Introduccin a las pruebas de vida acelerada1-Qu es prueba de vida acelerada?Anlisis de los datos de la vida tradicional implica analizar veces a-fallas en los datos obtenidos bajo condiciones normales de funcionamiento para cuantificar las caractersticas de la vida de un producto, sistema o componente. Por muchas razones, obtencin de dichos datos de la vida (o veces a falta datos) puede ser muy difcil o imposible. Las razones de esta dificultad pueden incluir los tiempos de la larga vida de los productos de hoy, el pequeo perodo entre diseo y liberacin y el reto de probar los productos que se utilizan continuamente bajo condiciones normales. Dadas estas dificultades y la necesidad de observar fallas de productos para comprender mejor sus modos de falla y las caractersticas de la vida, los practicantes de fiabilidad han intentado idear mtodos para obligar a estos productos a fallar ms rpidamente de lo que lo haran bajo condiciones normales de uso. En otras palabras, han intentado acelerar sus fracasos. Con los aos, la frase prueba de vida acelerada se ha utilizado para describir todas esas prcticas.Como usamos la frase en esta referencia, prueba de vida acelerada implica la aceleracin de fallas con el nico propsito de cuantificar las caractersticas de la vida del producto en condiciones normales de uso. Ms especficamente, prueba de vida acelerada se puede dividir en dos reas: pruebas aceleradas cualitativa y cuantitativa vida acelerada. En la prueba cualitativa acelerada, el ingeniero en su mayora est interesado en identificar fallas y los modos de falla sin intentar hacer predicciones sobre la vida del producto bajo condiciones normales de uso. En la prueba de vida acelerada cuantitativa, el ingeniero est interesado en la prediccin de la vida del producto (o ms concretamente, las caractersticas de la vida como MTTF, B(10) vida, etc.) en el normal uso de condiciones, a partir de datos obtenidos en una prueba de vida acelerada.

Cualitativo vs cuantitativos anlisis acelerados

Cada tipo de prueba que se ha llamado una prueba acelerada proporciona informacin sobre el producto y sus mecanismos de fallo. Estas pruebas se pueden dividir en dos tipos: pruebas cualitativas (alto, HAST, pruebas de tortura, bate y Hornea las pruebas, etc.) y cuantitativos vida acelerada. Esta referencia aborda y cuantifica los modelos y procedimientos asociados con las pruebas de vida acelerada cuantitativa (QALT). 1.1.1- Pruebas aceleradas cualitativaAnlisis cualitativos son las pruebas que dan informacin (o los modos de falla) solamente. Han descrito por muchos nombres incluyendo: Pruebas de elefante Pruebas de tortura ALTO Agitar y hornear las pruebas

Se realizan pruebas cualitativas en pequeas muestras con las muestras sometidas a un solo nivel severo de estrs, a las mltiples tensiones o a un estrs varan con el tiempo (por ejemplo, tensin de ciclismo, fra a caliente, etc.). Si sobrevive a la muestra, pasa la prueba. De lo contrario, se tomarn las acciones apropiadas para mejorar el diseo del producto para eliminar las causas del fracaso. Las pruebas cualitativas se utilizan principalmente para revelar los modos de falla probable. Sin embargo, si no ha sido diseada adecuadamente, pueden causar el producto falla debido a modos que nunca habra sido encontrados en la vida real. Una buena prueba cualitativa es aquella que revela rpidamente esos modos de fallo que se producen durante la vida til del producto bajo condiciones normales de uso. En general, las pruebas cualitativas no estn diseadas para obtener datos de la vida que se pueden utilizar en anlisis de datos posterior vida acelerada cuantitativa como se describe en esta referencia. En general, las pruebas cualitativas no cuantificar las vida (o fiabilidad) caractersticas del producto bajo condiciones normales de uso, no obstante proporcionan informacin valiosa en cuanto a los tipos y niveles de estrs deseen emplear durante una prueba cuantitativa posterior. 1.1.1.1- Ventajas y desventajas de las pruebas cualitativas Beneficios: Al revelar los modos de falla probable aumentar la fiabilidad. Proporcionar valiosa retroalimentacin en el diseo de las pruebas cuantitativas y en muchos casos son un precursor de una prueba cuantitativa. Desventajas: No se cuantific la fiabilidad del producto en condiciones normales de uso. 1.1.2- Prueba de vida acelerada cuantitativa

