Reliability Testing

A product that works well today may not necessarily work well after many years of use.

An electronic controller might pass a laboratory functional test, but will it remain stable after thousands of hours of operation in a high-temperature environment? An electric vehicle battery pack might meet its design capacity, but how will its performance change after a few thousand charge-discharge cycles? Or will an aircraft sensor maintain its accuracy after years of constant vibration and pressure changes?

These are the questions that Reliability Testing is designed to answer.

In the context of increasingly complex products and ever-higher quality requirements, reliability testing is no longer an additional inspection step but has become a crucial part of the product research, development, and validation process.

 

1. What is Reliability Testing?

Reliability testing is the process of evaluating a product's ability to maintain its functionality and performance throughout its expected lifecycle under various operating and environmental conditions.

Unlike functional tests, which only confirm whether a product works at a given time, reliability testing focuses on the question:

• - Will the product function reliably after many years of use?
• - Does performance degrade when subjected to harsh environmental conditions?
• Which part is at risk of failing first?
• - Does the actual lifespan meet the design requirements?

This data helps businesses predict product lifespan, optimize design, and minimize risks when bringing products to market.

 

2. Why are reliability testing becoming increasingly important?

In many industries, a defect that occurs after months or years of use can cause far greater damage than a defect that appears during the manufacturing process.

A product that loses reliability can lead to:

• - Warranty and repair costs have increased.
• - Large-scale product recall.
• - System operation disruption.
• - Loss of brand reputation.
• - It affects the safety of users.

For sectors such as automotive, aviation, railways, and new energy, reliability is not only about quality but also a crucial factor determining the safety and operational capability of the entire system.

 

3. Common reliability testing methods

Depending on the characteristics of each product, businesses can apply various testing methods.

3.1. Environmental Testing

This is the most commonly used set of tests in reliability assessment.

The product was subjected to harsh environmental conditions to assess its long-term performance.

Typical tests include:

• - Temperature and temperature cycle testing .
• - Humidity.
• - Spray with salt mist.
• - Dust.
• - Rain.
• - UV rays.
• - Altitude test.

These tests help determine the impact of the environment on the lifespan of materials, components, and electronic systems.

3.2. Mechanical Reliability Testing

During transportation and use, the product is constantly subjected to vibrations and mechanical loads.

The tests included:

• - Test for  vibration .
• - Shock Test.
• - Drop Test.
• - Fatigue Test.

This data helps assess the load-bearing capacity and structural strength of the product.

3.3. Accelerated Life Testing (ALT)

Businesses don't always have enough time to wait several years to assess product lifespan.

Accelerated Life Testing sử dụng các điều kiện khắc nghiệt hơn bình thường như nhiệt độ cao, độ ẩm lớn hoặc tải trọng tăng để rút ngắn thời gian thử nghiệm.

Kết quả thu được sẽ được phân tích bằng các mô hình thống kê để dự đoán tuổi thọ trong điều kiện sử dụng thực tế.

3.4. Highly Accelerated Life Test (HALT)

HALT thường được áp dụng trong giai đoạn phát triển sản phẩm.

Mục tiêu không phải xác nhận sản phẩm đạt tiêu chuẩn mà là tìm ra giới hạn chịu đựng của thiết kế.

Trong quá trình thử nghiệm, nhiệt độ và rung động được tăng dần cho đến khi sản phẩm xuất hiện lỗi.

Nhờ đó, kỹ sư có thể phát hiện điểm yếu và cải tiến thiết kế trước khi đưa vào sản xuất hàng loạt.

3.5. Highly Accelerated Stress Screening (HASS)

Sau khi thiết kế đã được tối ưu bằng HALT, HASS được sử dụng trong giai đoạn sản xuất nhằm phát hiện các sản phẩm có lỗi chế tạo trước khi xuất xưởng.

Đây là phương pháp được nhiều doanh nghiệp điện tử, hàng không và quốc phòng áp dụng để nâng cao chất lượng sản phẩm.

3.6. Burn-in Test

Burn-in Test là quá trình cho sản phẩm hoạt động liên tục trong một khoảng thời gian nhất định dưới điều kiện kiểm soát.

