложных математических моделей, методология их оценки может быть достаточно легко формализована в соответствующих стандартах.
Приведённый ниже график, общеизвестный как U-образная кривая (bathtub curve), наглядно демонстрирует жизненный цикл практически любого технологически сложного продукта:
Эта (несколько идеализированная) U-образная кривая, демонстрирует показатель отказоустойчивости продукта на протяжении всего его жизненного цикла. Кривая состоит из трёх самостоятельных участков, в соответствии с основными фазами жизненного цикла.
Выводы:
1. Постоянная интенсивность отказов
Фаза полезного использования продукта с её максимально высокими показателями отказоустойчивости – единственная фаза жизненного цикла, с которой должен быть доступна потребителю. На основе сбора и оценки статистических данных за последние несколько десятилетий установлено, что фаза полезной эксплуатации характеризуется постоянством интенсивности отказов. Вышеупомянутые стандарты основываются именно на математической аппроксимации данных фазы полезной эксплуатации, имеют отношение только к этой фазе и подразумевают постоянство интенсивности отказов. Это предположение следует не только из анализа накопленной статистики. И оно, в свою очередь, существенно упрощает оценку исходных данных и создает саму принципиальную возможность её стандартизации.
2. Серийные модели
Наряду с постоянством интенсивности отказов, стандарты для электронных компонентов подразумевают также их применимость для так называемых строго серийных моделей систем, т.е. систем, в которых отказ одного из компонентов (вне зависимости от самого компонента и типа его отказа) рассматривается, как отказ всей системы в целом. Например, если не существенно влияющий на работоспособность системы или не влияющий на неё вовсе резистор вышел из строя, считается, что вся система вышла из строя. Следовательно, различия между критическими и, наоборот, существенно не влияющими на общую работоспособность системы, отказами во внимание при такой оценке не принимаются. В связи с вышеизложенным, становится очевидным, что стандарты оценки отказоустойчивости электронных компонентов неприменимы для систем с резервированием функций (избыточностью). В них подразумевается полная серийность систем. Такие стандарты не дают ответов на такие вопросы, как, например, время ремонта, график технического обслуживания и подобные. Для работы же со сложными системами, работающими в реальном времени и характеризующимися резервированием функций, предписанным регламентом технического обслуживания, некритичными отказами, разработаны дополнительные методы анализа надежности:
Сравнение основных стандартов оценки надежности электронного оборудования
Mil-HDBK-217 FN2
Является наиболее известным и полным стандартом, несмотря на то, что был разработан еще в 1995 году. Стандарт разработан Министерством обороны США для поставщиков оборудования военно-технического назначения. С учётом своего «возраста», а также того, что стандарт отражает более видение заказчика, чем производителя, его применение обычно дает пессимистические оценки показателей отказоустойчивости. До сих пор считается, что Mil 217 содержит наиболее полный (по сравнению с другими стандартами) каталог компонентов и обеспечивает требуемый уровень контроля качества. Существует несколько подходов к преодолению пессимистических результатов анализа надежности. Наиболее современный и проверенный определен в ANSI/VITA 51.1-2008. Однако, совсем недавно выпущен и официальный преемник Mil-HDBK-217 FN2, а именно, MiL-HDBK-217 G.
Telcordia Issue 2
Является вторым из известных и достаточно современных (разработан в 2006 году) стандартов. Работает подобно стандарту MIL-HDBK-217, но более прост в применении. Это единственный стандарт, обеспечивающий возможность анализа не только интенсивности отказов (failure rate), но и стандартных отклонений интенсивности отказов (failure rate deviations), что означает, что результаты анализа с применением Telcordia дают и значения доверительных интервалов в границах, определенных пользователем. Таким образом, Telcordia может рассматриваться, как наиболее «честный» стандарт, так как принимает в расчет и неопределенности. Стандарт оперирует данными пользователя, полученными в режимах эксплуатации, лабораторных и стрессовых испытаний, а также располагает моделями для анализа надёжности электронных компонентов связанных с компьютерной техникой (жёсткого диска, клавиатуры, манипуляторов типа «мышь» и т.д.).
Siemens SN 29500
IEC TR 62380
217 Plus
С первого взгляда представляется достаточно простым стандартом, но обладает отдельными уникальными и эксклюзивными свойствами. 217 Plus может принимать в расчет пользовательские данные об эксплуатации другого, подобного оборудования. Более того, это единственный стандарт, оперирующий понятием уровня зрелости (level of maturity) производителя компонентов. Последняя версия 217 Plus выпущена в 2007 году.