Vida acelerada cuantitativa pruebas (QALT), a diferencia de la prueba cualitativa mtodos descritos anteriormente, consiste en pruebas diseadas para cuantificar las caractersticas de la vida del producto, componente o sistema bajo condiciones normales de uso y fiabilidad tal modo informar. Informacin de confiabilidad puede incluir la probabilidad de falla del producto bajo condiciones de uso, significa vida bajo condiciones de uso y retornos proyectados y los costos de garanta. Tambin puede ser utilizado para ayudar en la realizacin de evaluaciones de riesgos, diseo comparaciones, etc. Prueba de vida acelerada cuantitativa puede adoptar la forma de la aceleracin del ritmo de uso o sobretensin aceleracin. A continuacin se describen dos mtodos de prueba de vida acelerada. Porque los datos de prueba de aceleracin de tasa de uso pueden ser analizados con mtodos de anlisis de datos de vida tpica, el mtodo de aceleracin sobrecargas es el mtodo de pruebas pertinente a ALTA y el resto de esta referencia. 1.2- Pruebas de vida acelerada cuantitativaPara todas las pruebas de vida, algn tiempo-en-fracaso informacin (o tiempo-a-por-evento) para que el producto es necesario ya que el fallo del producto es el evento que queremos entender. En otras palabras, si queremos entender, medir y predecir cualquier evento, debemos observar cmo se produce ese evento! La mayora de los productos, componentes o sistemas se esperan para realizar sus funciones con xito durante largos periodos de tiempo (a menudo aos). Obviamente, de una empresa para seguir siendo competitivas, el tiempo requerido para obtener datos de veces-a-falla debe ser considerablemente menos que la vida til del producto. Dos mtodos de aceleracin, la aceleracin del ritmo de uso y sobrecargas aceleracin, han sido concebidas para obtener datos de veces-a-falla en un acelerado ritmo. Para productos que no opere continuamente, uno puede acelerar el tiempo necesario para inducir/observar fallas analizando continuamente estos productos. Esto se denomina aceleracin de tasa de uso. Para los productos que uso tasa aceleracin es imprctico, uno puede aplicar stress(es) en niveles superiores a los niveles que un producto se encontrar condiciones normales condiciones de uso y utilizar los datos de tiempos-a-falla obtenidos de esta manera extrapolar para condiciones de uso. Esto se denomina aceleracin de sobrecargas. 1.2.1- Aceleracin del ritmo de usoPara productos que no opere continuamente bajo condiciones normales, si las unidades de prueba funcionan continuamente, fracasos se encuentran antes que si las unidades han sido probadas en condiciones de uso normales. Por ejemplo, un horno microondas funciona por pequeos periodos de tiempo cada da. Uno puede acelerar una prueba en hornos de microondas accionando los ms frecuentemente hasta que fallen. Lo mismo podra decirse de las arandelas. Si suponemos que un uso de la lavadora promedio de 6 horas a la semana, uno concebible podra reducir el tiempo de la prueba 28-fold de prueba estas arandelas continuamente. Los datos obtenidos a travs de aceleracin de uso pueden ser analizados con los mismos mtodos utilizados para analizar datos peridicos veces en fracaso. Estas tcnicas de anlisis de datos de vida tpica se describen minuciosamente en Referencia de anlisis de los datos de ReliaSoft vida. La limitacin de la aceleracin del ritmo de uso surge cuando los productos, tales como servidores de la computadora y perifricos, mantienen un uso muy alto o incluso continuo. En tales casos, la aceleracin de uso, aunque deseable, no es una alternativa factible. En estos casos el practicante debe estimular el producto al fracaso, generalmente a travs de la aplicacin de stress(es). Este mtodo de prueba de vida acelerada se llama aceleracin de sobrecargas y se describe a continuacin. 1.2.2- Sobretensin aceleracinPara los productos con muy alta o continuo uso, la vida acelerada prueba practicante debe estimular el producto a fracasar en una prueba de vida. Esto se logra mediante la aplicacin stress(es) que superan los stress(es) que un producto se encontrar bajo condiciones normales de uso. Veces-a-falta datos obtenidos en estas condiciones se utilizan luego para extrapolar para condiciones de uso. Pueden realizarse pruebas de vida acelerada en alta o baja temperatura, humedad, tensin, presin, vibracin, etc. con el fin de acelerar o estimular los mecanismos de fallo. Tambin puede realizarse en una combinacin de estas tensiones. 1.2.3- Las tensiones y los niveles de estrs Tensiones de prueba de vida acelerada y los niveles de estrs deben ser elegidos para que se aceleran los modos de fallo bajo consideracin pero no introducir los modos de falla que nunca ocurrira bajo condiciones de uso. Normalmente, estos niveles de tensin caer fuera de los lmites de especificacin de producto, pero dentro de los lmites de diseo ilustrada siguiente:

