产品生命周期
最重要的价值观
B10 值 - 可靠性和质量测试
B10 值特别用于可靠性和质量测试。它表示一组产品或装置中,10% 的产品或装置在操作手柄后会失效或不再符合需求规格的操作时间。由于影响因素多种多样,该测试不能一概而论(典型应用)。
B10 值是可靠性工程中使用的 "威布尔分析 "的部件。在许多对可靠性要求很高的行业,B10 值被认为是一个重要指标。B10 值用于开发阶段、质量控制、确认和确保、维护保养计划、风险管理、客户信息和营销。
B10d 值 - 安全功能评估
B10d 值用于评估安全功能,根据 ISO 13849-1,它表示在 10%的单元出现危险故障之前,需要经过多少个开关周期。因此,B10d 值与风险和危险分析的准备工作息息相关。如果不知道危险故障的针数,建议采用以下计算方法:B10d = 2*B10。但是,无法计算工件单个元器件的 B10d 值。B10d 值用于评估安全功能、规范和标准、安全相关元器件、安全关键系统认证、风险评估、安全相关措施规划、维护保养规划和寿命成本分析。
MTTF 值 - 平均故障间隔时间
MTTF 是平均故障时间 的缩写,表示元器件的平均使用寿命。根据 EN ISO 13849-1,可以根据 MTTF 计算性能等级。MTTF 用于元器件和系统的风险评估,因为在这些系统中,失效并不是一个直接的风险。MTTF 值对于 CE 认证也很重要。MTTF 以小时为单位,表示一个特定元器件或系统平均可无故障运行多长时间。MTTF 由经验值或特定测试确定。例如,对几个装置进行长时间观察,直到它们全部失效:
MTTF 是所有装置直到完全失效的操作手柄时间之和除以受检装置的针数。MTTF 可用于开发阶段、质量保证、确认和确保、品牌传播、维护保养计划和生命周期成本分析。
MTTFd 值 - 平均危险故障间隔时间
在功能安全方面,MTTFd(平均危险故障间隔时间)等术语用于描述安全关键部件的失效时间,失效可以导致危险情况的发生。MTTFd值可以分为 3 个区域。
等级 | MTTFd |
---|---|
低 | 3 年 ≤MTTFd< 10 年 |
中 | 10 年 ≤MTTFd< 30 年 |
高 | 30 年 ≤MTTFd< 100 年 |
MTTFd值可以用以下一般公式计算
MTTFd= B10d / (0.1*n)
MTTFd值可用于功能安全分析、安全相关元器件评估、规范和标准、安全功能评估、失效概率计算、安全关键系统认证、风险评估和安全相关措施规划。
PFH 值 - 每小时发生危险故障的概率
PFH "是"每小时危险故障概率"的缩写。PFH 值是在功能安全方面使用的可靠性指标,尤其是在 ISO 13849-1 和 IEC 62061 等标准中。
PFH 值量化了系统中与安全相关的功能在一小时内出现危险故障的概率。子系统的 PFH 计算方法如下:
PFH = λ * 1h
对于整个系统,PFH 的计算方法有所不同:
PFHtotal=∑Ni=1 PFHi= PFH1+ PFH2+ ...+PFHN
在功能安全中,必须尽可能降低 PFH 值,以确认危险错误的概率处于可接受的水平。在风险评估和安全评价中,PFH 值是一个重要的尺寸。
需要注意的是,功能安全背景下的 PFH 专门针对安全关键型系统,不适用于一般产品和应用。
PFH 值可用于安全关键型系统的评估、安全功能评估、规范和标准、风险评估、产品和系统认证以及安全关键型软件的开发。
PFD 值 - 按需故障概率
PFD 是"按需故障概率"的缩写,用于功能安全领域。
PFD 值表示安全关键功能或系统在启动或要求时发生故障的概率。
在评估安全相关系统和功能的可靠性时,它是一个重要的关键数字。PFD 值通常与安全完整性等级 (SIL) 连接使用,以量化安全功能的电源幂函数。PFD 值通常使用以下公式计算:
PFD = 1 / MTBF
