製品の信頼性を計算する方法

信頼性は、特にエネルギー関連製品(ErP)の製品開発とライフサイクル管理において重要な要素です。高い信頼性を確保することで、環境負荷を大幅に低減し、生産コストを削減し、顧客満足度を高めることができます。このブログでは、EN 45552:2020に概説されているガイドラインに基づいて製品の信頼性を計算する方法の包括的な概要を説明します。

信頼性を理解する

信頼性とは、製品が特定の期間、指定された条件下で意図した機能を失敗なく実行する確率として定義されます。製品の予想総寿命に関わる耐久性とは異なり、信頼性は、指定された時間枠内で故障のない性能を発揮する確率に焦点を当てています。

主要な概念

• >信頼性: 定義された条件下で製品が問題なく要求どおりに機能する可能性
。
• >故障モード: 製品が意図した機能を実行できない特定の方法。
• >Failure Mechanisms: 材料の疲労や環境ストレスなど、故障の根本的な原因。
• >Failure Sites: 故障が発生する可能性のある製品の特定の部品またはコンポーネント。

信頼性評価のフレームワーク

信頼性の評価には、以下に詳述するいくつかの重要なステップが含まれます:

1. 製品を定義する

まず、製品または製品グループを、その一次、二次、および三次機能を含めて明確に定義します。この機能分析は、信頼性を評価する必要がある製品内のすべての重要なコンポーネントとシステムを特定するのに役立ちます。

2. 環境条件と動作条件

次に、製品が機能することが期待される環境条件と動作条件を決定します。これらの条件には、温度、湿度、機械的ストレス、電気負荷などの要因が含まれます。これらの条件を理解することは、信頼性テストで実際のシナリオをシミュレートするために重要です。

3. 追加情報

フィールドデータ、メーカーの制約、規制、応力解析、故障モードおよび影響解析(FMEA)など、さまざまなソースから追加情報を収集します。このデータは、潜在的な信頼性の問題と考えられる障害メカニズムの包括的な全体像を構築するのに役立ちます。

4. 信頼性分析の実施

機能を故障モード、故障サイト、故障メカニズムにリンクして信頼性分析を実行します。これには、FMEA または同様の分析を実施して、最も可能性の高い障害を特定してランク付けすることが含まれます。分析の結果、障害サイトとメカニズムのリストが、その可能性によってランク付けされます。

5. 信頼性評価方法の選択と適用

製品の信頼性を評価するための適切な方法を選択してください。これらの方法には、次のものが含まれます。

• >Physical Testing: 制御された条件下で製品をテストし、その性能を観察し、故障点を特定します。
• >Accelerated Life Testing (ALT)：製品を高いストレスレベルにさらすことで、通常の状態よりも早く故障を誘発します。これにより、製品の寿命と故障率を短時間で見積もることができます。
• >統計分析: 統計モデルを使用してテストデータを分析し、製品の信頼性を予測します。

6. 評価を文書化する

最後に、入力データ、仮定、分析方法、結果を含む評価プロセス全体を文書化します。このドキュメントは、透明性を確保し、将来の信頼性向上の基盤を提供するために不可欠です。

例:電子機器の信頼性評価

自動車の電子制御装置の信頼性を評価する例を考えてみましょう。

1. Define the Product: 電子制御装置は、車のエンジン性能を管理する重要なコンポーネントとして定義されています。
2. 環境および動作条件: デバイスは、振動と湿度にさらされながら、-20°Cから85°Cの範囲で動作することが期待されています。
3. >追加情報: フィールドデータによると、以前のバージョンのデバイスは、コンポーネントの疲労により3年以内に10%の故障率を記録していました。
4. >信頼性分析の実施: FMEA は、はんだ接合部の疲労やコンデンサの故障など、主な故障モードを特定します。これらは、その可能性によってランク付けされます。
5. 信頼性評価方法の選択と適用: 加速寿命試験は、迅速に故障を誘発するために高温で実行されます。テストデータの統計解析により、通常の動作条件下での平均故障時間(MTTF)は5年と予測されます。
6. 評価の文書化: 故障モード、テスト条件、予測MTTFを含む結果は、将来の参照と改善のために文書化されます。

より詳細なガイダンスについては、EN 45552:2020の全文と、修理、再利用、アップグレードの評価についてはEN 45554:2020、信頼性評価方法についてはEN 62308などの関連規格を参照してください。

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