Sicurezza Funzionale

Allegato C: Calcolo MTTF

Il Mean Time To Failure (MTTF)

Il Mean Time To Failure (MTTF) è un parametro statistico legato all'affidabilità dei componenti usati nel sistema di sicurezza. Esso rappresenta la durata di vita media di un componente prima di subire un guasto. Con MTTFd, si considera solo la porzione di guasti pericolosi.

All'MTTFd viene associato il tasso di guasto λd riferito solo ai guasti pericolosi. Il tasso di guasto ha un andamento variabile nel tempo, in particolare, esso è:

  • Elevato e via via decrescente all'inizio della vita del componente;
  • Costante fino a raggiungere il "tempo di vita" stimato;
  • Crescente e quindi nuovamente elevato dopo aver superato il "tempo di vita" stimato.

In basso è riportato l'andamento di λ in funzione del tempo, la forma della curva è detta "a vasca da bagno".

Il Mean Time To Failure (MTTF)

Il Mean Time To Failure (MTTF)

Per associare l'MTTFd al λla Norma EN 13849 fa le seguenti ipotesi semplificative:

  1. Si considera che il componente abbia già superato la prima fase di vita.
  2. Il fornitore del componente ne definisce un "mission time" T10d che equivale al periodo durante il quale il tasso di guasto si può assumere costante e rappresenta il tempo di vita utile del componente.

Con queste ipotesi si può dimostrare che MTTFd=1/λd.

Come già detto, l'MTTF e MTTFd sono parametri statistici, per questo motivo essi non sono né a garanzia del funzionamento del componente prima che il tempo limite sia superato, né che, superata questa soglia, il componente si guasti sicuramente.

Si dimostra che, ad esempio, in un lotto di componenti con un MTTFd= 6 anni, dopo 6 anni , il 63% dei componenti del lotto hanno un guasto pericoloso. Invece, in un lotto di componenti con MTTFd= 60 anni, superati i 6 anni, solo il 10% di essi presenta un guasto pericoloso.

Nei grafici a lato, viene mostrata la percentuale statistica di componenti guasti all'aumentare del tempo per 4 diversi valori di MTTFd.

Legame tra MTTFd e B10d

Generalmente, quando si considerano componenti soggetti a usura, viene definito un ulteriore parametro statistico chiamato B10. Con il B10 si indica il numero di cicli oltre i quali il 10% dei componenti sotto esame dal costruttore subisce un guasto. Con il B10d,invece, si considerano solo i guasti pericolosi.

Per calcolare l'MTTFd a partire dal B10d, si può utilizzare la seguente ralazione:

MTTFd= B10d/0.1*nop

Dove nop rappresenta il numero di operazioni che il componente esegue in un anno.

Il B10 ed il B10d vengono generalmente forniti dal costruttore, se tali dati non sono disponibili si può invece ricorrere ai valori forniti dalla norma. In basso un estratto della Tabella C.1 della Norma in cui sono elencati alcuni componenti con relativo MTTFd o B10d.

Table C.1 – International Standards dealing with MTTFd or B10d for components

Il Mean Time To Failure (MTTF)

Sicurezza nella robotica collaborativa

Non esiste un "robot collaborativo". Questa è una delle prime dichiarazioni di chi lavora nella robotica collaborativa. Il motivo è che un robot può essere progettato per un compito collaborativo, ma è l'applicazione che rende il "robot collaborativo". Lo standard di riferimento per l'appli