FIDES 2009
В своей методологии очень подобен Mil 217, но при расчётах выдает более реалистичные результаты. Включает обширный каталог с контрольными вопросами в области организации процессов у производителя компонентов. Последняя версия стандарта выпущена в 2009 году.
По Вашему запросу наши эксперты могут выполнить необходимые расчёты или анализ показателей надёжности для Вашего устройства, оборудования, системы, процесса или провести обучение с целью подготовки собственных специалистов в Вашей организации.
Mtbf iec 61709 sn 29500 что это
Вычисления (прогнозирование) отказоустойчивости по методу MTBF почти всегда означают расчёты наработок на отказ или интенсивности отказов системы, в основном состоящей из электронных компонентов. На первом шаге определяется отказоустойчивость каждого отдельного компонента системы. Для получения достоверного результата подлежат обязательной оценке как общие параметры, такие как температура окружающей среды, так и специальные параметры, такие как ёмкость, тип диодов и т.д. Наконец, путем суммирования показателей отказоустойчивости компонентов определяется общее значение отказоустойчивости системы.
Существует множество стандартов для определения показателей отказоустойчивости электронных системы. Наиболее известными среди них являются:
Однако не существует подобных стандартов для прогнозирования отказоустойчивости механических компонентов систем. Единственным заслуживающим внимания стандартом является NSWC-07(11), применимый лишь для ограниченного набора компонентов и используемый при создании военно-морских судов. Наиболее общепринятым источником данных о надёжности механических компонентов систем является NPRD-95, хотя он, скорее, может рассматриваться в качестве каталога показателей отказоустойчивости, чем в качестве стандарта.
Основной причиной недостаточной стандартизации методов оценки отказоустойчивости механических компонентов систем является тот факт, что, в отличие от электронных компонентов, отказы которых преимущественно могут быть описаны случайно-вероятностной функцией, отказы механических компонентов систем, в основном, происходят вследствие их износа и старения.
В течение значительной части жизненного цикла (как правило, планируемого достаточно длительным) электронных компонентов случайные отказы превалируют над системными. Поскольку случайные отказы могут анализироваться вычислительными методами без построения очень сложных математических моделей, методология их оценки может быть достаточно легко формализована в соответствующих стандартах.
Приведённый ниже график, общеизвестный как U-образная кривая (bathtub curve), наглядно демонстрирует жизненный цикл практически любого технологически сложного продукта:
Эта (несколько идеализированная) U-образная кривая, демонстрирует показатель отказоустойчивости продукта на протяжении всего его жизненного цикла. Кривая состоит из трёх самостоятельных участков, в соответствии с основными фазами жизненного цикла.
Выводы:
1. Постоянная интенсивность отказов
Фаза полезного использования продукта с её максимально высокими показателями отказоустойчивости – единственная фаза жизненного цикла, с которой должен быть доступна потребителю. На основе сбора и оценки статистических данных за последние несколько десятилетий установлено, что фаза полезной эксплуатации характеризуется постоянством интенсивности отказов. Вышеупомянутые стандарты основываются именно на математической аппроксимации данных фазы полезной эксплуатации, имеют отношение только к этой фазе и подразумевают постоянство интенсивности отказов. Это предположение следует не только из анализа накопленной статистики. И оно, в свою очередь, существенно упрощает оценку исходных данных и создает саму принципиальную возможность её стандартизации.
