在电子电气产品竞争日趋激烈的市场环境下,产品的可靠性已经成为企业参与项目投标、产品定型、拓展上下游供应链的重要参考指标。MTBF即平均无故障工作时间,是衡量电子产品可靠性水平的关键指标,反映产品在规定条件下、规定时间内无故障持续运行的能力。众多长三角电子制造企业,工控设备、电源模块、控制板卡、智能家居设备厂商,都需要完成MTBF 可靠性测试,输出合规有效的检测报告。上海 MTBF检测机构|上海复世认证,面向各类电子产品推出平均无故障时间可靠性测试一站式服务,帮助制造企业完成从前期方案评估、样品试验、故障数据统计到正式报告出具全链条工作,解决企业在可靠性验证环节遇到的各类实际难题。
MTBF指标广泛应用于工业控制设备、开关电源、伺服驱动器、通信设备、安防监控设备、家用电器、储能配套电子部件等品类。很多制造企业会陷入认知误区,认为MTBF 只是一份用于投标的纸面数据,忽略测试本身对于产品设计优化的价值。一份严谨的 MTBF测试,不只是算出一个数值,更能够通过试验过程中出现的故障现象,定位硬件设计、元器件选型、散热结构、工艺焊接当中存在的薄弱环节,为产品迭代优化提供真实试验数据支撑。部分企业为满足标书要求,直接引用元器件手册理论预测数值,没有开展整机层面的可靠性验证,该类数值在部分招投标场景不被采购方接纳。整机级MTBF试验,需要模拟产品实际工作环境,结合温度、电压波动、连续通电运行等条件开展验证,和单纯元器件理论计算存在本质区别。上海复世认证在对接大量电子制造企业项目过程中发现,不少企业临近投标截止才启动MTBF 相关工作,留给试验的时间十分紧张,仓促推进试验容易出现方案设计不合理、样品准备不足,Zui终报告无法满足使用要求。
MTBF的实现主要分为两种主流技术路径,分别是预测计算法与试验测试法。预测计算法以元器件应力数据、元器件失效率数据库作为基础,统计整机内部全部元器件的数量、型号、工作应力,代入对应的失效率模型完成MTBF数值演算。该方法不用长时间通电老化试验,项目周期短,多用于产品研发早期阶段评估可靠性水平。试验测试法则是选取一定数量的整机样品,在设定的环境与电气工况下持续通电运行,记录故障发生时间与故障模式,基于统计模型计算整机MTBF 结果,包含常温全负荷运行试验以及 ALT加速寿命试验。加速寿命试验通过提升环境应力,比如提高环境温度,在不改变产品失效机理的前提下,压缩试验耗时,在相对短的周期内获取故障数据,是工业设备MTBF 验证常用手段。
执行 MTBF 测试会参考 GB/T5080.7相关规范,规范当中对可靠性试验的试验条件、样品数量、故障判定规则、数据统计方法都做出对应的说明。在实际项目开展当中,需要明确多项关键试验条件:产品额定工作电压,电压波动范围,环境温度,负载工况,连续运行还是间歇运行,故障判定准则。故障分为关联故障与非关联故障,关联故障指由产品本身设计、元器件、工艺缺陷带来的失效,该类故障需要纳入MTBF 统计;非关联故障,样品人为损坏、外部供电异常、外接负载设备故障,这类情况不计入失效统计。清晰界定故障类型,会直接影响Zui终MTBF计算结果。上海复世认证一站式服务,会在项目启动之初和企业确认全部边界条件,明确样品工作模式,划分故障判定标准,避免试验后期双方对于故障认定产生分歧。
企业开展 MTBF测试,需要准备对应的基础资料,包含产品规格说明书,整机原理图、BOM元器件清单,产品额定参数,设备正常工作负载条件说明,产品过往故障历史记录。样品方面,根据选定测试方法不同,样品数量存在差异。采用加速寿命试验,样品数量、试验时长、置信区间三者相互制约,想要获得置信度较高的试验结果,需要匹配对应数量样品。部分企业希望使用极少样品完成MTBF测试,很难得到高置信水平的结果,上海复世认证会结合企业报告用途,投标、研发验证、客户审厂等不同场景,给到适配的样品数量建议。
完整一站式服务流程分为需求对接评估、试验方案编制、资料与样品收集、试验实施、故障记录与数据分析、报告编制交付。
第一阶段需求评估,沟通产品类型、报告使用场景,确定选用预测法还是试验法,确认环境条件、电气工况、置信水平,输出完整试验方案给到企业确认。
第二阶段收集 BOM清单、图纸、规格书等技术资料,企业按照要求寄送测试样品。
第三阶段搭建测试工装,配置负载设备,接入温度环境试验箱,按照既定方案开启长时间通电试验,安排人员定期巡检样品工作状态,完整记录每一次故障现象、故障发生时刻。
第四阶段对故障进行分类甄别,区分关联故障与非关联故障,使用对应的统计模型开展数据演算,得出 MTBF 结果。
第五阶段整理全部试验原始记录、图片数据,编制正式检测报告交付企业,同时同步给到试验过程当中暴露出来的产品失效问题分析,给到优化参考。
从市场现状来看,下游甲方客户、招标方对于MTBF 报告的严谨性要求持续提升。过去部分项目可以接受元器件理论预估数值,现在越来越多招标要求提供整机实测 MTBF报告。很多中小电子制造企业,内部不具备大型可靠性试验室,没有成熟的长时间老化测试工装,自行搭建 MTBF试验,需要投入环境箱、可编程电源、模拟负载、数据采集设备,还要安排人员轮值巡检,硬件投入与人力成本较高,交由专业机构完成测试,是更加高效的选择。企业在挑选机构的时候,需要关注机构是否能够根据产品实际使用工况定制试验方案,而不是套用统一模板。部分机构只可以完成简单通电老化,对于故障模式分析能力有限,样品出现失效之后,无法协助企业定位失效根源,仅仅输出一份报告。
另外加速寿命试验有一条重要原则,提升试验应力不能够改变产品原本失效机理。如果温度应力设置过高,引发产品在实际使用当中不会出现的全新失效模式,那么加速之后得到的数据失去参考价值。上海复世认证技术人员会结合元器件耐温参数,合理设置加速应力,规避应力过度带来的数据失真问题。完成测试交付报告之后,还会向企业说明报告使用注意事项,置信区间含义,结果适用范围。面对工控电源、控制器、通信模块、安防设备等不同品类电子产品,定制对应的MTBF测试方案,帮助长三角地区电子制造企业高效完成可靠性验证,满足投标、客户审厂、产品定型的使用需求,减少企业自行搭建可靠性试验平台带来的资金与人力消耗。
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许可项目:认证服务。(依法须经批准的项目,经相关部门批 准后方可开展经营活动,具体经营项目以相关部门批准文件或 许可证件为准) 一般项目:认证咨询;企业管理咨询;信息咨询服务(不含许 可类信息咨询服务);从事检测技术、环保科技、电子科技专 业领域内的技术开发、技术转让、技术咨询;通信设备及相关 产品(除专项)、电子产品、电器设备、仪器仪表、化工产品 (不含许
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