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 元件的安全参数计算 MTTF,MTTFd,MTBF

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楼主    2020-05-22 16:10:13
主题:元件的安全参数计算 MTTF,MTTFd,MTBF 精华帖 

 随着中国的逐步发展,越来越多的客户开始承接国际项目。故障安全就越来越的出现在我们的身边。

 

为了使咱们生产的设备符合安全标准,能够拿到CE的认证。越来越多的工程师开始关注元件的故障安全相关的参数。尤其是安全评估的工程师特别会要求提供元件的安全参数如MTTF,MTTFd,MTBF。

 

我想借此机会说明一下MTTF,MTTFd,MTBF,MTTR,这单个参数的关系,如何计算。

 

MTTF mean time to failure, 平均的失效时间,这个参数一般是用来衡量产品发生故障的期望时间长度M。

MTTR mean time to require/mean time to restoration, 平均维修时间/平均恢复时间。

MTBF mean time between failures, 平均故障间隔时间,两次故障之间的间隔时间。包含产品平均故障时间和平均的维修时间。该参数与客户的备件库存情况和维修速度相关。

MTBF=MTTF+MTTR,因为MTTR时间比MTTF短很多可以忽略。可以近似认为MTBF=MTTF。这两个参数体现的是产品可用性。

 

MTTFd mean time to failure dangerous, 平均的危险失效时间,这个参数一般是用来衡量产品发生危险故障的期望时间长度。通常情况下该参数与故障安全相关。

 

如何获取以上这些参数呢?可以由厂家直接提供吗?答案是不行。

MTTF,MTBF,MTTFd都与客户的操作频率相关,无法统一提供。

MTTR和客户的备件库存情况和维修速度相关,无法统一提供。

 

厂家一般可以提供B10参数。该参数的含义是取一定数量的产品做测试,当有10%的产品发生故障时,记录操作的次数,同时分析故障产品中,危险失效的占比。

 

西门子的企业标准SN 31920中规定了所有西门子产品的B10参数。

西门子低压控制产品也针对自己的产品撰写了安全计算手册。

https://support.industry.s iemens.com/cs/ww/en/view/109739348

 

通过B10可以计算失效概率λ.

λ = 0,1 x C / B10

C 为元件的每小时操作次数

 

失效概率λ,可以根据B10中的危险失效的占比得到,危险的失效概率λD和安全的失效概率λS。

λ = λS+ λD

 

MTTF = 1/λ ≈ MTBF

MTTFd=1/λD

 

我们以行程开关3SE5为例子计算MTTF,MTBF,MTTFd。

3SE5/3SF1成套型号 B10= 1 000 000 ,20%

假设每小时操作4次

λ = 0,1 · C / B10 每小时失效概率

λ = 0,1 * 4 / 1 000 000 =4*10^-7 每小时失效概率

λD=20%*λ= 0.2*4*10^-7 每小时失效概率

λD=8*10^-8 每小时失效概率

MTTF = 1/λ=1/4*10^-7= 25*10^5 小时(平均失效的时间)=285.4 年(平均故障时间)≈ MTBF

MTTFd=1/λD=1/8*10^-8=125*10^5 小时(平均危险失效时间-小时)=1425 年

 

以上的计算方法仅适用于操作频率高于一年一次场景。标准中为高操作要求。

 

友情提示,B10为实验和需要技术积累的参数,不是所有的电器产品都有的。再碰到出口和需要CE认证的项目时,请仔细挑选能够提供B10参数的电气设备。

 

同时也为我们的产品做个推广-安全接触器,具有安全认证的接触器,可以由安全PLC输出直接控制的接触器,满足你安全要求的同时也省去了挑选满足B10参数的电气设备的烦恼。

 http://www.ad.siemens.com.cn/club/bbs/post.aspx?a_id=1621013&b_id=24&s_id=0&num=3#anch 

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