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¿Qué son los FIT y cómo se utilizan en los cálculos de fiabilidad?

En el diseño de equipos militares, médicos, espaciales y profesionales es necesario demostrar que el dispositivo puede durar un cierto tiempo con un determinado nivel de confianza. O bien, la fiabilidad debe utilizarse en el diseño para informar sobre la dirección del diseño, ya sea mediante la selección de componentes, las pruebas de componentes y la clasificación o en técnicas de mejora (como la redundancia, FEC - Forward Error Correction, etc.).

¿Cómo se utilizan los FIT (fallos en el tiempo) en el aspecto de la fiabilidad del diseño y la verificación? ¿Ejemplos de cálculos?

¿Cómo se determinan/derivan los FIT?

¿Cómo se relaciona esto con el MTTF (tiempo medio hasta el fallo) y el MTBF (tiempo medio entre fallos)?

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Nunca se puede demostrar que un diseño durará un tiempo determinado. Todo es un juego de probabilidades. Se puede calcular con cierta seguridad cuánto tiempo es probable que dure algo de media, pero no que una unidad concreta vaya a durar un tiempo mínimo.

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@OlinLathrop editado para reflejar mejor los aspectos probabilísticos.

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Consulte la norma IEC 61508.

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Rexxar Puntos 1076

El término FIT (failure in time) se define como una tasa de fallos de 1 por cada mil millones de horas. Un componente con una tasa de fallos de 1 FIT equivale a tener un MTBF de 1.000 millones de horas. La mayoría de los componentes tienen tasas de fallo que se miden en cientos y miles de FIT. En el caso de los componentes, como los transistores y los circuitos integrados, el fabricante probará un gran lote durante un período de tiempo para determinar la tasa de fallos. Si se prueban 1.000 componentes durante 1.000 horas, se considera que eso equivale a 1.000.000 de horas de prueba. Existen fórmulas estándar que convierten el número de fallos en un tiempo de prueba determinado en MTBF para un nivel de confianza seleccionado. Para un sistema de componentes, un método para predecir el MTBF es sumar las tasas de fallo de cada componente y luego tomar el recíproco. Por ejemplo, si un componente tiene una tasa de fallos de 100 FITs, otro de 200 FITs y otro de 300 FITs, entonces la tasa total de fallos es de 600 FITs y el MTBF es de 1,67 millones de horas. Para los sistemas militares, las tasas de fallo de cada componente se pueden encontrar en el documento MIL-HDBK-217. Este documento incluye fórmulas para tener en cuenta las condiciones ambientales y de uso, como la temperatura, los golpes, los equipos fijos o móviles, etc. En las fases iniciales de un diseño, estos cálculos son útiles para determinar la fiabilidad global de un diseño (para compararla con el requisito especificado) y qué componentes son los más significativos en términos de fiabilidad del sistema, de modo que puedan realizarse cambios en el diseño si se considera necesario. Sin embargo, la fiabilidad de los componentes es más un arte que una ciencia. Muchos componentes son tan fiables que es difícil acumular suficiente tiempo de prueba para conocer su MTBF. Además, relacionar los datos tomados en un conjunto de condiciones (temperatura, humedad, tensión, corriente, etc.) con otro está abierto a grandes errores. Como ya se ha mencionado en los comentarios, todos estos cálculos son números medios y son útiles para predecir la fiabilidad de un gran número de componentes y sistemas, pero no de una unidad individual.

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+1 por la respuesta. Sin embargo, observo que "la fiabilidad de los componentes es más un arte que una ciencia" no es cierto. El hecho de que sea estadístico no significa que no haya ciencia detrás, de hecho, no hay lugar para las conjeturas, como demuestran los libros Mil.

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Estoy muy en desacuerdo. Las cifras de fiabilidad de los sistemas calculadas a partir de los manuales de la MIL son notoriamente inexactas. Cualquier cifra de fiabilidad obtenida a partir de pruebas de vida acelerada está sujeta a grandes errores porque los componentes no obedecen necesariamente las leyes de aceleración. El MIL-HDBK-217 ya no se utiliza para calcular la fiabilidad de los sistemas nuevos.

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Estoy de acuerdo con Barry. El problema con Activation Energy y fórmulas similares es que los datos experimentales para ajustar las fórmulas suelen faltar o ser vagos y se utilizan fórmulas de vainilla sin pruebas de que los parámetros sean válidos en el caso concreto. Pasar de una prueba de 1000 horas a alta tensión y calcular la vida útil en 15 años es a veces más fe que evidencia experimental.

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Manawolf Puntos 26

Entiendo la FIT como fallos en más de mil millones de horas de funcionamiento.

MTBF = 1.000.000.000 x 1/FIT JEDEC JESD85 (Estándar Utilizado para los semiconductores y, por 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.

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Bienvenido a EE.SE. Cuando se citan normas como la FIT hay que respaldarlas con enlaces y/o comentarios citados de fuentes oficiales.

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@Sparky256 SN 29500 es un cuasi Standart. Pero de todos modos el FIT se define en JEDEC JESD85 (Estándar Utilizado para los semiconductores y, por tanto, relevante para la mayoría de la electrónica)

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Matt Puntos 33

Hay algo de verdad en sus dos respuestas. El entorno en el que se encuentra el dispositivo es un factor, junto con el tipo de tecnología de embalaje (cerámica frente a plástico). Estos elementos no formaban parte de la norma MIL-STD-217.

Cuando intentábamos utilizar la norma mil-std-217 para la electrónica del automóvil, teníamos un doctor en estática que correlacionaba las pruebas aceleradas de laboratorio con la experiencia de campo. Recomendaba factores (recuerdo cosas como la tecnología, los nuevos CI frente a los antiguos, los factores ambientales) que se utilizaban en el cálculo.

No estoy seguro de lo que se hace en esta área hoy en día, ya que he estado fuera del campo de la fiabilidad desde hace algún tiempo.

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