¿Cómo se determinan / evalúan los reclamos de por vida de componentes muy largos?

Es una especificación común para dispositivos domésticos como bombillas. Sin embargo, no puedo entender cómo realmente evaluaría / probaría tal reclamo sin ejecutar el dispositivo durante el tiempo especificado.

Considere una bombilla que se dice que tiene una vida útil de 9000 horas. Si tuviera que probar esto, la única forma en que puedo pensar realmente en medir esto es dejar que la bombilla funcione durante 9000 horas, ¡aproximadamente un año!

Si un año no es lo suficientemente largo, ¡considere ciertas bombillas LED con una capacidad de 50,000 horas!

Claramente, no es factible ejecutar una prueba durante tanto tiempo. Entonces supongo que estoy preguntando; ¿Sobre qué base se hacen estas afirmaciones?

Quizás una forma de probarlo es estresar el componente en condiciones de operación más altas de lo normal, para que se queme más rápido y luego de alguna manera cree una predicción basada en mediciones. O quizás ejecute el componente por un tiempo (corto) y mida el deterioro / envejecimiento y úselo para crear una predicción.

Uno de los métodos es, probablemente como has predicho, el del envejecimiento acelerado . Esto se usa cuando la vida útil de un producto es tal que no sería práctico realizar una prueba de vida útil normal (como los LED, que tienen MTBF de posiblemente 100,000 horas más). Aquí, uno enfatiza el elemento de prueba más allá de lo que alguna vez recibirá "en el campo" para lograr una vida útil más corta, de la cual los datos pueden extrapolarse.

Una consideración importante en el uso del envejecimiento acelerado es el efecto no lineal de operar fuera del rango operativo recomendado de una pieza. Esto puede ilustrarse con sistemas mecánicos, como el funcionamiento de una caja de cambios a 45,000 rpm en lugar de 15,000, y la extrapolación de los datos por tres. Sin embargo, suponga que está probando su bombilla. El sentido común diría que ejecutarlo al doble de la corriente lo haría correr la mitad del tiempo; sin embargo, debido a esos efectos no lineales, puede encontrar que la vida útil es solo 1/4 de la corriente adecuada debido al estrés adicional de la sobrevaloración. Una consideración importante es que el dispositivo / sujeto / elemento de prueba debe estar bien caracterizado en su comportamiento de rango de operación previsto y no intencionado antes de realizar la prueba.

Debido a eso, hay varios estudios ( MUCHOS de ellos) sobre los diversos refinamientos a las pruebas de envejecimiento acelerado en varios campos. Los LED vienen a la mente; La energía fotovoltaica es otra .

Como intuyó, la calificación de por vida generalmente implica pruebas en condiciones de operación más severas de lo que permiten las especificaciones. Los modelos matemáticos, que pueden ser empíricos o teóricamente derivados, se utilizan para mapear el tiempo probado al fracaso en un conjunto práctico de condiciones. En los dispositivos semiconductores, una "ley" conocida es la ecuación de Black y la técnica general se llama prueba HTOL . Como puede imaginar, puede ser difícil establecer la validez de las pruebas aceleradas, y algunos ingenieros recomendarían tomar los números que resultan con un grano de sal. En la industria de los semiconductores, se han creado muchos estándares y continúan desarrollándose.

Creo que básicamente respondiste tu pregunta. Dependiendo de la tecnología, los casos de prueba y los protocolos para estimar el tiempo de vida varían, por supuesto, pero en general miden la degradación a un cierto porcentaje y estiman el tiempo de vida total en función de los protocolos específicos de esa tecnología. Encontré esto con respecto a las estimaciones de vida útil del LED que mencionó: http://apps1.eere.energy.gov/buildings/publications/pdfs/ssl/lifetime_white_leds.pdf Espero que esto ayude.