TĂNG TRƯỞNG ðỘ TIN CẬY GIA TỐC 1. Mở ñầu Chương này chú ý ñến việc quản lý và qui hoạch tăng trưởng ñộ tin cậy trong môi trường thương mãi. ðó là do việc quản lý/qui hoạch tăng trưởng trong ñộ tin cậy là yếu tố quan trọng duy nhất thỏa mãn nhu cầu của khách hàng. ðể thực hiện hiệu quả ñiều này trong môi trường sản xuất với nhiều loại sản phẩm khác nhau, cần ñiểm lại về phương pháp luận truyền thống trong tăng trưởng ñộ tin cậy và mở rộng ý niệm gây cản trở lên quá trình gia tốc cổng giai ñoạn. Trước ñây, nhu cầu về qui hoạch tăng trưởng ñộ tin cậy ñược thực hiện trong hệ con cở lớn hay hệ thống (xem tham khảo 1). ðiều này ñơn giản do rủi ro lớn nhất khi phát triển sản phẩm mới trong mức này so với mức thành phần (component). Tương tự, trong chương trình khi muốn ñẩy mạnh tốc ñộ trưởng thành của sản phẩm hay hệ thống phức tạp lên mức tin cậy mới, khi chưa có chiến lược ñầy ñủ thì phải trả giá cao. Một nhà quản lý chương trình phải biết ñược về mức tăng trưởng ñộ tin cậy thực hiện ñược trong những ñiều kiện ràng buộc về thời gian và chi phí. Một kế hoạch phản công là cần thiết cho mỗi hệ con quan trọng và thỏa mãn ñược mục tiêu ñộ tin cậy ở cấp hệ thống. Xu hướng này khác hơn so với qui hoạch về tăng trưởng ñộ tin cậy là yêu cầu cần thiết cho “nền (platforms)” mới, dù chúng không là hệ thống con phức tạp hay chỉ là một phần tử ñơn giản. Trong môi trường thương mãi với nhiều dạng sản phẩm, thì mục tiêu cần hướng ñến là platforms chứ không phải là sản phẩm. Thường có ít thời gian ñể ñánh giá, chưa kể ñến việc ñánh giá, ñộ tin cậy (xem tham khảo 2 và 3). Vậy, nếu không có phương pháp ñánh giá, thì platforms có thể bị nguy hiểm. Yếu tố gia tốc thời gian ñã luôn là một công cụ của tăng trưởng ñộ tin cậy dùng trong công nghiệp. ðiều quan trong khi thiết lập qui hoạch ñộ tin cậy là phải kết hợp kỹ thuật thử nghiệm về hiệu quả thời gian và chi phí có sẳn. Kế hoạch có ñược ưu ñiểm của tiến bộ trong lĩnh vực thử nghiệm gia tốc, như các thử nghiệm hiện hữu như HAST (Highly Accelerated Stress Test), các thừa số gia tốc dùng trong quá khứ, thủ tục ước lượng các thừa số gia tốc ở cấp hệ thống (xem tham khảo 2–13) và các phần khác. Các công cụ tiến bộ hơn hiện có và ñược dùng ñể cải thiện sản phẩm hay quá trình như: • Thiết kế dùng kinh nghiệm • Phương pháp Taguchi • Phân tích ña biến • Phân tích nhiệt • Phân tích ñộ tin cậy theo tham số FMEA (Failure Modes và Effects Analysis) cũng còn ñược dùng nhiều như công cụ qui hoạch tăng trưởng ñộ tin cậy, như phương pháp tốt nhất ñể tăng trưởng ñộ tin cậy càng nhanh càng tốt. Các phương pháp này rất thích hợp với quá trình cổng giai ñoạn cùng với ứng dụng phù hợp của phương pháp tăng trưởng ñộ tin cậy theo phương thức truyền thống như trình bày trong Military Handbook-189 (xem Reference 1). Theo nghĩa rộng hơn, ý niệm về thử nghiệm tăng trưởng ñộ tin cậy gia tốc, như vẽ ở hình 10.1, thì ñơn giản và dựa trên việc tìm kiếm và sửa chữa chế ñộ hỏng hóc. Hiện nay trong thị trường cạnh tranh thì luôn ñòi hỏi sự hoạch ñịnh hoàn chỉnh, ñặc biệt khi mức ñộ phức tạp của platform ñã ñược gia tăng kinh khủng do yếu tố cạnh tranh và phát triển công nghệ làm giảm kích thước và chi phí xuống nhiều lần. Thật không khôn ngoan khi phát triển một platform tuy rẽ nhưng không có qui hoạch về “platform Reliability Growth.” Khi ứng dụng ñúng ñắn thì phương pháp tăng trưởng ñộ tin cậy rất là mạnh mẽ. Các phương pháp truyền thống cung cấp cho chúng ta nhiều công cụ rất có giá trị, như việc qui hoạch thử nghiệm, bám theo và ñánh giá ñộ tăng trưởng, ước lượng nhân tố sửa chữa hiệu quả, hoạt ñộng nhóm ñể xem xét lại tác ñộng hiệu chỉnh, và chiến lược thử nghiệm-phân tích và sửa chữa (Test-Analyze-and -Fix TAAF). 