Új jelszó kérése
Termékajánló
Hírlevél
Házhozszállítás

Fizetési megoldás
Tanúsítvány
SSL Certificate
Blog
2018.10.18 11:32

Tápegységek megbízhatósága – I. rész

Tápegységek megbízhatósága – I. rész

E heti cikkünkben áttekintjük, hogy mit jelent a megbízhatóság fogalma tápegységek esetén és hogy hogyan kell értelmezni az adatlapokon feltüntetett értékeket.

A megbízhatóság fogalmával a legtöbben már minden bizonnyal találkoztak, azonban úgy érezzük érdemes mélyebben tárgyalni ennek jelentőségét a tápegységek esetén.

Meghibásodási ráta (λ)

A meghibásodási ráta az egységnyi idő alatt bekövetkező meghibásodások számát definiálja. A meghibásodási ráta eltérő értékeket vesz fel egy termék élettartama során és az idő függvényében ábrázolva, az úgynevezett fürdőkád-görbét kapjuk.

Fürdőkád görbe

A görbe az alábbi három szakaszra bontható:

  • A – korai meghibásodások
  • B – normál üzem – hasznos élettartam
  • C – elhasználódás

Az „A” szakaszban a meghibásodások a gyártási hibákból és a nem megfelelő, hibás alkatrészekből erednek. Ez a szakasz általában néhány száz órán keresztül tart. Kiküszöbölésére, illetve csökkentésére a gyártási folyamat végére úgynevezett „égetést” (burn in) szoktak beiktatni, melynek során valós üzemi körülmények között, esetleg magas üzemi hőmérsékleten járatják a tápegységeket néhány órán át, így a nem megfelelő egyedek kiszűrhetők.

A „B” szakaszban a meghibásodási ráta megközelítőleg állandó, ezt nevezzük hasznos élettartamnak, amikor viszonylag kis számban fordulhatnak elő véletlenszerű meghibásodások. A következőkben tárgyalt pontok is erre a szakaszra vonatkoznak majd.

A „C” szakaszban az adott időegység alatt bekövetkező meghibásodások száma nő, melyek már az egyes alkatrészek élettartamának végéből fakadnak.

Megbízhatóság (R(t))

A megbízhatóságot tudományágtól függően többféleképpen definiálhatjuk, azonban elektronikai eszközök és így tápegységek szempontjából a következő meghatározás a legpraktikusabb: annak a valószínűsége, hogy egy eszköz az elvárt funkciókat a specifikált paramétereknek megfelelően adott üzemi körülmények között meghatározott ideig meghibásodások nélkül teljesíteni tudja.

Fontos, hogy az elvárt funkciókat és üzemi körülményeket pontosan specifikálni kell, mint például: kimeneti áramerősség, bemeneti feszültség, környezeti hőmérséklet, stb…

MTBF

Tápegységek esetén a megbízhatóságot leggyakrabban az MTBF értékkel, azaz a meghibásodások közötti átlagos időtartammal fejezzük ki. Nagyon sokan azt hiszik, hogy az MTBF érték a tápegység élettartamával egyenlő, azonban ez távol áll a valóságtól. Egy 500.000 órás MTBF értékkel rendelkező tápegység esetén ez több mint 57 évet jelentene, ami lássuk be, nem reális.

Az MTBF a meghibásodási ráta inverze

MTBF=1/λ

A túlélési valószínűség a fürdőkád-görbe középső szakaszán (λ=állandó)

R(t)=e^(-λt)=e^(-t/MTBF)

A fentiből átrendezéssel megkapható az MTBF érték

MTBF=t/(logn(1/R(t))

Ahol

R(t) = megbízhatóság

e = Euler-féle szám

λ = meghibásodási ráta

Állandó meghibásodási ráta mellett a megbízhatóság az idő függvényében ábrázolva negatív exponenciális függvényt eredményez.

Megbízhatóság időfüggvénye

Amikor t/MTBF=1, azaz amikor az eltelt „t” idő egyenlő az MTBF értékkel:

R(t)=e^-1=0,37

A fenti egyenletet háromféleképpen értelmezhetjük:

  1. Nagy egyedszámú populáció (sok tápegység) esetén mindössze a teljes populáció (az összes tápegység) 37%-a fogja megélni az MTBF által meghatározott időtartamot.
  2. Egyetlen tápegység 37%-os valószínűséggel fog az MTBF érték által meghatározott időtartamig meghibásodás nélkül üzemelni.
  3. Egyetlen tápegység az MTBF érték által meghatározott időtartamig fog üzemelni 37%-os megbízhatósági szinttel.

Vegyük a korábbi példát, ahol a tápegységünk 500.000 órás MTBF értékkel rendelkezik, ez 0,002 meghibásodást jelent 1000 óránként. Annak a valószínűsége, hogy ez a tápegység 3 évig meghibásodás nélkül működik R(t)=e^(-26280/500000)=0,949 , azaz közel 95%. Ugyanez a valószínűség 10 évre számítva 84%.

Nézzük meg, mit jelent, ha egyszerre 800 azonos tápegységünk üzemel egy helyen. Az egy év alatt meghibásodó tápegységek száma 0,002/1000*800*24*365=14,016. Ez azt jelenti, hogy éves szinten várhatóan a teljes állomány 1,75%-át kell majd kicserélnünk, vagy megjavítanunk.

Különböző számítási módok

Egy tápegység megbízhatóságának számítására számos módszer létezik, ráadásul minden módszer más értéket eredményez. Sőt a környezeti paraméterek változtatásával egy adott módszerrel történő számítás is eltérő MTBF értékeket eredményez. Tekintsük például a TDK-Lambda RWS150B tápegységét:

Számítási módszer

MTBF érték

Környezeti paraméterek

RCR-9102 szerint

444.089 óra

GF

RCR-9102B szerint

218.172 óra

GF

Telcordia szerint

2.235.713 óra

GB, Ta=25°C

Telcordia szerint

1.063.230 óra

GB, Ta=40°C

 

A fentiek alapján jogosan tehetjük fel a kérdést, hogy melyik számítási mód a helyes? A válasz az, hogy mindegyik. Az egyes számítási módok különböző szempontokat különböző súllyal vesznek figyelembe, ebből fakadnak az eltérő eredmények. Sajnos az eltérő számítási móddal kalkulált értékek nem hasonlíthatók össze egyértelműen, így sok esetben szükség lehet a különböző számítási módszerek alapján kalkulált megbízhatósági adatok bekérése a gyártótól. Ezek alapján az azonos eljárással számolt adatok már összehasonlíthatók. Általánosan kijelenthető, hogy azonos eljárással számolva, ideális környezetben (GB – Ground Bening) magasabb megbízhatósági értékeket kapunk mint ipari környezetben (GF – Ground Fixed), illetve a környezeti hőmérséklet növekedésével csökken a megbízhatóság. A különböző számítási módszereket a következő blogbejegyzésünkben tárgyaljuk majd részletesen.

Összefoglalás

A tápegységek megbízhatósága nagyon fontos paraméter és egyértelműen az egyik legfontosabb szempont kell legyen tápegység kiválasztása során, de szem előtt kell tartani az alábbi szempontokat is:

  • A tápegység megbízhatósága nem azonos a tápegység élettartamával.
  • A tápegység adatlapjában megadott megbízhatóság kizárólag a hasznos élettartamra vonatkozik.
  • A tápegység működése nem jelenti a kimeneti paraméterek specifikáció szerinti biztosítását
  • A tápegység megbízhatósága összehasonlításra szolgál.
Webáruház készítés