Esta eleccin de los niveles de estrs, estrs y el proceso de configuracin del experimento es extremadamente importante. Consulte con su ingeniero de diseo y material scientist(s) para determinar qu estmulos (tensiones) son apropiados as como para identificar los lmites adecuados (o los niveles de estrs). Si estas tensiones o lmites son desconocidos, deben realizarse pruebas cualitativas para determinar la stress(es) apropiada y los niveles de estrs. Uso correcto del diseo de experimentos (DOE) metodologa tambin es crucial en este paso. Adems de la seleccin de la tensin adecuada, la aplicacin de las tensiones debe realizarse de una manera lgica, controlada y cuantificable. Datos precisos sobre las tensiones aplicadas, as como el comportamiento observado de las probetas, debe mantenerse.Claramente, como la tensin utilizada en una prueba acelerada se convierte ms arriba, la duracin de la prueba requerida disminuye (debido a fallas se producen ms rpidamente). Sin embargo, como el nivel de estrs se mueve ms all de las condiciones de uso, aumenta la incertidumbre en la extrapolacin. Intervalos de confianza proveer una medida de esta incertidumbre en la extrapolacin. (Intervalos de confianza se presentan en el Apndice A). 2-Anlisis de datos cuantitativos vida acelerada comprensin En datos de la vida tpica anlisis uno determina, mediante el uso de distribuciones estadsticas, una distribucin de vida que describe la veces a falta de un producto. Estadsticamente hablando, se desea determinar la funcin de densidad de probabilidad nivel de uso, o pdf, del veces en fracaso. Apndice A de esta referencia presenta estos conceptos estadsticos y proporciona antecedentes estadsticos bsicos como se aplica al anlisis de los datos de la vida. Una vez que ha sido este pdf resultados obtenidos, todos los dems confiabilidad deseado pueden ser fcilmente determinados, incluyendo: Porcentaje de falla bajo garanta. Evaluacin del riesgo. Diseo de comparacin. Periodo de desgaste (degradacin del rendimiento del producto). En anlisis de datos de vida tpica, esta funcin de densidad de probabilidad nivel uso o pdf, del times-a-fracaso puede ser fcilmente determinado utilizando datos de veces-a-fallas o suspensin regulares y una distribucin subyacente como el Weibull, exponencial o lognormal de distribucin. Estas distribuciones de toda la vida se presentan con mayor detalle en el captulo de Distribuciones utilizadas en pruebas aceleradas de esta referencia. En anlisis de datos de vida acelerada, sin embargo, nos enfrentamos al reto de determinar el nivel uso pdf de datos de prueba de vida acelerada, en lugar de veces a-fallas en los datos obtenidos bajo condiciones de uso. Para lograr esto, debemos desarrollar un mtodo que permite extrapolar a partir de datos obtenidos en condiciones aceleradas para llegar a una estimacin de las caractersticas de nivel de uso.