1.1 Kế hoạch tăng trưởng ñộ tin cậy tại cổng giai ñoạn (The Stage Gate Reliability Growth Plan) Theo chương 1, thì việc tăng trưởng ñộ tin cậy xuất hiện trong mọi cổng giai ñoạn. Cổng giai ñoạn về kế hoạch tăng trưởng ñộ tin cậy ñược minh họa ở hình 10.2. Theo ñó, hầu hết quá trình tăng trưởng xuất hiện trong cổng giai ñoạn 2 tại thử nghiệm gia tốc ñầu tiên. ðiều này minh hoạ phương thức tăng trưởng ñộ tin cậy sản xuất ñược xem xét và qui hoạch trong suốt pha hay mức của cổng giai ñoạn. Ưu ñiểm của việc dùng qui hoạch tăng trưởng theo cổng giai ñoạn là tính thực tiển trong công nghiệp.Có hai dạng phương pháp thử nghiệm ARG ñược dùng: thử nghiệm dùng stress không ñổi và thử nghiệm dùng stress theo bước. Phương pháp thử nghiệm với stress cố ñịnh dùng cách tăng stress và duy trì ñến một mức ñặc thù trong một thời gian (xem thêm chương 4, 5, và 9), thí dụ phương pháp lão hóa ñẳng nhiệt (isothermal aging), trong ñó phần tử ñược ñặt trong cùng nhiệt ñộ trong suốt thời gian thử nghiệm (tương tự như trong quá trình burn-in). Phương pháp thử nghiệm stress theo bước có thể áp dụng vào các dạng stress như nhiệt ñộ, shock, rung ñộng, và quá trình HALT (Highly Accelerated Life Test) như mô tả ở chuơng 4. Các thử nghiệm này kích thích chế ñộ hỏng hóc tiềm tàng, và ñộ tăng trưởng ñộ tin cậy xuất hiện khi chế ñộ hỏng hóc ñược sửa chữa. Cho dù phương pháp nào ñi nữa thì qui hoạch ARG luôn ñóng vai trò chủ yếu ñể tránh mất thời gian và tiền bạc khi thử nghiệm gia tốc mà chưa có một chương trình tổ chức ñược tương tự như quá trình cổng giai ñoạn. 1.2 Thế nào là một chương trình thử nghiệm gia tốc tốt nhất? Có nhiều dạng thử nghiệm gia tốc như HALT, tress từng bước, thẩm tra dùng gia tốc stress cao ñộ: HASS (Highly Accelerated Stress Screening), thẩm tra dùng stress môi trường ESS (Environmental Stress Screening), thử nghiệm gia tốc không hỏng hóc (failure-free accelerated testing), tăng trưởng ñộ tin cậy (Reliability Growth), tăng trưởng ñộ tin cậy gia tốc (accelerated reliability growth), và tiếp tục (xem hình 10.3). Các yếu tố thực tế này ñều rất quan trọng, do mỗi phương pháp ñều ñược dùng trong ứng dụng thương mãi và công nghiệp ñể bảo ñãm ñộ tin cậy sản phẩm. Có thể xuất hiện nhầm lẫn khi trong chương và suốt quyển sách này, chúng tôi ñề ra xu hướng tích hợp và thiết lập các kỹ thuật trong suốt quá trình của chu kỳ phát triển sản phẩm dùng phương pháp tăng trưởng ñộ tin cậy gia tốc, có kết nối với các pha/các mức của cổng giai ñoạn. Cổng giai ñoạn chỉ ñơn giản cung cấp format cho việc tích hợp thử nghiệm kịp thời. Bảng 10.1 tóm tắt xu hướng này và phương thức khớp với quá trình cổng giai ñoạn. Hiện nay, ý niệm toán học kết nối mức chính chắn (maturation) từ ñường cong ñộ tăng trưởng tin cậy (xem