가속 수명 시험 - B10 수명 입증

전자 부품에 가해지는 스트레스를 가속화하는 요인은 온도입니다. 명시된 신뢰성 요구사항을 충족하기 위해 제조업체는 300K의 정상 사용 조건에서 1,000시간 동안 제품의 90%가 정상적으로 작동할 것이라는 점을 90% 신뢰도로 입증해야 합니다. 시간과 비용을 절약하기 위해 제조업체는 일반적인 스트레스 조건에서 수행하는 시험보다 짧은 시간 내에 원하는 신뢰성 결과를 얻을 수 있도록 설계된 가속 수명 시험을 개발합니다.

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실험 및 데이터

샘플로 선정된 제품들을 세 가지 서로 다른 스트레스 수준으로 가속 수명 시험에 투입했습니다. 353K, 373K 및 393K에서 시험을 진행했습니다. 이 시험에서 얻은 파손 시간은 다음 표에 제시되어 있습니다.

이 정보를 이용하여 다음 사항을 판단할 수 있습니다.
a) 활성화 에너지란 무엇입니까?
b) 해당 시험을 통해 사용 스트레스 수준(300K)에서 90% 하한 단측 신뢰도로 B10의 수명 1,000시간이 입증되었습니까?
c) 이 가속 수명 시험에 대한 가속 계수와 응력 간의 관계를 그래프로 나타내시오.
d) 매달 1,000개의 제품이 판매된다고 가정할 때, 적절한 예비 부품 재고를 유지할 수 있도록 향후 6개월 동안 예상되는 고장 발생 건수를 계산하십시오.

분석

1단계: 가속수명시험(Accelerated Life Testing, PRO)을 사용하여 분석가는 고장 및 중단 시간에 대한 표준 폴리오를 생성하고, 온도(켈빈, K)에 대한 응력 열을 하나 추가하며, 사용 응력 수준을 300 K로 설정합니다. 이 데이터 세트는 Weibull++ 프로그램을 사용하여 아레니우스 모델과 와이블 분포를 조합하여 분석합니다. 결과는 다음과 같이 활성화 에너지(Ea) = 0.465299임을 보여줍니다.

Calculated results from the simple accelerated demonstration test

그림 1: 단순 가속 실증 시험에서 계산된 결과

2단계: 매개변수 계산이 완료되면 다양한 그래프, 결과 및 보고서를 얻을 수 있습니다.

B10 라이프: QCP는 다음 그림과 같이 지정된 신뢰 구간 내에서 B10의 수명을 계산하는 데 사용할 수 있습니다.

Article - The calculated B10 life with 90% lower one-sided confidence bounds

그림 2: 90% 하위 단측 신뢰 구간으로 계산된 B10 수명

90% 하위 단측 신뢰 수준에서 입증된 B10의 수명은 1,161시간으로, 요구되는 1,000시간을 훨씬 상회하는 것으로 나타났습니다. 또한 다음 그림과 같이 확률 플롯에서 B10 목표를 표시하여 제품이 목표 지표를 충족하는지 확인할 수 있습니다(Y축은 1~99, X축은 100~10,000으로 조정됨).

Article - Determining the B10 life demonstrated by the test from the use level Weibull probability plot

그림 3 : 사용 수준별 와이블 확률 분포도를 이용하여 시험에서 입증된 B10 수명을 결정합니다.

가속 계수 대 다음은 응력 분포도입니다(Y축은 0~80, X축은 200~400으로 조정됨).

Article - Acceleration Factor vs. Stress plot for the accelerated demonstration test data analysis

그림 4: 가속 계수 대 가속 실증 시험 데이터 분석을 위한 응력 분포도

예상 실패 횟수: 분석가는 계산된 표준 폴리오의 데이터를 사용하여 "ALTA 보증 예측 템플릿"을 기반으로 ReliaSoft 워크북 보고서를 생성합니다.

Article - Setting up a new ReliaSoft Workbook

그림 5: 새 ReliaSoft 워크북 설정하기

그런 다음 ReliaSoft 워크북의 스프레드시트 모듈에 다음 입력값을 입력합니다.

사용 스트레스 수준: 300
시간 증분: 720 (하루 24시간 * 한 달 30일 = 한 달 720시간)
1~5기간의 향후 매출(보증 반품 예측 영역): 1,000

최종 보고서는 다음과 같습니다.

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가속 수명 시험 - B10 수명 입증

실험 및 데이터

분석

그림 1: 단순 가속 실증 시험에서 계산된 결과

그림 2: 90% 하위 단측 신뢰 구간으로 계산된 B10 수명

그림 3 : 사용 수준별 와이블 확률 분포도를 이용하여 시험에서 입증된 B10 수명을 결정합니다.

그림 4: 가속 계수 대 가속 실증 시험 데이터 분석을 위한 응력 분포도

그림 5: 새 ReliaSoft 워크북 설정하기

그림 6: 계산된 표준 포트폴리오의 데이터와 "ALTA 보증 예측 템플릿"을 기반으로 작성된 보고서입니다.

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