¿Qué son los FIT y cómo se usan en los cálculos de confiabilidad?

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En militar, médico, espacio, profesional eqt. diseño hay una necesidad de poder demostrar que su dispositivo puede durar un cierto período de tiempo con un cierto nivel de confianza. O esa confiabilidad debe usarse en el diseño para informar la dirección del diseño, ya sea a través de la selección de componentes, pruebas y clasificación de componentes o en técnicas de mejora (como redundancia, FEC's - Corrección de errores de reenvío, etc.).

¿Cómo se usan los FIT (Fallas en el tiempo) en el aspecto de confiabilidad del diseño y la verificación? ¿Ejemplos de cálculos?

¿Cómo se determinan / derivan los FIT?

¿Cómo se relaciona esto con MTTF (tiempo medio de falla) y MTBF (tiempo medio entre fallas)?

design reliability marcador de posición
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Nunca se puede probar que un diseño durará un tiempo determinado. Todo es un juego de probabilidad. Puede calcular con cierta confianza cuánto tiempo es probable que algo dure en promedio, pero no que una unidad en particular dure un tiempo mínimo.
Olin Lathrop
@OlinLathrop editado para reflejar mejor los aspectos probabilísticos.
marcador de posición
Mire IEC 61508.
Starblue

Respuestas:

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El término FIT (falla en el tiempo) se define como una tasa de falla de 1 por mil millones de horas. Un componente que tiene una tasa de falla de 1 FIT es equivalente a tener un MTBF de mil millones de horas. La mayoría de los componentes tienen tasas de falla medidas en cientos y miles de FIT. Para los componentes, como los transistores y los circuitos integrados, el fabricante probará un lote grande durante un período de tiempo para determinar la tasa de falla. Si se prueban 1000 componentes durante 1000 horas, eso se considera equivalente a 1,000,000 horas de tiempo de prueba. Existen fórmulas estándar que convierten el número de fallas en un tiempo de prueba dado a MTBF para un nivel de confianza seleccionado. Para un sistema de componentes, un método para predecir el MTBF es agregar las tasas de falla de cada componente y luego tomar el recíproco. Por ejemplo, si un componente tiene una tasa de falla de 100 FIT, otros 200 FIT y otros 300 FIT, luego la tasa de falla total es de 600 FIT y el MTBF es de 1.67 millones de horas. Para sistemas militares, las tasas de falla de cada componente se pueden encontrar en MIL-HDBK-217. Este documento incluye fórmulas para tener en cuenta las condiciones ambientales y de uso, como temperatura, choque, equipos fijos o móviles, etc. En las etapas iniciales de un diseño, estos cálculos son útiles para determinar la confiabilidad general de un diseño (para comparar con el requisito especificado ) y qué componentes son más significativos en términos de confiabilidad del sistema para que se puedan realizar cambios de diseño si se considera necesario. Sin embargo, la confiabilidad de los componentes es más un arte que una ciencia. Muchos componentes son tan confiables que es difícil acumular suficiente tiempo de prueba para manejar bien su MTBF. También, relacionar datos tomados en un conjunto de condiciones (temperatura, humedad, voltaje, corriente, etc.) con otro está abierto a grandes errores. Como ya se mencionó en los comentarios, todos estos cálculos son números medios y son útiles para predecir la confiabilidad de una gran cantidad de componentes y sistemas, pero no de una unidad individual.

Barry
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+1 por la respuesta. Pero señalaré "Sin embargo, la confiabilidad de los componentes es más un arte que una ciencia" no es cierto. Esto es impulsado por la ciencia dura en la forma de la ecuación de Arrhenius y los modos de energía de activación de fallas. el hecho de que sea estadístico no significa que no haya ciencia detrás, de hecho no hay espacio para adivinar como lo demuestran los manuales de Mil.
marcador de posición el
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Estoy en total desacuerdo. Las cifras de fiabilidad para los sistemas calculados a partir de los manuales MIL son notoriamente inexactas. Los números de confiabilidad obtenidos de las pruebas de vida acelerada están sujetos a grandes errores porque los componentes no necesariamente obedecen las leyes de aceleración. MIL-HDBK-217 ya no se usa para nuevos cálculos de confiabilidad del sistema.
Barry
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Estoy de acuerdo con Barry. El problema con Activation Energyfórmulas similares es que los datos experimentales para ajustar las fórmulas generalmente faltan o son vagos y la fórmula de vainilla se usa sin evidencia de que los parámetros son válidos en el caso específico. Pasar de la prueba de 1000 horas con alto estrés y calcular la vida laboral en 15 años es en ocasiones más fe que evidencia experimental.
matzeri
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Entiendo FIT como fallas de más de mil millones de horas de operación.

MTBF = 1,000,000,000 x 1 / FIT JEDEC JESD85 ( Estándar utilizado para semiconductores y, por lo tanto, relevante para la mayoría de la electrónica)

Utilizamos para nuestros cálculos de fiabilidad (electrónica industrial) Siemens SN 29500 , pero es un poco específico para Europa.

marco wassmer
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Bienvenido a EESE. Al citar estándares como FIT, debe respaldarlo con enlaces y / o comentarios citados de fuentes oficiales.
Sparky256
@ Sparky256 SN 29500 es un cuasi estándar. Pero de todos modos, FIT se define en JEDEC JESD85 (Standart Usado para semiconductores y, por lo tanto, relevante para la mayoría de la electrónica)
marco wassmer
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Hay algo de verdad en sus dos respuestas. El entorno que verá el dispositivo es un factor junto con el tipo de tecnología de embalaje (embalaje de cerámica frente a plástico). Estos artículos no formaban parte de MIL-STD-217 normal.

Cuando estábamos tratando de usar mil-std-217 para electrónica automotriz, teníamos una persona de estadística de PHD que correlacionaba las pruebas aceleradas de laboratorio con la experiencia de campo. El recomendaría factores (recuerdo cosas como tecnología, IC nuevo frente a IC antiguo, factores ambientales) que se utilizarían en el cálculo.

No estoy seguro de lo que se hace en esta área hoy, ya que he estado fuera del campo de la confiabilidad por algunos ahora.

Tim
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