2.1- Mirando una sola tensin constante acelerado prueba de vida Para entender el proceso con la extrapolacin de los datos de prueba de sobrecargas a niveles condiciones de uso, analicemos en una prueba de vida acelerada simple. Por razones de simplicidad supondremos que el producto se ha probado bajo un estrs nico a nivel individual estrs constante. Adems supondremos que veces a falta datos han sido obtenidos a este nivel de estrs. El times en fracaso en esta tensin nivel puede entonces fcilmente analizarse mediante una distribucin subyacente de la vida. Un pdf de los tiempos-a-fallas del producto puede obtenerse en ese nivel de estrs nico utilizando los enfoques tradicionales. Este pdf, las sobrecargas pdf, puede utilizarse adems para hacer predicciones y estimaciones de las medidas de inters en ese nivel de estrs particular vida. El objetivo de una vida acelerada prueba, sin embargo, no para obtener predicciones y estimaciones a nivel particular estrs elevado, en el cual se analizaron las unidades, pero para obtener estas medidas en otro nivel de estrs, el nivel de estrs de uso.

Para lograr este objetivo, nosotros debemos idear un mtodo para recorrer el camino desde el pdf de sobrecargas para extrapolar un nivel de uso pdf. En la siguiente figura ilustra un tpico comportamiento de los pdf en la alta tensin (o sobrecargas nivel) y el pdf en el nivel de estrs de uso.

Para simplificar an ms la situacin, vamos a suponer que el pdf del producto en cualquier nivel de estrs puede ser descrito por un solo punto. En la siguiente figura ilustra una simplificacin tan donde tenemos que determinar una forma de proyecto (o mapa) este nico punto de la alta tensin a la tensin de uso.

Obviamente, hay infinitas maneras para asignar un punto particular desde el nivel de estrs alto el nivel de estrs de uso. Asumimos que hay algn modelo (o funcin) que los mapas nuestro punto desde el nivel de estrs elevado el nivel de estrs de uso. Este modelo o funcin puede ser descrita matemticamente y puede ser tan simple como la ecuacin de una lnea. En la siguiente figura se muestra algunos modelos simples o relaciones.

Incluso cuando se asume un modelo (por ejemplo, lineal, exponencial, etc.), las posibilidades de asignacin son todava infinitas ya que ellos dependen de los parmetros del modelo elegido o relacin. Por ejemplo, un modelo lineal simple generara asignaciones diferentes para cada valor de la pendiente porque podemos dibujar un nmero infinito de lneas a travs de un punto. Si analizamos a las muestras de nuestro producto en dos niveles diferentes estreses, podramos empezar a ajustar el modelo a los datos. Claramente, tenemos ms puntos, mejor estn en cartografa correctamente este punto concreto o ajustar el modelo a nuestros datos.

La figura anterior ilustra que necesita un mnimo de dos niveles ms altos de estrs para asignar correctamente la funcin a un nivel de estrs de uso. Las distribuciones de vida y modelos de estrs de la vida El anlisis de los datos de prueba de vida acelerada consiste en (1) una distribucin de vida subyacente que describe el producto a los niveles de estrs diferentes y (2) un estrs de la vida relacin (o modelo) que cuantifica la manera en que cambia la distribucin de vida a travs de los niveles de estrs diferentes. Estos elementos de anlisis son grficamente se muestra a continuacin:

La combinacin de una distribucin subyacente de la vida y un modelo de estrs de la vida pue de verse mejor en la siguiente figura donde se traza un pdf contra el tiempo y el estrs.

