Elektronikus készülékek megbízhatósága 2008. 04. 13 Elektronikus készülékek megbízhatósága

Rendszer modellalkotás Kapcsolatkeresés a rendszert alkotó elemek és a rendszer megbízhatósági állapota között – modellalkotás Modellalkotás szabályai A valóságosnál egyszerűbb, áttekinthetőbb A valóságot minél pontosabban közelíti, csak a lényegtelen dolgokat hagyja figyelmen kívül Lehetővé teszi matematikai módszerek alkalmazását Lehetőség van kiegészítésre, fejlesztésre, finomításra Elektronikus készülékek

Kanonikus (Boole típusú) modellek A rendszer és az elemek is két üzemállapottal rendelkeznek: Működőképes Üzemképtelen Az elemek meghibásodási típusai: Degradáció (fokozatos, folytonos romlás) Időszakos (átmeneti jellegű) Katasztrofális (hirtelen bekövetkező, végleges) Struktúrák alaptípusai (nem villamos kapcsolatok): Soros (redundancia mentes) Redundáns Melegtartalékolt (párhuzamos) Hidegtartalékolt Hardver tartalékolt Vegyes Javíthatóság szempontjából Nem javítható Javítható, felújítható Elektronikus készülékek

Soros struktúrájú (redundanciamentes) rendszer jellemzői A rendszer véges számú elemből áll Egy elem meghibásodása a rendszer meghibásodásához vezet A meghibásodások egymástól függetlenek Az elemek azonos fontosságúak A kommersz elektronikai berendezések soros struktúrájúak Elektronikus készülékek

Soros rendszer megbízhatósági függvénye és várható élettartama Megbízhatósági függvény n elem esetén: Ha minden elem exponenciális eloszlású: Várható élettartam: Azonos jellegű elemek esetén: 1= 2=…= n=  és T=1/n =Ti/n T mindig kisebb, mint Ti közül a legkisebb Elektronikus készülékek

A megbízhatóság növelésének módszerei Meghibásodások számának csökkentése, soros rendszer megbízhatóbbá tétele Kevés alkatrész Kis  értékek (jó minőségű alkatrészek) Csökkentett terhelés (derating) Azonos  értékre törekvés Soros rendszer helyett redundáns rendszer Javítási lehetőség Elektronikus készülékek

Melegtartalékolt (párhuzamos) rendszer A rendszer n azonos elemből áll A rendszer működéséhez egy elem működése szükséges Az alapelem és tartalékelemek meghibásodási tényezői azonosak Leginkább alkatrész redundancia, de létezik részegység, készülék redundancia is Hibafelismerő elem, kapcsolóelem esetenként szükséges A tartalék állapota ismert A tartalék is fogyaszt energiát, elhasználódik Elektronikus készülékek

Párhuzamos rendszer meghibásodási függvénye és várható élettartama Várható élettartam 2 egyforma elem esetén: Várható élettartam n egyforma elem esetén: Általában rövid idejű alkalmazások esetén jelentős, az R(t) görbe vízszintes érintővel indul Elektronikus készülékek

A megbízhatósági függvény változása n=1,2,3 elem esetén Elektronikus készülékek

Elektronikus készülékek Hidegtartalékolás A rendszer n azonos elemből áll A rendszer működéséhez egy elem működése szükséges A tartalékban lévő elem nincs bekapcsolva, nem fogyaszt energiát A tartalékban lévő elem nem hibásodhat meg Hibafelismerő és kapcsolóelemre van szükség A tartalékelem bekapcsolása időt vesz igénybe Várható élettartam n azonos elem esetén: T=t1+t2+…+tn=n*t Elektronikus készülékek

Elektronikus készülékek Példa hidegtartalékolt rendszerre Hidegtartalékolt rendszer megbízhatósági függvénye Elektronikus készülékek

Elektronikus készülékek Vegyes rendszerek A rendszer eredő megbízhatósági függvénye (1,2,T,K ismert): Elektronikus készülékek

Elektronikus készülékek Hardware redundancia Önteszt, automatikus hibadiagnózis, önellenőrző áramkörök, watch-dog áramkörök Többségi , majoritásos redundancia Páratlan számú elemből áll Szükséges egy nagy megbízhatóságú „döntéshozó” áramkör Akkor ad helyes döntést, ha legalább (n+1)/2 elem működőképes. Pl: ha 5 elem esetén 3 működőképes, még helyes eredményt kapunk. Elektronikus készülékek

Elektronikus készülékek Javítható rendszerek Működőképesség: Első meghibásodásig eltelt idő:MTTF=E(T1) Működési idők várható értéke: TU=E(Ti) Javítási idők várható értéke: TD=E(T’i) Készenléti tényező: T1 T2 T3 T1’ T2’ T3’ t Elektronikus készülékek

Megbízhatósági analízis a gyakorlatban Több célszoftver is van a piacon (Weibull ++, Lambda Predict, Relex, Isograph, Raptor...) Alkatrészek megbízhatósági analízise kiválasztható szabvány alapján Megbízhatósági rendszer analízis: a megbízhatósági blokk diagram alapján Hibamód és hibahatás analízis: alkatrészek és részegységek meghibásodása milyen hatással van a rendszer meghibásodására Karbantartási analízis: a felmerülő hibák és javításuk szimulációja. ... Elektronikus készülékek

Megbízhatósági analízis célja Gyártó költsége a megbízhatóság szempontjából Elektronikus készülékek

Megbízhatósági analízis célja Minél megbízhatóbb termék tervezése?! Elektronikus készülékek