So berechnen Sie die Zuverlässigkeit Ihrer Produkte

Zuverlässigkeit ist ein kritischer Faktor für die Produktentwicklung und das Lebenszyklusmanagement, insbesondere für energiebezogene Produkte (ERPs). Durch die Gewährleistung eines hohen Zuverlässigkeitsniveaus kann die Auswirkungen auf die Umwelt, die geringeren Produktionskosten und die Kundenzufriedenheit erheblich reduziert werden. Dieser Blog bietet einen umfassenden Überblick über die Berechnung der Zuverlässigkeit Ihrer Produkte auf der Grundlage der in EN 45552: 2020 beschriebenen Richtlinien.

Zuverlässigkeit verstehen

Die Zuverlässigkeit ist definiert als die Wahrscheinlichkeit, dass ein Produkt seine beabsichtigte Funktion unter bestimmten Bedingungen für einen bestimmten Zeitraum ohne Fehler ausführt. Im Gegensatz zur Haltbarkeit, die sich mit der gesamten erwarteten Lebensdauer eines Produkts befasst, konzentriert sich die Zuverlässigkeit auf die Wahrscheinlichkeit einer fehlerfreien Leistung innerhalb eines bestimmten Zeitrahmens.

Schlüsselkonzepte

• Zuverlässigkeit: Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Produkt unter definierten Bedingungen erforderlich ist, ohne dass ein Versagen erforderlich ist.
• Ausfallmodi: Die spezifische Möglichkeiten, wie ein Produkt seine beabsichtigte Funktion nicht ausführen kann.
• Versagensmechanismen: Die zugrunde liegenden Ursachen des Versagens wie materielle Ermüdung oder Umweltstress.
• Versagenseiten: Die spezifischen Teile oder Komponenten des Produkts, bei denen wahrscheinlich Fehler auftreten.

Rahmen für die Bewertung der Zuverlässigkeit

Die Bewertung der Zuverlässigkeit umfasst mehrere wichtige Schritte, die nachstehend aufgeführt sind:

1. Definieren Sie das Produkt

Definieren Sie zunächst die Produkt- oder Produktgruppe klar, einschließlich der primären, sekundären und tertiären Funktionen. Diese Funktionsanalyse hilft dabei, alle kritischen Komponenten und Systeme innerhalb des Produkts zu identifizieren, die für die Zuverlässigkeit bewertet werden müssen.

2. Umwelt- und Betriebsbedingungen

Bestimmen Sie als nächstes die Umwelt- und Betriebsbedingungen, unter denen das Produkt erwartet wird. Diese Bedingungen umfassen Faktoren wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit, mechanische Spannung und elektrische Belastungen. Das Verständnis dieser Bedingungen ist entscheidend für die Simulation realer Szenarien bei Zuverlässigkeitstests.

3. zusätzliche Informationen

Sammeln Sie zusätzliche Informationen aus verschiedenen Quellen wie Felddaten, Herstellerbeschränkungen, Vorschriften, Stressanalysen sowie Fehlermodus und Effektanalyse (FMEA). Diese Daten hilft dabei, ein umfassendes Bild der potenziellen Zuverlässigkeitsprobleme und der wahrscheinlichen Fehlermechanismen aufzubauen.

4. Durchführung der Zuverlässigkeitsanalyse

Führen Sie eine Zuverlässigkeitsanalyse durch, indem Sie Funktionen mit Fehlermodi, Ausfallstellen und Ausfallmechanismen verknüpfen. Dies beinhaltet die Durchführung einer FMEA oder einer ähnlichen Analyse, um die wahrscheinlichsten Fehler zu identifizieren und zu bewerten. Die Analyse sollte zu einer Liste von Versagensstellen und Mechanismen führen, die nach ihrer Wahrscheinlichkeit eingestuft werden.

5. Methoden für Zuverlässigkeitsbewertungen auswählen und anwenden

Wählen Sie geeignete Methoden zur Bewertung der Zuverlässigkeit des Produkts. Diese Methoden können umfassen:

• Physische Tests: Testen des Produkts unter kontrollierten Bedingungen, um seine Leistung zu beobachten und Fehlerpunkte zu identifizieren.
• Beschleunigte Lebenstest (ALT): Unterlegen des Produkts einem erhöhten Spannungsniveau, um Fehler schneller als unter normalen Bedingungen zu induzieren. Dies hilft, die Lebensdauer und die Ausfallraten des Produkts in kürzerer Zeit zu schätzen.
• Statistische Analyse: Verwenden statistischer Modelle zur Analyse von Testdaten und zur Vorhersage der Zuverlässigkeit des Produkts.

6. Dokumentieren Sie die Bewertung

Dokumentieren Sie schließlich den gesamten Bewertungsprozess, einschließlich der Eingabedaten, Annahmen, Analysemethoden und Ergebnisse. Diese Dokumentation ist für die Gewährleistung der Transparenz und der Bereitstellung einer Grundlage für zukünftige Zuverlässigkeitsverbesserungen von wesentlicher Bedeutung.

Beispiel: Zuverlässigkeitsbewertung eines elektronischen Geräts

Betrachten wir ein Beispiel für die Beurteilung der Zuverlässigkeit eines elektronischen Steuergeräts in einem Auto:

1. Definieren Sie das Produkt: Das elektronische Steuergerät ist definiert als eine kritische Komponente, die für die Verwaltung der Motorleistung des Autos verantwortlich ist.
2. Umwelt- und Betriebsbedingungen: Es wird erwartet, dass das Gerät in einem Bereich von Temperaturen von -20 ° C bis 85 ° C betrieben wird, wobei Vibrationen und Luftfeuchtigkeit ausgesetzt sind.
3. Weitere Informationen: Felddaten zeigen, dass frühere Versionen des Geräts aufgrund von Komponentenermüdung innerhalb von drei Jahren eine Fehlerrate von 10% hatten.
4. Durchführung der Zuverlässigkeitsanalyse: Eine FMEA identifiziert die Hauptversagensmodi wie Lötverschuld und Kondensatorversagen. Diese werden nach ihrer Wahrscheinlichkeit eingestuft.
5. Wählen Sie Methoden zur Bewertung von Zuverlässigkeit und wenden Sie sie an: Beschleunigte Lebenstests werden bei erhöhten Temperaturen durchgeführt, um schnell Fehler zu induzieren. Die statistische Analyse der Testdaten sagt unter normalen Betriebsbedingungen eine mittlere Zeit bis zum Ausfall (MTTF) von 5 Jahren voraus.
6. Dokumentieren Sie die Bewertung: Die Ergebnisse, einschließlich Fehlermodi, Testbedingungen und vorhergesagter MTTF, werden für zukünftige Referenz und Verbesserung dokumentiert.

Ausführlichere Anleitungen finden Sie im vollständigen Text von EN 45552: 2020 und zugehörigen Standards wie EN 45554: 2020 zur Reparatur, Wiederverwendung und Upgrade sowie EN 62308 für Zuverlässigkeitsbewertungsmethoden.

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