Cosa sono gli FIT e come sono utilizzati nei calcoli dell'affidabilità?

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In ambito militare, medico, spaziale, professionale. progettazione è necessario essere in grado di dimostrare che il dispositivo può durare per un certo periodo di tempo con un certo livello di confidenza. O che l'affidabilità deve essere utilizzata nella progettazione per informare la direzione del progetto, attraverso la selezione dei componenti, i test e l'ordinamento dei componenti o nelle tecniche di miglioramento (come ridondanza, FEC - Forward Error Correction, ecc.).

In che modo vengono utilizzati FIT (Failure In Time) nell'aspetto di affidabilità della progettazione e della verifica? Esempi di calcoli?

Come vengono determinati / derivati gli FIT?

In che modo ciò è correlato a MTTF (Mean Time To Failure) e MTBF (Mean Time Between Failures)

design reliability

— segnaposto
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Non puoi mai provare che un design durerà un certo tempo. È tutto un gioco di probabilità. Puoi calcolare con una certa sicurezza quanto durerà in media qualcosa, ma non che una determinata unità durerà un tempo minimo.

— Olin Lathrop

@OlinLathrop modificato per riflettere meglio gli aspetti probabilistici.

— segnaposto

Guarda IEC 61508.

— Starblue

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Il termine FIT (fallimento nel tempo) è definito come un tasso di fallimento di 1 per miliardo di ore. Un componente con un tasso di fallimento di 1 FIT equivale ad avere un MTBF di 1 miliardo di ore. La maggior parte dei componenti ha tassi di guasto misurati in 100 e 1000 di FIT. Per i componenti, come transistor e circuiti integrati, il produttore testerà molto per un periodo di tempo per determinare il tasso di guasto. Se vengono testati 1000 componenti per 1000 ore, ciò è considerato equivalente a 1.000.000 di ore di prova. Esistono formule standard che convertono il numero di guasti in un determinato tempo di test in MTBF per un livello di confidenza selezionato. Per un sistema di componenti, un metodo per prevedere l'MTBF consiste nell'aggiungere i tassi di errore di ciascun componente e quindi prendere il reciproco. Ad esempio, se un componente ha un tasso di errore di 100 FIT, altri 200 FIT e altri 300 FIT, quindi il tasso di fallimento totale è di 600 FIT e l'MTBF è di 1,67 milioni di ore. Per i sistemi militari, i tassi di guasto di ciascun componente sono riportati in MIL-HDBK-217. Questo documento include formule per tenere conto delle condizioni ambientali e di utilizzo come temperatura, shock, apparecchiature fisse o mobili, ecc. Nelle fasi iniziali di un progetto, questi calcoli sono utili per determinare l'affidabilità complessiva di un progetto (da confrontare con il requisito specificato ) e quali componenti sono più significativi in termini di affidabilità del sistema in modo che le modifiche alla progettazione possano essere apportate se ritenuto necessario. Tuttavia, l'affidabilità dei componenti è più un'arte che una scienza. Molti componenti sono così affidabili che è difficile accumulare abbastanza tempo di prova per avere una buona maneggevolezza sul loro MTBF. Anche, i dati relativi presi in una serie di condizioni (temperatura, umidità, tensione, corrente, ecc.) con un altro sono aperti a errori di grandi dimensioni. Come già accennato nei commenti, tutti questi calcoli sono numeri medi e sono utili per prevedere l'affidabilità di un gran numero di componenti e sistemi, ma non di singole unità.

— Barry
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+1 per la risposta. Ma noterò "Tuttavia, l'affidabilità dei componenti è più un'arte che una scienza" non è vero. Questo è guidato dalla dura scienza nella forma dell'equazione di Arrhenius e dell'energia di attivazione dei modi di fallimento. il fatto che sia statistico non significa che non ci sia scienza dietro, in realtà non c'è spazio per indovinare, come dimostrato dai manuali di Mil.

— segnaposto

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Non sono fortemente d'accordo. I dati sull'affidabilità dei sistemi calcolati dai manuali MIL sono notoriamente inaccurati. Qualsiasi numero di affidabilità ottenuto dai test di durata accelerati è soggetto a errori di grandi dimensioni poiché i componenti non obbediscono necessariamente alle leggi sull'accelerazione. MIL-HDBK-217 non viene più utilizzato per i calcoli dell'affidabilità del nuovo sistema.

— Barry,

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Sono d'accordo con Barry. Il problema con Activation Energye formule simili è che i dati sperimentali per adattarsi alle formule di solito sono mancanti o vaghi e la formula di vaniglia viene utilizzata senza prove che i parametri siano validi nel caso specifico. Passare dai test delle 1000 ore ad alto stress e calcolare la durata del lavoro in 15 anni è a volte più fede delle prove sperimentali.

— matzeri,

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Capisco FIT come guasti per oltre un miliardo di ore di funzionamento.

MTBF = 1.000.000.000 x 1 / FIT JEDEC JESD85 (standard usato per semiconduttori e quindi rilevante per la maggior parte dei componenti elettronici)

Usiamo per i nostri calcoli di affidabilità (elettronica industriale) Siemens SN 29500 , ma è un po 'specifico per Europa.

— Marco Wassmer
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Benvenuti in EE.SE. Quando si citano standard come FIT, è necessario eseguirne il backup con collegamenti e / o commenti citati da fonti ufficiali.

— Sparky256

@ Sparky256 SN 29500 è quasi Standart. Ma comunque FIT è definito in JEDEC JESD85 (Standart utilizzato per i semiconduttori e quindi rilevante per la maggior parte dell'elettronica)

— marco wassmer,

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C'è un po 'di verità in entrambe le tue risposte. L'ambiente che il dispositivo vedrà è un fattore insieme al tipo di tecnologia di imballaggio (imballaggi in ceramica vs plastica). Questi articoli non facevano parte del normale MIL-STD-217.

Quando stavamo cercando di usare mil-std-217 per l'elettronica automobilistica, avevamo una persona con statica dei dottori di ricerca che avrebbe correlato i test accelerati in laboratorio con l'esperienza sul campo. Raccomanderebbe i fattori (ricordo cose come la tecnologia, il nuovo IC contro il vecchio IC, i fattori ambientali) che verrebbero utilizzati nel calcolo.

Non sono sicuro di ciò che viene fatto oggi in quest'area perché sono stato fuori dal campo dell'affidabilità per alcuni ora.

— Tim
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