Độ tin cậy hệ thống Tăng trưởng độ tin cậy gia tốc ppt

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
”
ñượ
c
ñị
nh ngh
ĩ
a nh
ư
là ph
ầ
n tr
ă
m gi
ả
m trong v
ấ
n
ñề
ch

ế

ñộ
h
ỏ
ng hóc nh
ờ
vào tác
ñộ
ng
hi
ệ
u ch
ỉ
nh.
ð
i
ề
u này
ñượ
c dùng
ñể

ướ
c l
ượ
ng s
ự
c
ả

i thi
ệ
n t
ố
c
ñộ
h
ỏ
ng hóc c
ủ
a s
ả
n ph
ẩ
m.
Ngoài ra còn có m
ộ
t s
ố
gi
ả
i pháp khác khi không
ñượ
c phép th
ự
c hi
ệ
n các
ñ
ánh giá th

ố
ng
kê v
ề
t
ố
c
ñộ
h
ỏ
ng hóc do kích thu
ớ
c m
ẫ
u quá l
ớ
n và yêu c
ầ
u v
ề
th
ờ
i gian.

6. Tóm tắt
Các
ñ
i
ể
m quan tr

ọ
ng c
ầ
n nh
ớ
là:
• ARG
ñượ
c thi
ế
t k
ế
các ch
ế

ñộ
h
ỏ
ng hóc càng nhanh càng t
ố
t.
• T
ă
ng tr
ưở
ng xu
ấ
t hi
ệ
n khi ta k

ế
t h
ợ
p các bi
ệ
n pháp s
ử
a ch
ữ
a.
• Các th
ử
nghi
ệ
m có ý ngh
ĩ
a th
ố
ng kê
ñượ
c thi
ế
t k
ế
v
ớ
i m
ụ
c tiêu khoa h
ọ

c là ki
ể
m tra
ñộ

tin c
ậ
y.
• Các công c
ụ
hi
ệ
n
ñạ
i h
ơ
n
ñượ
c dùng
ñể
xem xét các v
ấ
n
ñề
thông th
ườ
ng và không
thông th
ườ
ng.

• T
ă
ng tr
ưở
ng
ñộ
tin c
ậ
y c
ủ
a s
ả
n ph
ẩ
m là nhi
ệ
m v
ụ
mà ta ph
ả
i làm
ñể
th
ỏ
a mãn nhu c
ầ
u
c
ủ
a khách hàng.

• Quá trình c
ổ
ng giai
ñ
o
ạ
n t
ă
ng tr
ưở
ng gia t
ố
c
ñộ
tin c
ậ
y cung c
ấ
p k
ế
ho
ạ
ch qu
ả
n lý.

Thư mục
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 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, pp. 260-273.
6. Reynolds, F. H., “Accelerated Test Procedures for Semiconductor Components,” 15th
Annual Proceedings on Reliability Physics, 1977, pp. 168-178.
7. IEEE index (1988), The 1988 Index to IEEE Publications, IEEE Service Center, P.O.
Box 1331, Piccatanny, NJ 08855, (201) 981-1396 and 9535.
8. Howes, M. J., and 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 Method to Estimate the Acceleration Factor for Subassemblies,”
IEEE Transactions on Reliability, Vol. 41, No. 3, 1992, p. 396.
12. Seager, J. D., and Fieselman, C. D., “A Method to Predict an Average Activation
Energy for Subassemblies,” IEEE Trans. Reliability, Vol. 37, December 1988, pp. 458-
461.
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, 2, 1964, p. 563.
15. Seusy, C. J., “Achieving Phenomenal Reliability Growth, ASM Conference on
Reliability,” Key to Industrial Success, Los Angeles, CA, pp. 24-26 March, 1987.
16. Hobbs, G., “Highly 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
Performance Maturation Levels to Reliability Growth,” Proceedings of the Institute of
Environmental Sciences, 1992, pp. 415-421.