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VII
POWER 11 - GIUGNO/LUGLIO 2016
MTBF
Nel momento in cui i sistemi elettronici si guastano o
smettono di funzionare correttamente non importa se
il componente coinvolto è il processore o l’alimentatore
poiché entrambi concorrono a compromettere il pro-
dotto finale e a recare un danno alla reputazione del
fornitore. Ma non è solamente un guasto totale che può
causare un problema: una progettazione poco accurata
e componenti di secondaria importanza possono provo-
care problemi a livello di prestazioni difficili da indivi-
duare e diagnosticare. Gli OEM e i loro utenti finali sono
alla ricerca dell’affidabilità ma è necessario comprende-
re le diverse sfaccettature dell’affidabilità, insieme ai pa-
rametri da utilizzare per definirla.
Uno di questi parametri è l’MTBF (Mean Time Between
Failure – in pratica il tempo medio di buon funziona-
mento tra guasti). Nell’ambito degli alimentatori, è utile
comprendere cosa significa esattamente MTBF, il suo
ruolo nella progettazione di prodotti affidabili e, ancora
più importante, rendersi conto che non dovrebbe essere
usato per prevedere la durata effettiva di un prodotto.
Definire l’affidabilità
Prima di cercare di aumentare l’affidabilità di un pro-
dotto, come ad esempio un alimentatore, è necessario
comprendere che l’affidabilità rappresenta la probabili-
tà che una singola unità del prodotto, operante in condi-
zioni specifiche, funzionerà correttamente per un perio-
do di tempo prefissato. Questo non è lo stesso concetto
di tasso di guasto (failure rate), che indica la percentuale
di unità prodotte che si guasteranno in un dato interval-
lo di tempo (ad esempio un guasto per un milione di
unità in un’ora). Tipicamente, il tasso di guasto varia nel
corso della vita di un prodotto seguendo l’andamento
della curva definita “a vasca da bagno” (bathtube curve)
riportata in figura 1. Dall’esame della stessa si può no-
tare che il tasso di guasto è maggiore nelle fasi iniziali e
finali della vita del prodotto.
Il tasso di guasto intrinseco di un componente, identi-
ficato dalla lettera , è definito come il tasso di guasto
durante il periodo caratterizzato da un tasso di guasto
(approssimativamente ) costante del ciclo di vita del
componente stesso. Ciò permette di definire l’affidabili-
tà, identificata dalla lettera R
(t)
, in funzione del t, con la
seguente formula:R
(t)
= e
- t
MTBF e livello di confidenza del 37%
L’inverso del tasso di guasto, 1/ , fornisce quello che è
definito come MTTF (Mean Time To Failure – in prati-
ca il tempo che intercorre tra due guasti consecutivi).
Mentre dal punto di vista tecnico il termine più corretto
è MTTF, l’MTBF è il termine equivalente può comune-
mente utilizzato, soprattutto nell’industria della poten-
za.
La relazione che intercorre tra affidabilità, tasso di gua-
sto e MTBF fornisce lo spunto per alcune interessanti
osservazioni. Per esempio, un componente caratterizza-
to da un tasso di guasto intrinseco di 10
-6
guasti/ h (che
equivale a un MTBF di 1 milione di ore) ha una proba-
bilità del 90.5% di non guastarsi entro le prime 100.000
ore. Questa percentuale scende al 60,6% entro le prime
500.000 ore e la probabilità che un componente rag-
giunta 1 milione di ore di utilizzo scende al 36,7%, come
illustrato in figura 2.
Da quanto appena esposto, si evince che la durata di
un componente uguaglierà quella del suo MTBF no-
minale, con un livello di confidenza del 37%. Inoltre,
è anche possibile osservare che la metà dei componenti
di un gruppo si guasterà dopo un periodo pari al 69%
dell’MTBF. Considerazioni di questo tipo diventano an-
Jeff Smoot
VP of Application Engineering
CUI
Affidabilità: il vero significato
di
“Mean Time Between Failures”
Nell’ambito degli alimentatori è utile comprendere cosa significhi esattamente MTBF,
il suo ruolo nella progettazione di prodotti affidabili e, ancora più importante, rendersi
conto che non dovrebbe essere usato per prevedere la durata effettiva di un prodotto
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