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Zuverlässigkeits Berechnungsstandard

In der industriellen Elektronik geht heutzutage nichts mehr ohne standardisierte Stücklisten. Diese Stücklisten enthalten alle bauteilrelevanten Informationen für die elektronische Baugruppenfertigung. Waren früher die klassischen Bestücker als reine Fertigungsunternehmen von den entwickelnden Unternehmen getrennt, sind die Unterschiede heute fliessend. EMS Dienstleister (Elektronikentwicklung, Elektronikfertigung, Support) wie die Ihlemann AG bieten heute Dienstleistungen an, die über die klassische Fertigung weit hinausgehen.

Anhand derselben Stücklisten, mit denen EMS Dienstleister umgehen, wird heute standardmässig die Zuverlässigkeit von elektronischen Baugruppen berechnet, was nicht selten als Grundlage für nachgelagerte Sicherheitsbetrachtungen (--> Funktionale Sicherheit) dient.


Es gibt mehrere Standards zur theoretischen Zuverlässigkeitsberechnung elektronischer und elektromechanischer Baugruppen.  

Der einzige bekannte mechanische Standard, NSCW 98, wurde für spezifische Komponenten in der Schifffahrtsumgebung entwickelt ("grobe Mechanik"). 

Standards für elektronische Komponenten gibt es dagegen mehrere.

Ohne Anspruch auf Vollständigkeit gehören dazu:

MIL-HDBK-217 und Telcordia (beide amerikanisch), Siemens 29500 (deutsch), HRD 5 (British Telecom),

CNET 93, RDF2000 und IEC62380 (alle drei Französisch), 299B (chinesisch) und PRISM bzw. 217Plus (beide vom  RAC).

 

MIL-HDBK 217 ist zwar der bekannteste Standard, wird jedoch seit 1995 nicht mehr gepflegt.

Telcordia ist der zweitbekannteste Standard. Da er gepflegt und weiterentwickelt wird, ist er auch aktuell. 

Aktuelle Version : Issue 4 von 2016.

 

Alle diese Standards haben Folgendes gemeinsam: 

Für alle Einzelbauteile einer Baugruppe ergeben sich unter Berücksichtigung der jeweiligen äusseren Einflüsse und der charakteristischen Bauteiledaten bestimmte theoretische Fehlerraten, welche in der Summe die Gesamtfehlerrate der Baugruppe ergeben.

Der Kehrwert der Gesamtfehlerrate ist die MTBF.

 

Analysiert man nun ein komplexes System aus vielen Baugruppen, so zählt man wiederum einfach deren Fehlerraten zusammen und erhält somit eine Gesamtfehlerrate für das Gesamtsystem. Der Kehrwert hiervon ist die MTBF des Gesamtsystems.

Enthält das System Redundanzen, wird es mathematisch aufwendiger. Dies wird jedoch durch keinen einzigen Standard abgedeckt. Das Grundmodell aller Standards ist rein serieller Natur (Man denkt sich alle Bauelemente logisch in Serie geschaltet).

 

Fast alle äusseren Einflüsse und charakteristischen Bauteiledaten (nur wenige Ausnahmen) gehen in den Standards als Produktterme in die Einzelteil-Berechnungen ein.

Dies bedeutet, dass sich die Fehlerraten der Einzelbauteile aus dimensionslosen Produkten aller äusseren Einflüsse und charakteristischen Bauteiledaten zusammensetzen.

(z.B.: 0,3*3,4*1,8*...*0,9 = 8,753; die Faktoren werden einfach ausmultipliziert.) 


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