hình 10.2) ñã ñược mô tả trước ñây (xem phần tham khảo 20). Một thí dụ hữu ích ñược cho trong phụ lục của chương. Bảng 10.1: Các phương pháp và thử nghiệm cổng giai ñoạn tăng trưởng ñộ tin cậy gia tốc Phương pháp hay thử nghiệm gia tốc Cổng giai ñoạn (chương) ðịnh nghĩa và ứng dụng Tăng trưởng ñộ tin cậy 1-3 (Ch 10) Theo ñịnh nghĩa trong phụ lục 1, Tăng trưởng ñộ tin cậy là phương pháp cải thiện tích cực về ñộ tin cậy tham số trong khoảng hay trong thời gian do sự thay ñổi của thiết kế sãn phẩm hay qui trình sản xuất. Một chương trình tăng trưởng ñộ tin cậy thường ñược thiết lập nhằm giúp thiết lập qui hoạch có hệ thống ñể thực hiện ñộ tin cậy trong suốt thời gian thực hiện chương trình ñề quản lý ñuợc nguồn tài nguyên và các rủi ro của ñộ tin cậy. Phương thức ñược ứng dụng ở ñây là kết hợp cổng giai ñoạn với các phương pháp thử nghiệm gia tốc. Hiểu ñược yêu cầu của khách hàng 1 (Ch 2) Hiểu ñược yêu cầu của khách hàng là một vấn ñề thường bị bỏ sót. ðây là một vấn ñề khai mạc ñơn giản hay là một xu hướng ñầy ñủ. Trong xu hướng ñầy ñủ thì các công cụ như FMEA, competitive Benchmarking, và mô hình dự báo ñộ tin cậy ñược dùng ñể bảo ñãm có ñược xu hướng thông minh nhất trong chương trình chín chắn của sản phẩm (product maturation). HALT (Highly Accelerated Life Test) 2 (Ch 3) HALT là dạng thử nghiệm stress theo bước thường bao gồm hai stress: nhiệt ñộ và rung ñộng. Thử nghiệm gia tốc stress cao ñộ này ñược dùng ñể tìm ch ế ñộ hỏng hóc càng nhanh càng tốt và ñánh giá rủi ro của sản phẩm. Thường ñược dùng ñể thực hiện các giới hạn của ñặc trưng sản phẩm. Thử nghiệm Stress theo bước 2 (Ch 3,6,9) . ðưa một số nhỏ mẫu vào một chuỗi các bước stress (thí dụ như nhiệt ñộ) và ño lường hỏng hóc sau mỗi bước. Thử nghiệm này ñược dùng ñể tìm hỏng hóc trong một thời gian ngắn nhất và thực hiện nghiên cứu về rủi ro. HAST (Hightly Accelarated Stress Test) 3 (Ch 3,4,9) Thực hiện trong phòng kín, như là autoclave, ñể thực hiện yếu tố áp suất cao, nhằm cho phép thực hiện môi trường ẩm ñộ cao với nhiệt ñộ 100 0 C. ðiều này cho phép rút ngắn thời gian thử nghiệm. Thí dụ, một phép thử 1000 giờ với 85 0 C/85%RH ñư ợc thay bằng phép thử HAST 80 giờ 130 0 C/85%RH tại áp suất 33,5 psi. Thử nghiệm không hỏng hóc 3 (Ch 4, 9) Còn ñược gọi là phương pháp thử không có hỏng hóc. ðây là phương pháp thử nghiệm ñộ tin cậy thống kê có nghĩa ñược dùng ñể chứng tõ rằng mục tiêu ñộ tin cậy thỏa mãn ñược một mức confidence nào ñó. Thí dụ, mục tiêu về ñộ tin cậy là 1000 FIT (tức là 1 triệu giờ MTTF) tại mức 90% confdence. Kích thước mẫu thống kê hiệu quả nhất ñược tính khi không có hỏng hóc mong muốn trong thời gian thử nghiệm. HASS (Hightly Accelerated Stress Screen) 4-5 (Ch 5) Thử nghiệm thẩm tra hay thử nghiệm ñược dùng trong sản xuất nhằm loại bỏ những hỏng hóc trong giai ñoạn sơ sinh. ðây là dạng thử nghiệm mang tính tấn công do ñược thiết lập với mức stress cao hơn so với phương pháp thẩm tra ESS thông thường. Khi mức tấn công ñuợc d ùng thì thiết lập thẩm tra trong thử nghiệm HALT. ESS (Environmental Stress Screening) 4-5 (Ch 5) Thử nghiệm thẩm tra về môi trường hay thử nghiệm ñược dùng trong sản xuất ñể loại bỏ hỏng hóc giai ñoạn sơ sinh hay tiềm tàng. 2. Ước lượng lợi ñiểm dùng