B10d：定义、计算和应用
Date: 24/04/2026
监管框架
在欧洲，制造商必须确保遵循欧盟机械法规（EU）2023/1230。该法规取代了原有的机械指令，对机械安全提出了更严苛的要求，包括安全相关控制系统的可靠性。为证明自身产品的合规性，制造商通常会参考ISO 13849-1和IEC 61508等协调标准。这些标准为功能安全架构的设计和评估提供了方法论指南。
B10d：量化可靠性的关键参数
在上述标准中，B10d是量化安全功能中机械和机电组件可靠性的关键指标参数，广泛应用于按钮、开关等组件的评估。
对于非道路车辆制造商而言，B10d值使工程师能够根据系统任务剖面，计算出安全相关系统每小时发生危险故障的概率，并依据ISO 13849-1标准验证设备是否达到所需的性能等级（PL）。通过选用具备详尽B10d数据支撑的组件，工程师能够构建符合法规要求的控制系统，同时确保车辆在整个使用寿命期间的长期安全性和可靠性。
B10d：定义
B10d值表示10%的组件在发生危险故障前所能承受的循环次数。
这个统计指标通过生命周期测试得出，尤其适用于按钮、开关和操纵杆等机电组件。
与普通寿命指标不同，B10d专门针对危险故障，即如果未被检测到或未采取缓解措施，可能导致危险状况的故障。这一特性，使B10d成为设计安全相关控制系统时的关键参数。
💡 B10d 值表示在某一循环次数下，一组元件中有 10% 已发生危险失效。
用于计算本公司产品B10d值的测试台。
从B10d到MTTFd：符合ISO 13849标准的关键步骤
机械安全标准ISO 13849-1明确要求，必须确定安全功能中每个组件的系统平均无危险故障时间（MTTFd）。
MTTFd 以年为单位，表示发生危险故障前的平均预期时间。
这是确定安全相关控制系统性能等级（PL）的基本输入参数。
对于开关等循环运行组件，如果脱离实际使用工况，直接定义MTTFd几乎是不可能的。这时，B10d便发挥了至关重要的作用。
B10d与MTTFd的换算关系取决于任务剖面，核心变量包括：
年平均操作次数（nop）
应用负载周期
基于上述数据，工程师可将B10d转换为MTTFd，并将其纳入整体安全计算。具体公式如下：
MTTFd = B10d / (0.1 × nop)
然后，依据ISO 13849-1标准，利用计算得出的MTTFd值确定安全功能的性能等级（PL）。
将 B10d 纳入系统级安全计算
当B10d值转换为MTTFd后，即可整合到：
ISO 13849 性能等级（PL）计算，
IEC 61508 安全完整性等级（SIL）评估：MTTFd可进一步转换为每小时危险故障概率（PFHd），用于SIL评估。
在系统层面，这使工程师能够：
量化每小时危险故障概率（PFHd）
验证整体安全功能是否达到目标风险降低水平
优化系统架构（冗余、诊断、容错）
这种方法不仅确保了设备的安全性符合标准要求，更能在设备的全生命周期内保持稳健的运行状态。
MTTFd对提升性能等级（PL）的贡献
在ISO 13849标准中，整体风险降低通过以下要素组合实现：
组件可靠性：MTTFd → 危险故障的发生频率
诊断覆盖率：DCavg → 危险故障的检测效能
系统架构：类别 → 系统对故障的容忍能力
组件可靠性（MTTFd） | 诊断覆盖率（DCavg） | 系统架构（类别） | 典型可达到的性能等级（PL） |
低 | 无/低 | B或1 | PL a – b |
中 | 低 | 1或2 | PL b – c |
中 | 中 | 2或3 | PL c – d |
高 | 中 | 3 | PL d |
高 | 高 | 4 | PL e |
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