La supuesta distribucin de vida subyacente puede ser cualquier distribucin de vida. Las distribuciones de vida ms comnmente usados incluyen la Weibull, exponencial y lognormal distribucin. Junto con la distribucin de la vida, tambin se utiliza una relacin del estrs de la vida. Estas relaciones de estrs de la vida han sido empricamente derivadas y ajust a los datos. En el subcaptulo de mtodo de anlisis se presenta un Resumen de algunas de estas relaciones de estrs de la vida. 2.2- Mtodo de anlisis Con nuestra actual comprensin de los principios de anlisis de prueba de vida acelerada, continuaremos con una discusin acerca de los pasos involucrados en el anlisis de datos de pruebas de vida acelerada como los descritos en la seccin cuantitativa pruebas de vida acelerada vida. 2.2.1- Seleccione una distribucin de vida El primer paso en la realizacin de un anlisis de datos de vida acelerada es elegir una distribucin apropiada de la vida. Aunque es raramente apropiado, la distribucin exponencial se en el pasado ha usado como la distribucin subyacente de la vida debido a su simplicidad. El Weibull y distribuciones lognormal, que requieren clculos ms involucrados, son ms apropiadas para la mayora de las aplicaciones. Las distribuciones subyacentes de vida disponibles en ALTA se presentan en detalle en el captulo de Distribuciones utilizadas en pruebas aceleradas de esta referencia. 2.2.2- Seleccione una relacin de tensin de la vida Despus de que usted ha seleccionado una distribucin subyacente de vida adecuada a los datos, el segundo paso es seleccionar (o crear) un modelo que describe un punto caracterstico o una caracterstica de la distribucin del nivel de estrs de una a la otra vida.

La caracterstica de la vida puede ser cualquier medida de vida tales como la media, mediana, r (x), f (x), etc. Esta caracterstica de la vida se expresa como una funcin del estrs. Dependiendo de la distribucin de vida subyacente asumido, se consideran las caractersticas de vida diferente. En la siguiente tabla se muestran las caractersticas tpicas de la vida para algunas distribuciones. Distribucin Parmetros Caracterstica de la vida

Weibull *, Parmetro de escala,

Exponencial Vida (es decir)

Lognormal , * Mediana,

* Se asume constantePor ejemplo, al considerar la distribucin de Weibull, el parmetro de escala, , es elegida para ser la caracterstica de la vida que es dependiente, mientras que el estrs se supone que permanecen constantes a travs de los niveles de estrs diferentes. Una relacin de tensin de la vida se asigna a . Ocho modelos de estrs de la vida comn se presentan ms adelante en esta referencia. Haga clic en un tema para ir directamente a esa pgina. Relacin de Arrhenius Relacin de Eyring Relacin de ley de potencia inversa Relacin de temperatura y humedad Relacin de temperatura no trmicos Relaciones multivariables: General Log-lineal y riesgos proporcionales Modelos de estrs varan con el tiempo 2.2.3- Estimacin de parmetros Una vez que haya seleccionado una distribucin subyacente de vida y modelo de la relacin de estrs de la vida para adaptarse a sus datos de prueba acelerada, el siguiente paso es seleccionar un mtodo realizar la estimacin de parmetros. En pocas palabras, estimacin de parmetros consiste en ajustar un modelo a los datos y la resolucin de los parmetros que describen ese modelo. En nuestro caso, el modelo es una combinacin de la distribucin de la vida y la relacin del estrs de la vida (modelo). La tarea de estimacin de parmetros puede variar de trivial (con amplios datos, una sola tensin constante, una distribucin simple y sencillo modelo) a imposible. Los mtodos disponibles para estimar los parmetros de un modelo incluyen el mtodo grfico, el mtodo de mnimos cuadrados y el mtodo de estimacin de mxima verosimilitud. Mtodos de estimacin de parmetros se presentan detalladamente en el Apndice B de esta referencia. Se dar mayor nfasis al mtodo MLE porque proporciona una solucin ms robusta, y el que se emplea en ALTA. 2.2.4- Derivar informacin de confiabilidad Una vez que se han estimado los parmetros de la relacin subyacente de distribucin y estrs de la vida de la vida, una variedad de informacin de la confiabilidad del producto puede ser derivada tales como: Tiempo de la garanta. La tasa de fracaso instantneo, que indica el nmero de fracasos que ocurren por unidad de tiempo. La vida media que proporciona una medida del tiempo promedio de operacin al fracaso. B(X) la vida, que es el momento por el cual X % de las unidades fallarn. etc. 2.3- Carga de estrs La discusin de la vida acelerada prueba anlisis hasta el momento ha incluido la suposicin de que las cargas de tensin aplicadas a las unidades en una prueba acelerada han sido constantes con respecto al tiempo. En la vida real, sin embargo, diferentes tipos de cargas pueden considerarse cuando se realiza una prueba acelerada. Pruebas de vida acelerada pueden clasificarse como constante estrs, estrs paso, ciclismo, estrs, estrs al azar, etc. Estos tipos de cargas se clasifican segn la dependencia de la tensin con respecto al tiempo. Existen dos esquemas de carga de estrs posible, cargamentos en los que el estrs es independiente del tiempo y cargamentos en los que el estrs es dependiente del tiempo. El tratamiento matemtico, modelos y supuestos varan dependiendo de la relacin de tensin a tiempo. Dos de estos esquemas de carga se describen a continuacin. 2.3.1- El estrs es independiente del tiempo (tensin constante) Cuando la tensin es independiente del tiempo, la tensin aplicada a una muestra de las unidades no vara. En otras palabras, si la temperatura es el estrs trmico, cada unidad es sometido a la misma temperatura acelerada, (por ejemplo, 100 C), y se registran datos. Este es el tipo de carga de estrs que se ha discutido hasta ahora.