mức tăng trưởng ñộ tin cậy không ñổi Thử nghiệm gia tốc tạo ñiều kiện cho phương pháp tăng trưởng ñộ tin cậy tấn công thực hiện cải thiện ñược ñộ tin cậy trong thời gian bảo hành. ðây là một phần trong triết lý của pha phát triển. Nếu việc sửa chữa chế ñộ hỏng hóc ñược kết hợp trong sản phẩm, thì thực hiện ñược yếu tố tăng trưởng ñộ tin cậy. Thí dụ, một sản phẩm tiêu biểu tồn tại trong thời gian dài hơn 25 năm, trong khi kỳ vọng của khách hàng thường chỉ là từ 10 ñến 20 năm. Nếu sản phẩm ñi từ cổng giai ñoạn quá trình và kết hợp sửa chữa chế ñộ hỏng hóc quan sát ñược, thì ngay cả những ước lượng thận trọng nhất về rút gọn tốc ñộ hỏng hóc cũng có ý nghĩa. Tuy nhiên, khi không bao gồm yếu tố sửa chữa, thì ngay cả khi có chương trình thẩm tra sản xuất, thì cũng chỉ loại bỏ hỏng hóc trong giai ñoạn sơ sinh và không có yếu tố cải thiện thực tế thực hiện trong tốc ñộ hỏng hóc xác lập và luôn ñược duy trì trong thời gian sử dụng sản phẩm của khách hàng. Như thế, tăng trưởng ñộ tin cậy là quan trọng do thương hiệu sản phẩm là quan trọng, và ngay khi mà một công ty cung cấp hàng trăm sản phẩm với ñộ tin cậy cao, nhưng chỉ cần “một con sâu làm rầu nồi canh”. Như thế, nếu bạn là một nhà quản lý với ý ñịnh cắt giảm chi phí, thì bạn cũng không thể thực hiện việc này cho chương trình tăng trưởng ñộ tin cậy, nếu không muốn có rủi ro ñối với sản phẩm của mình Khi tác ñộng hiệu chỉnh ñược bao gồm vào bên trong sản phẩm, thì ñộ tin cậy cũng ñược cải thiện ñáng kể, giả, thiểu rủi ro về sản phẩm bị trả về hay phải cung cấp phụ tùng thay thế. Thí dụ, xem xét một sản phẩm lắp ghép với 10,000 FIT (100,000 giờ MTBF). Ta hảy giả sử là 95% hỏng hóc tiềm tàng ñược sửa chữa dùng tác ñộng hiệu chỉnh. Trong lịch sử thì hiệu quả sửa chữa của xí nghiệp là từ 60% ñến 80 % với trung bình là 70%. Trung bình, thì sự can thiệp của ta cải thiện tốc ñộ hỏng hóc của sản phẩm lên 66.5% (= 0.7của 95%). Kết quả là, sản phẩm ñược thiết kế với 10,000 FITs tăng cường mục tiêu tin cậy với tác ñộng sửa chữa. Dùng ước lượng này tốc ñộ hỏng hóc sẽ giảm xuống từ 10.000 FIT thành ~3,350 (300,000 giờ MTBF). ðây là thừa số cải thiện 3 lần (tức là h 1/(1– 0.665) chia cho 10.000 FIT). (Nhằm làm rõ thêm thì tốc ñộ hỏng hóc 10.000 FIT tức là 10 hỏng hóc trong 1 triệu giờ. Giả sử cải thiên ñược 66.5% tức là loại bỏ ñi 66.5% hỏng hóc. Một cách hiệu quả thì tức 0.665 nhân với 10 hỏng hóc trong 1 triệu giờ hay là loại bỏ 6.65 hỏng hóc trong 1 triệu giờ ñể thành 3.35 hỏng hóc trong một triệu giờ. Và 3.35 hỏng hóc trong 1 triệu giờ tức là 3,350 FIT.) Bỏ qua thời gian cần ñưa vào cho sửa chữa, thì ñộ tin cậy R ñược cải thiện mỗi năm từ yếu tố (xem thêm chương 8): R(10.000 FIT) = 0,916 thành R(3.350 FIT) = 97% ðược vẽ ở hình.4. Thừa số tăng trưởng là 3 (=10,000/3,350). ðiều này ñòi hỏi hỏng hóc tại hiện trường và các vấn ñề liên quan như dùng quá nhiều phụ tùng rời ñược cải thiện từ 8.4% xuống còn 3% như thí dụ vừa nêu. Từ ước lượng này, bảng 10.2 cung cấp một tổng quan về lợi ñiểm ñộ tin cậy ước lượng ñược khi tích hợp chương trình tăng trưởng ñộ tin cậy. Cần chú ý là chương trình tăng trưởng ñộ tin cậy ñược dùng trong quá trình thẩm tra hay giám sát. Việc thẩm tra hay giám sát mà không bao hàm yếu tố sửa chữa sẽ không thể làm tăng ñộ tin cậy. Hình 10.5 minh họa ý niệm này. Quá trình thẩm tra hay giám sát ñược thảo luận trong chương 5. 