2. Серийные модели
Наряду с постоянством интенсивности отказов, стандарты для электронных компонентов подразумевают также их применимость для так называемых строго серийных моделей систем, т.е. систем, в которых отказ одного из компонентов (вне зависимости от самого компонента и типа его отказа) рассматривается, как отказ всей системы в целом. Например, если не существенно влияющий на работоспособность системы или не влияющий на неё вовсе резистор вышел из строя, считается, что вся система вышла из строя. Следовательно, различия между критическими и, наоборот, существенно не влияющими на общую работоспособность системы, отказами во внимание при такой оценке не принимаются. В связи с вышеизложенным, становится очевидным, что стандарты оценки отказоустойчивости электронных компонентов неприменимы для систем с резервированием функций (избыточностью). В них подразумевается полная серийность систем. Такие стандарты не дают ответов на такие вопросы, как, например, время ремонта, график технического обслуживания и подобные. Для работы же со сложными системами, работающими в реальном времени и характеризующимися резервированием функций, предписанным регламентом технического обслуживания, некритичными отказами, разработаны дополнительные методы анализа надежности:
Сравнение основных стандартов оценки надежности электронного оборудования
Mil-HDBK-217 FN2
Является наиболее известным и полным стандартом, несмотря на то, что был разработан еще в 1995 году. Стандарт разработан Министерством обороны США для поставщиков оборудования военно-технического назначения. С учётом своего «возраста», а также того, что стандарт отражает более видение заказчика, чем производителя, его применение обычно дает пессимистические оценки показателей отказоустойчивости. До сих пор считается, что Mil 217 содержит наиболее полный (по сравнению с другими стандартами) каталог компонентов и обеспечивает требуемый уровень контроля качества. Существует несколько подходов к преодолению пессимистических результатов анализа надежности. Наиболее современный и проверенный определен в ANSI/VITA 51.1-2008. Однако, совсем недавно выпущен и официальный преемник Mil-HDBK-217 FN2, а именно, MiL-HDBK-217 G.
Telcordia Issue 2
Является вторым из известных и достаточно современных (разработан в 2006 году) стандартов. Работает подобно стандарту MIL-HDBK-217, но более прост в применении. Это единственный стандарт, обеспечивающий возможность анализа не только интенсивности отказов (failure rate), но и стандартных отклонений интенсивности отказов (failure rate deviations), что означает, что результаты анализа с применением Telcordia дают и значения доверительных интервалов в границах, определенных пользователем. Таким образом, Telcordia может рассматриваться, как наиболее «честный» стандарт, так как принимает в расчет и неопределенности. Стандарт оперирует данными пользователя, полученными в режимах эксплуатации, лабораторных и стрессовых испытаний, а также располагает моделями для анализа надёжности электронных компонентов связанных с компьютерной техникой (жёсткого диска, клавиатуры, манипуляторов типа «мышь» и т.д.).
Siemens SN 29500
IEC TR 62380
217 Plus
С первого взгляда представляется достаточно простым стандартом, но обладает отдельными уникальными и эксклюзивными свойствами. 217 Plus может принимать в расчет пользовательские данные об эксплуатации другого, подобного оборудования. Более того, это единственный стандарт, оперирующий понятием уровня зрелости (level of maturity) производителя компонентов. Последняя версия 217 Plus выпущена в 2007 году.
FIDES 2009
В своей методологии очень подобен Mil 217, но при расчётах выдает более реалистичные результаты. Включает обширный каталог с контрольными вопросами в области организации процессов у производителя компонентов. Последняя версия стандарта выпущена в 2009 году.
По Вашему запросу наши эксперты могут выполнить необходимые расчёты или анализ показателей надёжности для Вашего устройства, оборудования, системы, процесса или провести обучение с целью подготовки собственных специалистов в Вашей организации.
Бесплатный Калькулятор MTBF
Что такое Калькулятор MTBF ALD?
Калькулятор MTBF ALD – это бесплатный инструмент ПО для прогнозирования надежности. Вы вводите данные по электронному или механическому компоненту и получаете его прогнозируемый MTBF (среднее время наработки на отказ) и интенсивность отказа:
Калькулятор MTBF поддерживает все 26 наиболее известных и принятых стандартов прогнозирования надежности, перечисленных ниже:
MIL-HDBK-217E-1 Part stress
MIL-HDBK-217F-1 Part count, MIL-HDBK-217F-1 Part stress,
MIL-HDBK-217F-2 Part count, MIL-HDBK-217F-2 Part stress
HDBK-217Plus
ALCATEL
BELLCORE Выпуск 5, BELLCORE Выпуск 6
BRITISH TELECOM HRD4, BRITISH TELECOM HRD5
CNET RDF93 Ревизия 02/95
FIDES Guide 2004, FIDES 2009
GJB/Z 299B Part count, GJB/Z 299B Part stress
Part count и Part Stress
HRD5 TELECOMM
IEC 62380
ITALTEL IRPH93
NPRD-95
Telcordia Выпуск 1, Telcordia Выпуск 2
Siemens SN 29500-1, Siemens SN 29500-2005-1 (Siemens Norm)
UTE C 80-810 (RDF2000)
NPRD-95
NSWC-98/LE1 Mechanics
Пакет ПО также содержит Библиотеку компонентов с данными по надежности для активных электронных компонентов (IC-Digital, IC-Analog, IC-Memory) и алгоритмы автоматического распознавания номеров детали для наиболее популярных производителей конденсаторов и резисторов (см. Руководство пользователя для списка производителей).
Калькулятор ALD MTBF является бесплатным?
Калькулятор MTBF является бесплатным. За него не нужно ничего платить, то есть нет ограничений ни по времени использования, ни по количеству установок. Просто установите его и пользуйтесь.
Почему он бесплатный?
Решения ALD по надежности и отказобезопасности используются уже более 30 лет в области надежности, отказобезопасности и качества для оборудования, критически важного для безопасности системы и эксплуатации (преимущественно в аэрокосмической промышленности, обороне, транспортной промышленности и телекоммуникациях.
Мы поддерживаем продвижение надежности и отказобезопасности систем и хотим сделать прогнозирование надежности более доступным для специалистов по технике обеспечения надежности и студентов.
Как пользоваться Калькулятором MTBF для прогнозирования надежности?
Калькулятор MTBF ALD – это приложение для системы Windows. Вам нужно его скачать и установить на Ваш компьютер с системой MS Windows.
Для инструкций по работе с калькулятором, пожалуйста, пользуйтесь Руководством пользователя калькулятора MTBF – Прогнозирование надежности с помощью Калькулятора MTBF ALD.
Как получить Калькулятор MTBF ALD?
Скачайте его прямо на нашем сайте по ссылке: Бесплатно скачать Калькулятор MTBF ALD.
Как его установить?
Сохраните установочный файл на Вашем жестком диске и запустите его. Мастер установки приложения подскажет, как выполнить весь процесс запуска и установки. Затем запустите Калькулятор MTBF из меню «Пуск», вкладка «ALD Engineering». См. Руководство по установке калькулятора MTBF для более подробных инструкций по установке.
Что делать, если возникли проблемы или вопросы?
Установки повышения коэффициента мощности и конденсаторы. Часть вторая. Нормативные документы оценки надежности
Завод конденсаторных установок «МИРКОН» предлагает к ознакомлению цикл статей, посвящённых конденсаторам и установкам повышения коэффициента мощности. Вторая публикация цикла рассказывает об отечественной и зарубежной нормативно-правовой базе прогнозирования срока службы и интенсивности отказов электрических и электронных компонентов, а также содержит актуальные стандарты для определения срока службы и интенсивности отказов конденсаторов УКРМ. Первая часть цикла здесь.
MIL-HDBK-217
На текущий момент следует отметить, что отечественный ГОСТ Р 51901.5-2005 (МЭК 60300-3-1:2003) не пригоден для оценки срока службы и интенсивности отказов компонентов конденсаторных установок, а в международной практике к основополагающим документам можно отнести MIL-HDBK-217 (актуальная версия MIL-HDBK-217F NOTICE 2) — стандарт-руководство Министерства обороны США эмпирических моделей интенсивности отказов электрических/электронных компоненты в 14-ти вариантах условий окружающей среды во время эксплуатации на базе двух основных подходов прогнозирования — модели стресса (part stress) и модель экспресс-оценки (part count).
MIL-HDBK-217F стал базой для создания стандарта SN 29500, применяемого Siemens AG и всей группой компаний Siemens для прогнозирования надежности, программного обеспечения Item, которое используется для прогнозирования отказов продуктов группы компаний Airbus, прогнозов FIDES, а также лег в основу IEC TR 62380-2004, сегодня замененным IEC 61709-2017. В MIL-HDBK-217F в разделе 10-1 выведена формула интенсивности отказов конденсаторов.
где:
базовая частота отказов (λв) может быть взята из справочной таблицы для определенного типа конденсатора или рассчитана по формуле с использованием максимально допустимой температуры эксплуатации и отношения реального напряжения к номинальному (для пленочных конденсаторов с металлизированным диэлектриком — пленкой, бумагой, пленкой и бумагой базовая частота отказов 0.00051);
где:
факторы (π) температуры (т), емкости ©, стрессового напряжения (v), добротности (Q — величина, обратная тангенсу угла потерь) и окружающей среды (Е). Рис. Факторы, влияющие на интенсивность отказов по MIL-HDBK-217F и их справочные значения для расчетов (для пленочных металлизированных конденсаторов значения из столбца 1 рисунков 1, 2 ).