Este tipo de tensin de carga tiene muchas ventajas sobre cargas de estrs dependiente del tiempo. Especficamente: Mayora de los productos se asume para operar a una tensin constante bajo uso normal. Es mucho ms fcil hacer una prueba de tensin constante (por ejemplo, uno en el que la cmara se mantiene a una sola temperatura). Es mucho ms fcil de cuantificar una prueba de esfuerzo constante. Modelos de anlisis de datos existen, son ampliamente publicitados y son verificados empricamente. Extrapolacin de una prueba de esfuerzo constante bien ejecutada es ms precisa que la extrapolacin de una prueba de esfuerzo dependiente del tiempo.2.3.2- El estrs es dependiente del tiempo Cuando el estrs es dependiente del tiempo, el producto se somete a un nivel de estrs que vara con el tiempo. Productos sometidos a cargas de tensin dependiente del tiempo producir fracasos ms rpidamente, y los modelos que se ajustan los se cree por muchos como el 'Santo Grial' de la prueba de vida acelerada. El modelo de daos acumulativos permite analizar los datos de pruebas de vida acelerada con perfiles de estrs dependiente del tiempo. El modelo de paso de estrs, como se discute en [31]y el modelo de rampa-estrs relacionados son casos tpicos de las pruebas de estrs dependiente del tiempo. En estos casos, la carga de estrs se mantiene constante durante un perodo de tiempo y luego camin/rampa en un nivel de estrs diferente, donde permanece constante por otro intervalo de tiempo hasta que es camin/rampa otra vez. Existen numerosas variaciones de este concepto.

La misma idea puede extenderse para incluir una tensin continua en funcin de tiempo.

2.4- Resumen de anlisis de la prueba de vida acelerada En resumen, vida acelerada, pueden realizarse pruebas de anlisis de datos recogidos de las pruebas de vida acelerada cuantitativa cuidadosamente diseado. Pruebas de vida acelerada bien diseados aplicarn stress(es) a niveles que superan el nivel de estrs que se encontrar el producto bajo condiciones normales de uso con el fin de acelerar los modos de fallo que se produciran bajo condiciones de uso. Una distribucin de vida subyacente (como la exponencial, Weibull y distribuciones lognormal vida) puede ser elegido para ajustar los datos de vida recogidos en cada nivel de estrs para derivar sobrecargas pdfs para cada nivel de estrs. Una relacin de tensin de la vida (Arrhenius, Eyring, etc.) entonces puede ser elegida para cuantificar la ruta de las sobrecargas pdfs para extrapolar un nivel de uso pdf. Desde el nivel de uso extrapolada pdf, se puede derivar una variedad de funciones, incluyendo fiabilidad, porcentaje de averas, vida media, tiempo etc. de la garanta. Obtenido de "http://reliawiki.com/index.php/Introduction_to_Accelerated_Life_Testing"Categoras: Referencia de anlisis de datos de prueba de vida acelerada | Libros de ingeniera de confiabilidad