In den Bereichen Militär, Medizin, Raumfahrt und Beruf. Design Es muss nachgewiesen werden müssen, dass Ihr Gerät eine bestimmte Zeit mit einem bestimmten Konfidenzniveau aushält. Oder diese Zuverlässigkeit muss im Entwurf verwendet werden, um die Entwurfsrichtung zu informieren, entweder durch Komponentenauswahl, Komponententest und -sortierung oder durch Verbesserungstechniken (wie Redundanz, FECs – Vorwärtsfehlerkorrektur usw.).
Wie Werden FITs (Failure In Time) im Hinblick auf die Zuverlässigkeit von Design und Verifizierung verwendet? Beispiele für Berechnungen?
Wie werden FITs ermittelt / abgeleitet?
Wie hängt dies mit MTTF (Mean Time To Failure) und MTBF (Mean Time Between Failures)
Kommentare
- Sie können niemals beweisen, dass ein Design eine bestimmte Zeit hält. ' ist alles ein Wahrscheinlichkeitsspiel Sie können mit einiger Sicherheit berechnen, wie lange etwas im Durchschnitt wahrscheinlich hält, aber nicht, dass eine bestimmte Einheit eine Mindestdauer hat.
- @OlinLathrop wurde bearbeitet, um probabilistische Aspekte besser widerzuspiegeln.
- Siehe IEC 61508.
Antwort
Der Begriff FIT (Fehler in der Zeit) ist definiert als Ausfallrate von 1 pro Milliarde Stunden. Eine Komponente mit einer Ausfallrate von 1 FIT entspricht einer MTBF von 1 Milliarde Stunden. Die meisten Komponenten haben Ausfallraten, die in 100 „s und 1000“ s von FITs gemessen werden. Für Komponenten wie z Transistoren und ICs wird der Hersteller über einen bestimmten Zeitraum eine große Menge testen, um t zu bestimmen Die Ausfallrate. Wenn 1000 Komponenten 1000 Stunden lang getestet werden, entspricht dies einer Testzeit von 1.000.000 Stunden. Es gibt Standardformeln, die die Anzahl der Fehler in einer bestimmten Testzeit für ein ausgewähltes Konfidenzniveau in MTBF konvertieren. Für ein Komponentensystem besteht eine Methode zur Vorhersage der MTBF darin, die Ausfallraten jeder Komponente zu addieren und dann den Kehrwert zu ermitteln. Wenn beispielsweise eine Komponente eine Ausfallrate von 100 FITs, weitere 200 FITs und weitere 300 FITs aufweist, beträgt die Gesamtausfallrate 600 FITs und die MTBF 1,67 Millionen Stunden. Für militärische Systeme finden Sie die Ausfallraten jeder Komponente in MIL-HDBK-217. Dieses Dokument enthält Formeln zur Berücksichtigung von Umgebungs- und Verwendungsbedingungen wie Temperatur, Schock, festen oder mobilen Geräten usw. In der Anfangsphase eines Entwurfs sind diese Berechnungen hilfreich, um die Gesamtzuverlässigkeit eines Entwurfs zu bestimmen (um mit der angegebenen Anforderung zu vergleichen ) und welche Komponenten für die Systemzuverlässigkeit am wichtigsten sind, damit bei Bedarf Konstruktionsänderungen vorgenommen werden können. Die Zuverlässigkeit von Bauteilen ist jedoch eher eine Kunst als eine Wissenschaft. Viele Komponenten sind so zuverlässig, dass es schwierig ist, genügend Testzeit zu sammeln, um ihre MTBF in den Griff zu bekommen. Das Zuordnen von Daten, die unter bestimmten Bedingungen (Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Spannung, Strom usw.) aufgenommen wurden, zu anderen ist offen für große Fehler. Wie bereits in den Kommentaren erwähnt, sind alle diese Berechnungen Mittelwerte und nützlich, um die Zuverlässigkeit einer großen Anzahl von Komponenten und Systemen vorherzusagen, jedoch nicht einer einzelnen Einheit.
Kommentare
- +1 für die Antwort. Ich werde jedoch feststellen, dass " Die Zuverlässigkeit von Komponenten jedoch eher eine Kunst als eine Wissenschaft ist. " ist nicht wahr. Dies wird durch harte Wissenschaft in Form der Arrhenius-Gleichung und der Aktivierungsenergie von Fehlermodi vorangetrieben. Die Tatsache, dass es statistisch ist, bedeutet nicht, dass ' nicht ' t Wissenschaft dahinter steckt, tatsächlich gibt es keinen Raum für Vermutungen, wie gezeigt von den Mil-Handbüchern.
- Ich bin nicht einverstanden. Die aus MIL-Handbüchern berechneten Zuverlässigkeitsangaben für Systeme sind notorisch ungenau. Alle Zuverlässigkeitszahlen, die durch beschleunigte Lebensdauertests erhalten werden, unterliegen großen Fehlern, da Komponenten nicht unbedingt den Beschleunigungsgesetzen entsprechen. MIL-HDBK-217 wird nicht mehr für neue Systemzuverlässigkeitsberechnungen verwendet.
- Ich stimme Barry zu. Das Problem mit
Activation Energyund ähnlichen Formeln besteht darin, dass die experimentellen Daten zur Anpassung an Formeln normalerweise fehlen oder vage sind und Vanilleformeln verwendet werden, ohne dass nachgewiesen wird, dass die Parameter im speziellen Fall gültig sind. Der Übergang vom 1000-Stunden-Test bei hoher Belastung und die Berechnung der Arbeitslebensdauer in 15 Jahren ist manchmal mehr Vertrauen als experimentelle Beweise.
Antwort
Ich verstehe FIT als Fehler über eine Milliarde Betriebsstunden.
MTBF = 1.000.000.000 x 1 / FIT JEDEC JESD85 ( Standard Wird für Halbleiter verwendet und ist daher für die meisten elektronischen Geräte relevant.
Wir verwenden für unsere Zuverlässigkeitsberechnungen (Industrieelektronik) Siemens SN 29500 , aber es ist ein bisschen spezifisch für Europa.
Kommentare
- Willkommen bei EE.SE. Wenn Sie Standards wie FIT zitieren, müssen Sie diese mit Links und / oder zitierten Kommentaren aus offiziellen Quellen sichern.
- @ Sparky256 SN 29500 ist quasi ein Standard. Trotzdem ist FIT in JEDEC JESD85 definiert (Standard wird für Halbleiter verwendet und ist daher für die meisten elektronischen Geräte relevant)
Antwort
Beide Antworten haben eine gewisse Wahrheit. Die Umgebung, die das Gerät sehen wird, ist ein Faktor zusammen mit der Art der Verpackungstechnologie (Keramik- oder Kunststoffverpackungen). Diese Elemente waren nicht Teil des normalen MIL-STD-217.
Als wir versuchten, mil-std-217 für die Automobilelektronik zu verwenden, hatten wir eine Person für PHD-Statik, die laborbeschleunigte Tests mit Erfahrungen vor Ort korrelierte . Er würde Faktoren empfehlen (ich erinnere mich an Dinge wie Technologie, neuen IC gegen alten IC, Umweltfaktoren), die für die Berechnung verwendet werden würden.
Ich bin mir nicht sicher, was heute in diesem Bereich getan wird, da ich unterwegs war des Zuverlässigkeitsfeldes für einige jetzt.