3. Phương pháp tăng cường tăng trưởng ñộ tin cậy Về cơ bản thì phương pháp luận trong việc qui hoạch ARG ñược tóm gọn thành các bước sau (xem tham khảo 1–3): • Thiết kế thử nghiệm gia tốc thích hợp ñể tăng cường (stress) chế ñộ hỏng hóc mong muốn hay không mong muốn của hệ con. Các thử nghiệm này cần ñược chọn lựa và thiết kế nhằm kích thích hỏng hóc xuất hiện với tốc ñộ nhanh hơn. Một chương trình hiệu quả sẽ bao gồm chương trình hành ñộng hiệu chỉnh kịp thời nguyên nhân cốt lõi của hỏng hóc (stream-lined root-cause corrective action plan). Không có chương trình hoàn chỉnh thì thử nghiệm gia tốc sẽ trở thành lãng phí và ñánh mất cơ hội tăng trưởng ñộ tin cậy. • Sử dụng ñúng ñắn các thừa số gia tốc trước ñó và các tham số tăng trưởng ñộ tin cậy (thí dụ alpha). ðiều này sẽ cho phép ước lượng ñược ñộ tăng trưởng tin cậy trong suất các pha của chương trình thử nghiệm sẻ ñược thực hiện. • Theo bám chính xác và ñánh giá ñộ tăng trưởng tin cậy trong và sau mỗi pha thử nghiệm và tác ñộng hiệu chỉnh. ðiều này giúp kỹ thuật ñánh giá hợp lý ñể sửa chữa một cách hiệu quả hơn, cho phép ñánh giá ñúng ñắn hơn sự ñồng thuận của các mục ñích hay mốc mục tiêu. Qui hoạch tăng trưởng tin cậy không chưa ñủ, mà liên tục ñánh giá ñộ tin cậy là chủ yếu giúp cho việc quản lý bảo ñảm ñạt ñược mục tiêu tăng trưởng ñộ tin cậy. ðiều quan trọng là, nếu có thể thì dùng phương trình và ñường cong tăng trưởng ñộ tin cậy lý tưởng; chúng ñược tích hợp trong ñộ tăng trưởng tin cậy và khi thiết kế mục tiêu nội tại. Chúng cung cấp mục tiêu về thời gian thử nghiệm gia tốc và giúp ước lượng số lượng hỏng hóc mong muốn trong mỗi pha của chương trình của chương trình xác ñịnh phẩm chất của hệ con. Sau khi thử nghiệm xong, thì thử nghiệm gia tốc cần phải qua qui trình phân tích hỏng hóc chuẩn. Các thành phần hỏng hóc nằm trong phần “hệ thống các hành ñộng hiệu chỉnh và xem xét hỏng hóc” cho phép xem xét lại ñể tìm ra cơ chế hỏng hóc. Kế hoạch ARG cần có huớng dẫn ñể xác ñịnh ñược ñúng nguyên nhân cốt lõi và tác ñộng sửa chữa thích hợp. Nhóm xem xét hành ñộng hiệu chỉnh cần ñược tổ chức ñể soát xét giải pháp của từng bài toán. Sau khi thiết lập xong tác ñộng hiệu chỉnh, thì ñánh giá ñộ tăng trưởng tin cậy. Việc ñánh giá, soát xét hỏng hóc, và hệ thống tác ñộng hiệu chỉnh, nhóm soát xét hành ñộng hiệu chỉnh, và các quá trình khác ñều là công cụ quan trọng dùng cho tăng trưởng ñộ tin cậy, bảo ñãm ñược là ñạt ñược mục tiêu ñề ra. Nếu thử nghiệm không ñược thiết kế ñúng ñắn ñể khởi tạo tất cả hay hầu hết chế ñộ hỏng hóc tiềm tàng của sản phẩm, thì khó khăn sẽ xuất hiện, làm chậm tiến ñộ của chương trình. Các chương trình thường bỏ qua các chi tiết này, thí dụ như ñã coi là tác ñộng hiệu chỉnh ñã ñược thiết kế ñúng ñể sửa chữa ñược phân tích nguyên nhân cốt lõi của hỏng hóc. 4. Ứng dụng lý thuyết tăng cường tăng trưởng ñộ tin cậy Các phương trình và ñường cong tăng trưởng tin cậy ñược tích hợp vào trong qui hoạch ARG nhằm ñặc trưng cho tăng trưởng hiện thực các hệ con phức tạp trong giai ñoạn thử nghiệm chủ yếu. Chúng rất hữu ích ñể biểu diễn tăng trưởng toàn bộ chương trình, xác ñịnh khi nào thời gian là ñã ñủ ñể thực hiện yêu cầu về ñộ tin cậy, ước lượng MTBF (Mean Time Between Failure) trung bình trong suốt mỗi pha, và ước lượng tốc ñộ tăng trưởng. Chúng cung cấp ñộ mềm dẽo quan trọng trong giai ñoạn kế hoạch. Thí dụ, tốc ñộ tăng trưởng là chưa biết trong giai ñoạn qui hoạch ban ñầu, khi dùng ñộ tăng trưởng cố hữu “alpha” ñã có trước ñây và ước lượng giá trị MTBF ban ñẩu của hệ con, tuy nhiên, ta vẫn còn có thể xây dựng kế hoạch tăng trưởng ñộ tin cậy. Nếu thử nghiệm gia tốc ñược thực hiện trong cấp ñộ hệ con, ta vẫn còn có thể ước lượng ñộ tin cậy trong suốt pha thử nghiệm thông qua ước lượng vừa phải ñộ nén thời gian. Khi dùng ước lượng vừa phải cho ñộ tăng trưởng alpha ñã biết, thì dữ liệu quá khứ thường cho phép ước lượng ñược một thừa số gia tốc hiệu quả cho mục tiêu qui hoạch thử nghiệm. Có thể qui hoạch ARG từ giả thiết sau (xem phụ lục 2 và 3): • Tồn tại và ước lượng ñược một thừa số gia tốc hiệu quả A. • Thời gian ñược nén tuyến tính dùng thừa số A này. • ðộ tăng trưởng tinh cậy ngang nhau có ñược trong một gian ñoạn thời gian chưa nén, như là khoảng thời gian gia tốc nén tương ñương. Dùng giả thiết này, phương trình tăng trưởng tin cậy lý tưởng (xem thêm phụ lục 1–3) ñược mô tả trong phương trình 10.2. t MtM = )( t ≤ t 1 (10.2a) α α α A t t M AtM t I         − = 1 ),( t ≥ t 1 trong ñó: A = thừa số gia tốc hiệu dụng, M I = giá trị MTBF ban ñầu α = tham số tăng trưởng t = thời gian thử nghiệm tích lũy trong ñiều kiện gia tốc và t 1 = thời gian thử nghiệm tích lũy trong pha ñầu tiên Các phương trình ñược dùng khi gia tốc ñược áp dụng cho tất cả các pha bao gồm cả pha 1. Các phương trình này thay ñổi chút ít nếu thử nghiệm gia tốc bắt ñầu sau thời gian t 1 (xem tham khảo 2 và 3) và là:           −         − = f I t t t t M tAM 1 1 1 1 ),( α α f ttt < < 1 (10.2b) Tuy nhiên, thừa số thêm này càng gần với ñơn vị trong hầu hết ứng dụng khi t f >> t 1 . So sánh với phương trình tăng trưởng tin cậy (xem phụ lục 1), thì phương trình 10.2 ñược thay ñổi ñơn giản bởi thừa số gia tố hiệu dụng. Tình huống mà A là bằng ñơn vị thì phương trình trở thành tăng trưởng tin cậy lý tưởng chuẩn (xem phụ lục 1–3). ▼Thí dụ 10.1: Dự báo tăng trưởng tin cậy gia tốc Bài toán: Xét hệ thống con mới có MTBF ban ñầu là 14.000 giờ. Một khách hàng muốn mua hệ con này từ công ty của bạn nhưng có yêu cầu MTBF là 200.000 giờ. Ước lượng xem thực hiện tăng trưởng này ñược không? Dùng giá trị tăng trưởng vừa phải alpha là 0.25. Giả sử là không có hơn 3.000 giờ thử nghiệm tăng tốc ñược dùng ñể tìm kiếm và sửa chữa hỏng hóc ñể tăng trưởng ñộ tin cậy của sản phẩm này. Dùng thừa số gia tốc thử nghiệm hợp lý nhất là 200. Giải: ðể cung cấp một ước lượng, thì ước lượng ñầu tiên t 1 dùng trị MTBF ban ñầu [2,3] là: 210 200 000.14(3 3 1 === A M t I (10.3) Ở ñ ây, ta dùng th ừ a s ố 3 l ầ n M I . Th ừ a s ố này b ả o ñ ãm 95% c ơ may quan sát h ỏ ng hóc trong giai ñ o ạ n th ử nghi ệ m ban ñầ u (t 1 ), trong ñ ó: Ti ế p ñế n, chèn giá tr ị này vào ph ươ ng trình ARG dùng t ă ng tr ưở ng alpha v ừ a ph ả i quá kh ứ là 0.25 ñể có: 473.136200 210 3000 25,01 000.14 25,0 25,0 =       − =MF gi ờ (10.4) K ế t qu ả cho th ấ y là b ướ c ñầ u thì r ấ t khó