Come calcolare l'affidabilità dei tuoi prodotti

L'affidabilità è un fattore critico nello sviluppo del prodotto e nella gestione del ciclo di vita, in particolare per i prodotti legati all'energia (ErP). Garantire un elevato livello di affidabilità può ridurre significativamente l'impatto ambientale, ridurre i costi di produzione e aumentare la soddisfazione del cliente. Questo blog fornisce una panoramica completa su come calcolare l'affidabilità dei tuoi prodotti utilizzando le linee guida delineate nella norma EN 45552:2020.

Capire l'affidabilità

L'affidabilità è definita come la probabilità che un prodotto svolga la funzione prevista in determinate condizioni per un certo periodo di tempo senza guasti. A differenza della durabilità, che si occupa della vita totale prevista di un prodotto, l'affidabilità si concentra sulla probabilità di un funzionamento privo di errori entro un determinato periodo di tempo.

Concetti importanti

• reliability: La probabilità che un prodotto funzioni come previsto in condizioni definite senza subire guasti.
• Failure Modes: I modi specifici in cui un prodotto non può svolgere la sua funzione prevista.
• Failure mechanisms: Le cause sottostanti dei guasti, come la fatica del materiale o le sollecitazioni ambientali.
• Failure Points: Le parti o i componenti specifici del prodotto che potrebbero subire guasti.

Quadro di Valutazione dell'Affidabilità

La valutazione dell'affidabilità prevede diversi passaggi importanti, che sono descritti in dettaglio di seguito:

1.

Innanzitutto, definisci chiaramente il prodotto o il gruppo di prodotti, comprese le sue funzioni primarie, secondarie e terziarie. Questa analisi funzionale aiuta a identificare tutti i componenti e i sistemi critici all'interno del prodotto che devono essere valutati per verificarne l'affidabilità.

2.

Successivamente, determina le condizioni ambientali e operative in cui il prodotto funzionerà. Queste condizioni includono fattori come la temperatura, l'umidità, le sollecitazioni meccaniche e i carichi elettrici. La comprensione di queste condizioni è fondamentale per simulare scenari reali nei test di affidabilità.

3. Informazioni aggiuntive

Raccogli informazioni aggiuntive da varie fonti, come dati sul campo, restrizioni dei fornitori, normative, analisi dello stress e analisi delle modalità di guasto e dell'impatto (FMEA). Questi dati aiutano a costruire un quadro completo dei potenziali problemi di affidabilità e dei probabili meccanismi di errore.

4.

Esegui un'analisi dell'affidabilità collegando le funzioni alle modalità di guasto, ai punti di guasto e ai meccanismi di guasto. Ciò comporta l'esecuzione di un FMEA o di un'analisi simile per identificare e valutare i guasti più probabili. L'analisi dovrebbe portare a un elenco di siti e meccanismi di guasto, classificati in base alla loro probabilità.

5. Selezione e applicazione dei metodi di valutazione dell'affidabilità

Seleziona i metodi appropriati per valutare l'affidabilità del prodotto. Questi metodi possono includere:

• Physical testing: Testare il prodotto in condizioni controllate per osservarne le prestazioni e identificare i punti di errore.
• Accelerated Endurance Testing (ALT): Espone il prodotto a carichi maggiori per indurre guasti più velocemente che in condizioni normali. Questo aiuta a stimare la durata e i tassi di guasto del prodotto in meno tempo.
• Analisi statistiche: Utilizza modelli statistici per analizzare i dati dei test e prevedere l'affidabilità del prodotto.

6.

Infine, documenta l'intero processo di valutazione, inclusi i dati di input, le ipotesi, i metodi di analisi e i risultati. Questa documentazione è essenziale per garantire la trasparenza e fornire una base per futuri miglioramenti dell'affidabilità.

Esempio: Valutazione di affidabilità di un dispositivo elettronico

Consideriamo un esempio di valutazione dell'affidabilità di un'unità di controllo elettronica in un'auto:

1. define product: L'unità di controllo elettronica è definita come un componente critico responsabile del controllo della potenza del motore dell'auto.
2. Condizioni ambientali e operative: Il dispositivo deve essere utilizzato in un intervallo di temperatura compreso tra -20°C e 85°C e deve essere esposto a vibrazioni e umidità.
3. Ulteriori informazioni: I dati sul campo mostrano che le versioni precedenti del dispositivo avevano un tasso di guasto del 10% a causa dell'affaticamento dei componenti entro tre anni.
4. Esegui analisi di affidabilità: Un FMEA identifica le principali modalità di guasto, come la fatica del giunto di saldatura e il guasto del condensatore. Questi vengono valutati in base alla loro probabilità.
5. Selezione e applicazione dei metodi di valutazione dell'affidabilità: I test di resistenza accelerata vengono eseguiti a temperature elevate per indurre rapidamente i guasti. L'analisi statistica dei dati di prova prevede un tempo medio di guasto (MTTF) di 5 anni in condizioni operative normali.
6. Evaluation documentation: I risultati, incluse le modalità di errore, le condizioni di test e l'MTTF previsto, sono documentati per riferimento e miglioramenti futuri.

Per una guida più dettagliata, consulta il testo completo della EN 45552:2020 e delle norme correlate come EN 45554:2020 per le valutazioni di riparazione, riutilizzo e aggiornamento e EN 62308 per i metodi di valutazione dell'affidabilità.

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