为确认系统的安全性,必须尽可能降低 PFD 值。低的 PFD 值意味着更高的可靠性和更低的需求时故障概率。PFD 值可用于安全关键型系统的评估、安全分析、开发阶段、规范和标准、产品和系统认证以及安全仪表的评估。
MTTR 值 - 平均修复时间
MTTR 是"平均修复时间"的缩写。MTTR 值是一种可靠性指标,显示故障发生后恢复或修复系统或元器件所需的平均时间。
评估系统的可用性和可靠性需要 MTTR 值。MTTR 值低表明系统可以很快恢复正常操作,而 MTTR 值高则表明修复时间较长。计算方法指的是故障发生后维修工作的平均持续时间,并考虑到相关因素,如诊断问题、订购易损件,备件或其他准备措施所需的时间。因此,计算 MTTR 的公式为
MTTR = 总停机时间/总故障针数
例如如果一个系统在一个月内出现三次故障,并导致总停机时间为 6 小时,那么 MTTR 就是 2 小时。
MTTR 值对于系统的持续可用性至关重要的行业尤为重要。MTTR 值通常与 MTBF 等其他可靠性指标连接使用。MTTR 可用于维护保养计划、预测维修时间、维护管理、服务水平协议 (SLA)、生命周期成本分析、持续改进、风险评估或应急计划。
MTBF 值 - 平均故障间隔时间
MTBF 是"平均故障间隔时间"的缩写。它表示系统连续两次故障之间的平均操作手柄时间。MTBF 通常用于评估产品、装置,设备或系统的可靠性。它是故障概率的倒数,用小时或年等时间单元表示。MTBF 值越高,表示可靠性越高,因为故障间隔时间越长。MTBF 值的计算方法是用总操作手柄时间除以故障针数:
MTBF = 总操作手柄时间/故障针数
或
MTBF = MTTR + MTTF
MTBF 值对于可靠性至关重要的行业尤为重要。正如前面提到的 MTTR 值,MTTR 值和 MTBF 值经常一起使用。MTBF 值可应用于产品开发、质量保证、维护保养规划、风险评估、生命周期成本分析、质量保证和确认,一直是客户决策和持续改进的辅助工具。
SIL 值 - 安全完整性等级
SIL 是"安全完整性等级"的缩写,指的是功能安全区域的风险评估。SIL 是系统中安全功能可靠性的一个尺寸。其范围从 SIL 1(最低可靠性)到 SIL 4(最高可靠性)。SIL 安全需求等级是系统可靠性的一种评估方法,这种评估总是在现有危险的背景下进行。分级取决于各种因素,包括危险的概率和潜在后果。评估通常采用特定的方法和标准,如 IEC 61508 系列标准。
公式集
1.B10 值:一组产品中 10%的产品在操作手柄后不合格/不再符合需求规格的测试值
2.B10d = 2 * B10
3.MTTF = 直到完全失效前所有装置的操作手柄时间之和/测试的装置针数
4.MTTFd值:MTTFd= B10d / (0.1*n) 5.
5.PFH:
对于子系统PFH = λ * 1h
对于整个系统:PFHtotal =∑Ni=1 PFHi= PFH1+ PFH2+ ...+PFHN
6.PFD = 0.5*T / (MTBF + 0.5*T) 7.
7.MTTR = 总停机时间 / 总故障针数
8.MTBF = 操作手柄总时间 / 故障总针数
9.SIL:分类取决于许多不同的因素/测试
说明
n:经过测试的装置,设备针数
λ :故障率
T:维护保养间隔/时间单元
这些值的使用摘要
B10 | B10d | MTTF | MTTFd | PFH | PFD | MTTR | MTBF | SIL | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
可用的公式 | X | X | X | X | X | X | X | ||
必要的测试 | X | X | X | ||||||
以周期为单位 | X | ||||||||
以时间单元指定 | X | X | X | X | X | X | |||
无特定单元 | X | X |
*如果没有可用的故障率知识,仅计算 10d 值

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