kh ớ p ñượ c v ớ i yêu c ầ u v ề MTBF tin c ậ y c ủ a khách hàng là 200.000 gi ờ và nh ấ t thi ế t ph ả i th ự c hi ệ n m ộ t s ố bi ệ n pháp gi ả m thi ể u r ủ i ro (xem thêm ph ầ n Ướ c l ượ ng r ủ i ro c ủ a s ả n ph ẩ m, ch ươ ng 13). K ế t qu ả này ñượ c gi ớ i thi ệ u thành d ạ ng ñồ th ị v ớ i khách hàng. Thí d ụ , công c ụ nh ư Excel dùng ñể l ậ p trình và minh h ọ a thành ñườ ng cong ñồ th ị . B ả ng 10.3 minh h ọ a b ả ng vào/ra t ừ ch ươ ng trình này và hình 10.6 minh h ọ a ñồ th ị ngõ ra (xem thêm tham kh ả o 2 và 3). Hình 10.6 minh h ọ a ñườ ng cong lý t ưở ng c ủ a h ệ con dùng ph ươ ng trình ARG nói trên. Tr ị MTBF t ạ i m ỗ i ñ i ể m c ủ a pha t ă ng tr ưở ng dùng th ử nghi ệ m – phân tích – và s ử a ch ữ a ñượ c minh h ọ a ở ñ ây. Sau m ỗ i pha, tác ñộ ng hi ệ u ch ỉ nh ñượ c tích h ợ p vào trong h ệ con, t ạ o b ướ c nh ả y trong MTBF. Th ừ a s ố gia t ố c (AF) ñượ c ướ c l ượ ng t ừ ñ i ề u ki ệ n gia t ố c và k ỳ v ọ ng tiêu bi ể u c ủ a ch ế ñộ h ỏ ng hóc. Nên dùng th ừ a s ố t ă ng tr ưở ng v ừ a ph ả i c ủ a quá kh ứ alpha là 0,25 cho ñế n khi có ñượ c d ữ li ệ u dùng ñượ c. 5. ðánh giá tăng trưởng ñộ tin cậy Có th ể ñ ánh giá theo hai h ướ ng. Ph ươ ng pháp th ứ nh ấ t dùng ( ñ ánh giá ñị nh l ượ ng tình tr ạ ng ñộ tin c ậ y hi ệ n h ữ u) d ự a vào thông tin t ừ vi ệ c phát hi ệ n ngu ồ n h ỏ ng hóc. D ữ li ệ u ch ươ ng trình không liên t ụ c, không ñ ánh giá ñượ c và r ấ t thông d ụ ng trong k ế ho ạ ch ARG. Ph ươ ng pháp th ứ hai là ph ươ ng pháp ñị nh tính ñượ c th ự c hi ệ n b ằ ng cách quan sát nhi ề u ho ạ t ñộ ng trong quá trình ñể b ả o ñ ãm là ho ạ t ñộ ng ñ ã ñ u ợ c th ự c hi ệ n theo l ị ch th ờ i gian k ế t qu ả c ủ a n ỗ l ự c và ch ấ t l ượ ng theo ñ úng k ế ho ạ ch c ủ a ch ươ ng trình (xem ch ươ ng 13). Các ph ươ ng pháp này b ổ sung l ẫ n nhau nh ằ m kh ố ng ch ế quá trình t ă ng tr ưở ng.T ố t nh ấ t là nên th ự c hi ệ n các ướ c l ượ ng ñị nh l ượ ng n ế u ñượ c. 5.1 Phương pháp ñánh giá ð ánh giá tính hi ệ u qu ả c ủ a các ph ươ ng pháp k ỹ thu ậ t dùng s ử a ch ữ a cho ñộ tin c ậ y s ẽ gia t ă ng nhi ề u kh ả n ă ng qui ho ạ ch và qu ả n lý ch ươ ng trình t ă ng tr ưở ng ñộ tin c ậ y. Vi ệ c ñ ánh giá ti ế n b ộ c ủ a s ả n ph ẩ m là m ụ c tiêu ch ủ y ế u nh ằ m ñạ t ñượ c m ụ c tiêu ñộ tin c ậ y. Trong th ự c t ế thì th ườ ng không ñủ d ữ li ệ u v ề h ỏ ng hóc cho c ả tr ướ c và sau khi có tác ñộ ng hi ệ u ch ỉ nh ñể ướ c l ượ ng ñượ c m ứ c tin c ậ y h ợ p lý v ề hi ệ u qu ả c ủ a bi ệ n pháp s ử a ch ữ a và m ứ c ñộ c ả i thi ệ n t ố c ñộ h ỏ ng hóc c ủ a s ả n ph ẩ m. ð i ề u này th ườ ng là ñ úng khi thi ế t l ậ p ch ươ ng trình th ử nghi ệ m gia t ố c. Nh ư th ế , thi ế u sót v ề thông tin ñư a ñế n các th ừ a s ố hi ệ u qu ả s ử a ch ữ a không th ự c t ế , quá d ự a vào vi ệ c ướ c l ượ ng t ố c ñộ h ỏ ng hóc quá bi quan hay l ạ c quan, ñư a ñế n vi ệ c ñ ánh giá không ñ úng v ề thành qu ả c ủ a ñộ tin c ậ y. Có m ộ t s ố th ự c t ế th ố ng kê th ườ ng ñượ c dùng trong công nghi ệ p. Thí d ụ nh ư dùng ph ươ ng pháp th ử nghi ệ m không h ỏ ng hóc (xem ch ươ ng 5). M ặ t khác, ph ươ ng pháp lu ậ n dùng ñ ánh giá m ứ c t ă ng tr ưở ng ñộ tin c ậ y t ừ tác ñộ ng hi ệ u ch ỉ nh ñượ c trình bày trong ph ầ n tham kh ả o 17 và 18. Các ph ươ ng pháp này ñ òi h ỏ i ph ả i có s ự c ả i biên ñể k ế t h ợ p các ả nh hu ở ng c ủ a y ế u t ố nén th ờ i gian khi dùng các th ử nghi ệ m gia t ố c (xem tham kh ả o 2 và 3). M ộ t khi ñ ã c ả i biên thích h ợ p, ta thi ế t l ậ p chúng trong giai ñ o ạ n th ử nghi ệ m t ă ng tr ưở ng ñộ tin c ậ y. Th ườ ng r ấ t c ầ n thi ế t ñể ướ c l ượ ng m ộ t “th ừ a s ố s ử a ch ữ a hi ệ u qu ả ” [...]