Рисунок 1 
Рисунок 2 
Рисунок 3
IEC TR 62380-2004
Стандарт продолжает использоваться при разработке программного обеспечения прогнозирования надежности, а в разделе 10.1 определена математическая модель расчета с использованием факторов температуры и влияния (influence factor — πn).
IEC TR 62380-2004 приводит график определения температурного фактора, в целом совпадающего со справочными значениями MIL-HDBK-217F, а также формулу расчета фактора влияния для разного числа циклов коммутаций (включения, отключения) конденсаторов в год:
При этом в стандарте определено, что представленная модель может использоваться только при расчете интенсивности отказов в условиях, когда отношение действующего и номинального напряжения для помехоподавляющих конденсаторов не выше 0.8 (для других не выше 0.2) — практически аналогично значениям 1.0 фактора стрессового напряжения MIL-HDBK-217F при отношениях 0.2-0.3.
IEC 61709-2017
IEC 61709-2017 содержит материалы, где выводятся формулы срока службы и интенсивности отказов — соответственно tsl=tsl,ref·1/πv·1/πt·1/πс и λ=λref·πV·πT·πс — через факторы температуры πt, емкости πс и напряжения πv (более детально), значения которых выбираются из справочных таблиц или графиков.
Коэффициенты напряжения и температуры для нестандартных режимов работы по IEC 61709:2017, где T — эксплуатационная температура конденсатора, V и VR соответственно приложенное и номинальное напряжение
Видно, что в таблицах IEC 61709:2017 пороговое значение фактора температуры 1.0, после которого начинается негативное влияние на срок службы и интенсивность отказов при компенсации реактивной мощности завышено (40 градусов вместо 30 в MIL-HDBK-217F и IEC TR 62380-2004), а фактора напряжения наоборот занижено (0.5 вместо 0.3 в MIL-HDBK-217F и 0.2 в IEC TR 62380-2004), что наверняка обусловлено лоббированием производителей конденсаторов своих интересов.
Тем не менее понятно, что заявленные производителем сроки службы конденсаторов, а также интенсивность их отказов (если она заявлена) нужно пересчитывать и параллельно создавать на объекте условия эксплуатации, максимально приближенные к условиям моделирования параметров.
Стандарт SN 29500 предоставляет часто обновляющиеся данные интенсивности отказов в расчетных условиях и моделях напряжения, необходимые для учета количества элементов и прогнозирования напряжения на элемент. Заданные расчетные условия типичны для большинства приложений для компонентов в оборудовании.
В этих условиях Стандарт SN 29500 используется в качестве основы для преобразования данных интенсивности отказов в расчетных условиях в данные в действительных условиях эксплуатации в случае, если условия эксплуатации значительно отличаются от расчетных условий.
Все чаще заказчики требуют продемонстрировать расчеты по надежности для изделий. Интенсивность отказов является наиболее часто используемой характеристикой в определении надежности узлов и единиц оборудования.
Интенсивность отказов компонентов, определенная индивидуально в разделах Стандарта SN 29500, используется Siemens AG и семьей компаний Siemens как унифицированный базис для прогнозирования надежности.
В данном стандарте также содержатся основные условия, для которых применяется интенсивность отказов компонентов (расчетные условия). Ссылка на данные условия необходима при указании интенсивности отказов или сравнении величин из разных источников.
Основой для определения расчетных условий и моделей преобразования для интенсивности отказов, зависящей от условий нагрузки, является IEC 61709. Модели напряжения, описанные в данном стандарте, используются в качестве базиса для преобразования данных интенсивности отказов в расчетных условиях в данные в действительных условиях эксплуатации.
Программное обеспечение ALD RAM Commander по надежности и отказобезопасности полностью соответствует Стандарту SN 29500.
Скачать ПО RAM Commander для прогнозирования надежности по стандарту SN 29500
Скачать бесплатный MTBF-калькулятор
Назад к странице Стандарты прогнозирования надежности
О компании
Компания принимает участие в работе над сотнями проектов по надежности, ремонтопригодности и отказобезопасности по всему миру.
ALD предоставляет решения по RAMS (надежности, готовности, ремонтопригодности и отказобезопасности), ИЛП, FRACAS и качеству в нижеперечисленных формах:
программного обеспечения (RAM Commander, D-LCC, FRACAS), услуг и обучения.
