Nell'ondata di produzione intelligente e trasformazione snella, l'affidabilità dei prodotti e dei sistemi non è più un indicatore tradizionale del controllo qualità, ma un fattore di competitività fondamentale che influenza la soddisfazione del cliente, la fiducia nel marchio e l'efficienza operativa. Dall'elettronica di consumo ai componenti per autoveicoli, dalle apparecchiature industriali ai prodotti semiconduttori, l'analisi dell'affidabilità sta rapidamente diventando una capacità indispensabile e critica per i team di ingegneria.
L'affidabilità si riferisce alla capacità di un prodotto di funzionare senza guasti in determinate condizioni di tempo e di utilizzo. Dal punto di vista dell'analisi dei dati, di solito utilizziamo il "modello di distribuzione della vita" per descrivere la distribuzione del tempo di guasto dei prodotti. La più comune è la distribuzione di Weibull , che può descrivere accuratamente il tasso di guasto e la funzione di rischio in diversi punti temporali.
Nel lavoro pratico, gli ingegneri dell'affidabilità si trovano spesso ad affrontare i seguenti tre tipi di dati:
- Dati di osservazione completi : registra gli eventi di guasto del prodotto in un determinato momento;
- Dati censurati a destra : il prodotto non è ancora scaduto alla fine del periodo di osservazione.
- Dati di test di durata accelerati : simula il processo di guasto del prodotto attraverso condizioni più rigorose.
Questi dati possono essere utilizzati non solo per prevedere la durata di vita del prodotto, ma anche per supportare applicazioni quali le riserve di pezzi di ricambio e la pianificazione dei cicli di manutenzione, riducendo così i rischi e migliorando l'efficienza operativa.
Perché abbiamo bisogno di effettuare un'analisi della durata della vita? Diamo un'occhiata a un caso di studio
Prendendo come esempio i prodotti per ventilatori, supponiamo di aver raccolto i dati di vita di 70 ventilatori, inclusi alcuni eventi di guasto completo e alcuni dati censurati a destra. Possiamo utilizzare questi dati per creare un modello di distribuzione della durata utile a rispondere a domande come "Quante ventole si guasteranno prima delle 6000 ore?"
Un indicatore comune nel settore manifatturiero è la durata B10 , che è la durata del prodotto corrispondente a una probabilità di guasto del 10% . Se il valore B10 di un prodotto riesce a soddisfare o superare i requisiti del cliente, significa che la sua affidabilità soddisfa lo standard; in caso contrario, la progettazione del prodotto o il processo devono essere ulteriormente migliorati.
Non vedi l'ora che il prodotto si "consumi"? Esperimenti accelerati sulla durata della vita per aiutare
In normali condizioni d'uso, alcuni prodotti potrebbero impiegare mesi o addirittura anni prima di guastarsi, rendendo difficile stimarne la durata attraverso fattori naturali. Al momento sono necessari test di durata accelerati .
Ad esempio, vogliamo valutare il tempo necessario affinché il 10% dei prodotti si guasti con una coppia di utilizzo normale di 35 Nm . Tuttavia, in condizioni reali, per raggiungere questo rapporto potrebbero essere necessarie decine di migliaia di cicli, il che richiede molto tempo. Pertanto, possiamo condurre test più rigorosi con coppie più elevate (ad esempio 50 o 100 Nm ) e utilizzare il modello di Weibull per dedurre gli indicatori di affidabilità in condizioni normali.
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