In militaire, medische, ruimtevaart- en professionele eqt. ontwerp is er behoefte om te kunnen aantonen dat uw apparaat met een bepaald betrouwbaarheidsniveau een bepaalde tijd meegaat. Of die betrouwbaarheid moet in het ontwerp worden gebruikt om de richting van het ontwerp te bepalen, hetzij door middel van componentenselectie, componenttesten en sorteren of in verbeteringstechnieken (zoals redundantie, FECs – Forward Error Correction etc.).
Hoe Worden FITs (Failure In Time) gebruikt bij het betrouwbaarheidsaspect van ontwerp en verificatie? Voorbeelden van berekeningen?
Hoe worden FITs bepaald / afgeleid?
Hoe is dit gerelateerd aan MTTF (Mean Time To Failure) en MTBF (Mean Time Between Failures)
Reacties
- Je kunt nooit bewijzen dat een ontwerp een bepaalde tijd meegaat. Het ' is allemaal een kansspel . U kunt met enig vertrouwen berekenen hoe lang iets gemiddeld waarschijnlijk zal duren, maar niet dat een bepaalde eenheid een minimale tijd zal duren.
- @OlinLathrop bewerkt om probabilistische aspecten beter weer te geven.
- Kijk naar IEC 61508.
Answer
De term FIT (failure in time) wordt gedefinieerd als een uitvalpercentage van 1 per miljard uur. Een component met een uitvalpercentage van 1 FIT komt overeen met een MTBF van 1 miljard uur. De meeste componenten hebben uitvalpercentages gemeten in 100 “s en 1000” s FITs. Voor componenten, zoals transistors en ICs, zal de fabrikant gedurende een bepaalde periode veel testen om t te bepalen hij mislukkingspercentage. Als 1000 componenten worden getest gedurende 1000 uur, dan wordt dat gelijkgesteld met 1.000.000 testuren. Er zijn standaardformules die het aantal mislukkingen in een bepaalde testtijd omzetten naar MTBF voor een geselecteerd betrouwbaarheidsniveau. Voor een systeem van componenten is een methode om de MTBF te voorspellen het optellen van de uitvalpercentages van elke component en vervolgens het omgekeerde te nemen. Als een component bijvoorbeeld een uitvalpercentage heeft van 100 FITs, nog eens 200 FITs en nog eens 300 FITs, dan is het totale uitvalpercentage 600 FITs en is de MTBF 1,67 miljoen uur. Voor militaire systemen zijn de uitvalpercentages van elk onderdeel te vinden in MIL-HDBK-217. Dit document bevat formules om rekening te houden met omgevings- en gebruiksomstandigheden zoals temperatuur, schokken, vaste of mobiele apparatuur, enz. In de beginfase van een ontwerp zijn deze berekeningen nuttig om de algehele betrouwbaarheid van een ontwerp te bepalen (ter vergelijking met de gespecificeerde eis ) en welke componenten het meest significant zijn in termen van systeembetrouwbaarheid, zodat ontwerpwijzigingen kunnen worden aangebracht als dat nodig wordt geacht. De betrouwbaarheid van componenten is echter meer een kunst dan een wetenschap. Veel componenten zijn zo betrouwbaar dat het moeilijk is om voldoende testtijd op te bouwen om hun MTBF goed onder de knie te krijgen. Ook het relateren van gegevens die onder de ene set omstandigheden (temperatuur, vochtigheid, spanning, stroom, enz.) Zijn genomen, aan een andere is vatbaar voor grote fouten. Zoals al vermeld in de commentaren, zijn al deze berekeningen gemiddelde getallen en zijn ze nuttig bij het voorspellen van de betrouwbaarheid van een groot aantal componenten en systemen, maar niet van een individuele eenheid.
Opmerkingen
- +1 voor het antwoord. Maar ik zal opmerken " De betrouwbaarheid van componenten is echter meer een kunst dan een wetenschap " is niet waar. Dit wordt gedreven door harde wetenschap in de vorm van de Arrhenius-vergelijking en de activeringsenergie van mislukkingen. het feit dat het statistisch is, betekent niet ' t dat er geen ' t wetenschap achter zit, in feite is er geen ruimte om te raden, zoals aangetoond door de Mil-handboeken.
- Ik ben het daar helemaal niet mee eens. Betrouwbaarheidscijfers voor systemen berekend op basis van MIL-handboeken zijn notoir onnauwkeurig. Betrouwbaarheidsgetallen die worden verkregen door middel van versnelde levensduurtests zijn onderhevig aan grote fouten omdat componenten niet noodzakelijkerwijs voldoen aan de versnellingswetten. MIL-HDBK-217 wordt niet langer gebruikt voor berekeningen van nieuwe systeembetrouwbaarheid.
- Ik ben het met Barry eens. Het probleem met
Activation Energyen vergelijkbare formules is dat de experimentele gegevens om in formules te passen meestal ontbreken of vaag zijn en dat vanilleformules worden gebruikt zonder bewijs dat de parameters in het specifieke geval geldig zijn. Verhuizen van 1000-urentest onder hoge spanning en het berekenen van de werkende levensduur in 15 jaar is soms meer geloof dan experimenteel bewijs.
Antwoord
Ik begrijp FIT als storingen gedurende een miljard bedrijfsuren.
MTBF = 1.000.000.000 x 1 / FIT JEDEC JESD85 ( Standart Gebruikt voor halfgeleiders en dus relevant voor de meeste elektronica)
We gebruiken voor onze (industriële elektronica) betrouwbaarheidsberekeningen Siemens SN 29500 , maar is een beetje specifiek voor Europa.
Reacties
- Welkom bij EE.SE. Bij het citeren van standaarden zoals FIT, moet je deze ondersteunen met links en / of geciteerde commentaren uit officiële bronnen.
- @ Sparky256 SN 29500 is een quasi Standart. Maar hoe dan ook, FIT wordt gedefinieerd in JEDEC JESD85 (standaard gebruikt voor halfgeleiders en dus relevant voor de meeste elektronica)
Antwoord
Beide antwoorden bevatten een kern van waarheid. De omgeving die het apparaat zal zien, is een factor samen met het type verpakkingstechnologie (keramiek versus plastic verpakking). Deze items maakten geen deel uit van de normale MIL-STD-217.
Toen we mil-std-217 probeerden te gebruiken voor auto-elektronica, hadden we een PHD-statica-persoon die laboratorium versnelde testen zou correleren met praktijkervaring . Hij zou factoren aanbevelen (ik herinner me dingen als technologie, nieuwe IC versus oude IC, omgevingsfactoren) die bij de berekening zouden worden gebruikt.
Ik weet niet zeker wat er vandaag op dit gebied wordt gedaan, aangezien ik uit ben van het betrouwbaarheidsveld voor sommigen nu.