Decent Espresso 的平均故障間隔時間(MTBF)測試

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只要有足夠的時間與壓力,萬物終將損壞。

在 Decent Espresso 這裡,我們有一個房間,會在極端的溫度與壓力之間對我們的咖啡機進行嚴苛測試。我們已在 4 部測試機上,進行了超過 300 萬杯的壓力測試濃縮咖啡。

每當我們打算在咖啡機中加入新零件時,它都會經過這些測試。新零件必須和其他所有零件一樣耐用。實際上,這意味著我們再也無法把它弄壞。

經過 4 年的持續測試,我們現在發現,用來進行這項測試的「無孔」(盲碗)咖啡手柄粉碗,是最先損壞的零件,壽命介於 30,000 至 154,000 杯濃縮咖啡之間。

一片厚達 1.2 毫米的不鏽鋼竟然最先斷裂,實在令人驚訝。

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我們曾嘗試在粉碗上改用塑膠噴嘴(以釋放壓力),但這套測試裝置同樣無法承受測試。上週,我們訂製了特別設計的盲碗,希望它們能撐過我們的壓力測試。

這就是為什麼在我們歷來售出的所有咖啡機中,每年僅有 0.3% 需要我們維修。

我們現在已達到一個階段:標準咖啡機上的任何零件,在我們的測試機上都不會損壞。只有仍在研發中的新零件,在進入測試實驗室時才會損壞。接著我們會反覆改良設計,直到再也無法讓它故障為止。在頂部的照片中,您可以看見中間那部咖啡機的塑膠外殼下方有蒸氣:這是我們仍在研發中的新款沖煮頭加熱器設計所致。

重點總結:

  • OLAB Italy 根據我們對其故障方式的觀察,為我們重新設計了閥體。


  • olab valves
    olab valve drawing

  • 為了讓打奶盡可能快速,我們測試了 2800W、3000W 與 3200W 的加熱器,正好達到供應商所稱的極限。我們了解到 3200W 加熱器會很快損壞,但我們配備 3000W 加熱器的 3 部咖啡機,至今已持續運作超過一年。這些正是我們新款 Bengle 機型所採用的加熱器。我們也與特定咖啡館合作,打造配備這些加熱器的特製 DE1XXXL 咖啡機,讓他們進行數年的實際使用測試,之後才導入我們的量產機型。
  • 我們以 CNC 製造的「歧管」(負責將水導向許多不同目的地)在最初(我們推出時)曾因溫度循環而隨時間產生裂痕。我們已透過重新設計解決了這個問題,但現在我們想改用「為製造而設計」的緊湊型「一體式」設計,採用模製成型且易於維修。我們花了 4 年的測試與 3 次重大改版,才達到如今不再故障的階段。
  • 2023 年時,我們有一個閥門最終因過度使用而故障。我們調整了韌體中閥門時序的傳送方式,讓原本故障的閥門恢復正常運作。
  • 我們自動上水配件中的橡膠密封圈在持續使用數年後會滲漏,需要更換。
  • 以上是我們目前的情況,也就是裝入我們咖啡機中、具有已知 MTBF(平均故障間隔時間)的零件現況。


  • 重點摘要:

    1. 循環測試流程:
  • 溫度循環: 5 次冷循環(約 50°C)與 5 次熱循環(約 85°C),持續重複進行。
  • 壓力曲線:
  • 加壓至約 13 bar,維持約 6 秒,然後在約 2 秒內釋放。
  • 每個循環持續約 8 秒。
  • 在冷熱循環之間切換時,壓力釋放時間延長至 12 秒,以加快冷卻。
  • 2. 設計與測試時程:
  • 初始設計(2021 年 12 月): 我們採用配備錐形 PTFE 密封圈的 OLAB 閥門。
  • 重新設計(2023 年 6 月): OLAB 針對配備 O 型環密封圈的塑膠閥體進行改良;一體式歧管也隨之調整。
  • 測試階段(2023 年 9 月至 2024 年 7 月):
  • 在配備一體式歧管 v2 至 v4 批次的 DE1XXXL 上進行。
  • 循環次數:
  • 歧管 v2: 337k 次測試循環
  • 歧管 v3: 1151k 次測試循環
  • 歧管 v4: 1463k 次測試循環
  • 最終設計(2024 年 8 月): 採用乳白色 PPS 材質的歧管 v5 一體式歧管。
  • 3. v5 之後的測試(2024 年 8 月至 2025 年 5 月):
  • 咖啡機與循環次數:
  • DEXXXL 220V: 1,084k 次測試循環
  • DE1PRO 220V: 1136k 次測試循環
  • DE1PRO 120V: 540k 次測試循環
  • DE1XL 220V 737K 次測試循環
  • 4. 故障觀察:
  • DE1XXXL 錯誤(2025 年 2 月): 「零流量,閥門開啟,壓力 > 1.0 bar」,原因是閥門在啟動水泵前未完全開啟。
  • 原因: 長期磨損導致壓力無法釋放,進而造成運作異常。
  • 解決方案: 透過軟體程式設計修正,變更閥門通電時序。
  • 5. 零件耐用性問題:
  • 測試用盲碗: 在 30K 至 154K 次循環之間穩定出現裂痕(高壓壓力所致)。
  • 測試用配備塑膠噴嘴的咖啡手柄: 數月後穩定出現滲漏/裂痕。
  • 自動上水配件: 使用數年後,密封圈劣化,導致緩慢滲漏(水會滴入接水盤)。發生這種情況時需要更換密封圈。
  • 6. 視覺證據:
  • 時序圖與照片記錄了各種故障(例如破裂的粉碗、滲漏的管路)。

  • 重點總結:

  • 設計反覆改良: 提升了閥門/歧管的耐用性(v2 → v5)。
  • 壓力弱點: 粉碗與自動上水配件是長期磨損的隱憂。
  • 軟體修正: 調整閥門時序可避免與壓力相關的故障。
  • 材料選擇: PPS(v5)在延長循環壽命方面展現了良好前景。

  • #testing #R&D #hardware



  • 這是以下內容的翻譯: MTBF (mean time between failure) testing at Decent Espresso


    john created 2025/07/24, john updated 2026/11/10