... và yêu c u v th i gian 6 Tóm t t Các ñi m quan tr ng c n nh là: • ARG ñư c thi t k các ch ñ h ng hóc càng nhanh càng t t • Tăng trư ng xu t hi n khi ta k t h p các bi n pháp s a ch a • Các th nghi m có ý nghĩa th ng kê ñư c thi t k v i m c tiêu khoa h c là ki m tra ñ tin c y • Các công c hi n ñ i hơn ñư c dùng ñ xem xét các v n ñ thông thư ng và không thông thư ng • Tăng trư ng ñ tin c y c a s n ph... ng giai ño n tăng trư ng gia t c ñ tin c y cung c p k ho ch qu n lý Thư m c 1 Military Handbook-189, Reliability Growth Management, 13 February 1981 2 Feinberg, A A., “Accelerated Reliability Growth Models,” Journal of the Institute of Environmental Sciences, 1994, pp 17-23 3 Feinberg, A A., and Gibson, G J., “Accelerated Reliability Growth Methodologies and Models,” Recent Advances in Life-Testing... Accelerated Life Testing,” Proceedings of the Institute of Environment Sciences, 1992, pp 377-381 17 Gibson, G J., and Crow, L H., “Reliability Fix Effectiveness Factor Estimation,” Annual Reliability and Maintainability Symposium, 1989, p 75 (89 RM-075) 18 Crow, L H.,“Methods of Assessing Reliability Growth Potential,” 1984, pp 48-189 19 Feinberg, A A., Gibson, G J., and Shupe, R H., “Connecting Technology... Morgan, D V., Eds., (1981), “Reliability and Degradation of Semiconductor Devices and Circuits,” The Wiley Series in Solid State Devices and Circuits,” Vol 6,Wiley, New York 9 Nelson,W., Accelerated Testing,Wiley, New York, 1990 10 Gibson, G J., and Crow, L.H., “Reliability Fix Effectiveness Factor Estimation,” Annual Reliability and Maintainability Symposium, 1989, p 75 (89 RM-075) 11 Moura, E C., “A... Average Activation Energy for Subassemblies,” IEEE Trans Reliability, Vol 37, December 1988, pp 458461 13 Schinner, J D., “Reliability Growth Through Application of Accelerated Reliability Techniques and Continued Improvement Processes,” Proceedings of the Institute of Environmental Sciences, 1991, pp 347-354 14 Duane, J J., “Learning Curve Approach to Reliability Modeling,” IEEE Transactions on Aerospace,... Reliability Growth Methodologies and Models,” Recent Advances in Life-Testing and Reliability, edited by N Balakrishnan, CRC Press, Boca Raton, FL, 1995 4 Peck, D S., and Trap, O D., (1978), Accelerated Testing Handbook, Technology Associates, Revised 1987 5 Peck, D S., and Zierst, C H., Jr., “The Reliability of Semiconductor Devices in the Bell System,” Proceedings of the IEEE, Vol 62, No 2, February 1974, . thử nghiệm gia tốc không hỏng hóc (failure-free accelerated testing), tăng trưởng ñộ tin cậy (Reliability Growth), tăng trưởng ñộ tin cậy gia tốc (accelerated. cổng giai ñoạn tăng trưởng ñộ tin cậy gia tốc Phương pháp hay thử nghiệm gia tốc Cổng giai ñoạn (chương) ðịnh nghĩa và ứng dụng Tăng trưởng ñộ tin