Phương pháp này giúp loại bỏ các lỗi xuất hiện sớm của linh kiện điện tử và nâng cao độ ổn định trước khi sản phẩm đến tay khách hàng.

 

4. Ứng dụng của Reliability Testing trong các ngành công nghiệp

Ô tô

Trong ngành ô tô, thử nghiệm độ tin cậy được triển khai ở cả ba cấp độ:

• Vehicle Level Test.
• System Level Test.
• Component Level Test.

Các hạng mục kiểm thử thường bao gồm:

• Động cơ và hệ truyền động.
• Pin xe điện.
• Hệ thống treo.
• Bộ điều khiển điện tử.
• Camera và cảm biến ADAS.
• Dây dẫn và đầu nối.
• Hệ thống sạc.

Mục tiêu là đảm bảo xe có thể vận hành ổn định trong nhiều năm dưới các điều kiện thời tiết và địa hình khác nhau.

Hàng không

Thiết bị hàng không phải duy trì độ tin cậy rất cao do việc bảo trì và thay thế trong quá trình khai thác thường tốn kém và phức tạp.

Các bài thử tập trung vào:

• Rung động.
• Nhiệt độ.
• Độ cao.
• EMC.
• Chu kỳ áp suất.
• Chống ăn mòn.

Nhiều phép thử được thực hiện theo tiêu chuẩn RTCA DO-160 và MIL-STD.

Năng lượng mới

Đối với pin lithium-ion, hệ thống lưu trữ năng lượng (ESS) và bộ sạc, thử nghiệm độ tin cậy giúp đánh giá:

• Tuổi thọ chu kỳ sạc – xả.
• Suy giảm dung lượng.
• Độ ổn định nhiệt.
• Hiệu suất sau lão hóa.
• Độ bền của kết nối điện

Điện tử và điện gia dụng

Reliability Testing được sử dụng để đánh giá:

• Tuổi thọ linh kiện.
• Độ bền của màn hình.
• Độ ổn định của nguồn điện.
• Độ bền của nút bấm.
• Khả năng hoạt động liên tục.

Đường sắt và tàu thủy

Các hệ thống điều khiển, thiết bị điện và kết cấu cơ khí cần được kiểm tra về:

• Chống rung.
• Chống ăn mòn.
• Độ bền môi trường.
• Tuổi thọ thiết bị.
• Khả năng làm việc trong điều kiện khắc nghiệt.

 

5. Các tiêu chuẩn thường gặp trong thử nghiệm độ tin cậy

Tùy theo từng ngành, doanh nghiệp có thể áp dụng nhiều tiêu chuẩn khác nhau, chẳng hạn:

• IEC 60068 – Thử nghiệm môi trường.
• ISO 16750 – Thiết bị điện và điện tử trên ô tô.
• AEC-Q100 – Độ tin cậy của linh kiện bán dẫn.
• RTCA DO-160 – Thiết bị hàng không.
• MIL-STD-810 – Thử nghiệm môi trường.
• IEC 62660 – Pin cho xe điện.
• IEC 62619 – Industrial batteries.
• ISO/IEC 17025 – Competence of testing laboratories.

 

6. At what stage should reliability testing begin?

A common belief is that reliability testing is only necessary once the product is finalized. In reality, the earlier reliability issues are detected, the lower the cost of remediation.

Therefore, reliability testing should be integrated right from the research and development phase, alongside the design, prototyping, and functional testing processes. The data obtained not only helps assess product lifespan but also supports design improvements before mass production.

 

GPower Vietnam – Partnering with businesses in reliability testing solutions.

To build an effective reliability assessment process, businesses need not only testing equipment but also the right methods, standards, and solutions tailored to each product type.

GPower Vietnam provides comprehensive reliability testing solutions for various sectors such as automotive, aerospace, new energy, electronics, railway, and industry , including environmental testing systems, vibration testing, mechanical shock testing, battery testing, EMC testing, measurement, and data acquisition. We partner with businesses from lab construction and equipment selection to the implementation of testing solutions according to international standards.