Zuverlässigkeitsvorhersage für elektronische Komponenten unter mechanischer Belastung: Modelle, Standards, Vergleich, Softwaretools

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Inhaltsangabe:Einleitung: Elektronische Geräte sind in unserem Leben allgegenwärtig. Dass diese Systeme eine Erleichterung darstellen, fällt besonders dann auf, wenn sie nicht mehr funktionieren. Meist ist solch ein Ausfall aber nicht dem gesamten Gerät zuzuschreiben, sondern er beschränkt sich auf ein Element, welches seine Funktion nicht mehr erfüllt; sei es ein durchgeschlagener Kondensator oder eine Bus-Verbindung, die keine elektrische Leitfähigkeit mehr besitzt. Die Ursachen für solche Ausfälle sind vielseitig: Mangelnde Qualitätskontrollen bei der Fertigung, Fehlbedienung durch den Benutzer, Überbelastung, hohe Luftfeuchte oder mechanische Belastung können die Lebensdauer einer Komponente beeinflussen. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Zuverlässigkeitsvorhersage elektronischer Komponenten. Es sollen Verfahren vorgestellt werden, die beanspruchen, eine Vielzahl von möglichen Umweltbedingungen und deren Einfluss auf die Komponenten- und Systemzuverlässigkeit zu quantifizieren. Besondere Aufmerksamkeit gilt der Berücksichtigung mechanischer Belastungen, die z.B. beim Start einer Rakete auftreten. Als wichtige Grundlage gehen Zuverlässigkeitsvorhersagen in die in Kapitel 2 beschriebenen technischen Risikoanalysen ein, die Gefährdungen und Risiken minimieren sollen. Hier dienen Ausfallwahrscheinlichkeiten zur Quantifizierung der Sicherheit und Zuverlässigkeit von Hardware. Die mathematische Definition der in Kapitel 2 erwähnten Ausfallwahrscheinlichkeit und der Ausfallrate wird neben anderen, für das Verständnis notwendigen Grundlagen, in Kapitel 3 erläutert. Dazu werden für die Beschreibung der Ausfallrate typische Verteilungen aufgezeigt. In Kapitel 4 wird die Exponentialverteilung, eine in Kapitel 3 vorgestellte Verteilung, als vereinfachende Modellannahme eingeführt. Sie wird von allen Standards zur Beschreibung der Ausfallrate angenommen. Zudem soll geklärt werden, wie die Ausfallrate und diverse Einflussfaktoren aus einer Sammlung von Feld- oder Testdaten gewonnen werden können. Die in Kapitel 3 und Kapitel 4 beschriebenen Grundlagen sind nötig, um die in Kapitel 5 beschriebenen klassischen Standards deuten und interpretieren zu können. Hier sollen multiplikative Standards wie MIL-HDBK-217, SAE (PREL), Telcordia (SR-332), CNET (RDF2000), BT (HRD5) und Italtel (IRPH) vorgestellt und deren Aufbau detailliert dargelegt werden. Insbesondere wird beschrieben, wie mechanische Belastung in multiplikativen Standards und diskreten [...]
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Additional Information

Publisher
diplom.de
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Published on
Apr 11, 2014
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Pages
137
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ISBN
9783836626651
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Best For
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Language
German
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Genres
Technology & Engineering / General
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Daniel Glose
Diplomarbeit aus dem Jahr 2008 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Wirtschaftsingenieurwesen, Note: 1,0, Hochschule für angewandte Wissenschaften Kempten (Fraunhofer Institut), Veranstaltung: Qualitätsmanagement, 85 Quellen im Literaturverzeichnis, Sprache: Deutsch, Abstract: Zuverlässigkeitsvorhersagen elektronischer Komponenten mittels Ausfallraten sind ein wesentlicher Bestandteil von Analysemethoden zur Bestimmung der Systemzuverlässigkeit und -sicherheit auf Hardwareebene. In dieser Arbeit werden Standards zur Zuverlässigkeitsvorhersage elektronischer Komponenten dargestellt. Hinsichtlich der Systemzuverlässigkeit werden multiplikative Modelle beschrieben, die in den Standards MIL-HDBK-217F, SAE (PREL), Telcordia (SR-332), CNET (RDF2000), Siemens (SN 29500) oder GJB/Z 299 zum Tragen kommen. Ebenso werden additive Modelle dargestellt, die in den Standards PRISM, 217Plus und FIDES Anwendung finden. Es werden statistische Methoden aufgezeigt, die es ermöglichen, Parameter der Zuverlässigkeitsmodelle zu ermitteln. Diese werden anhand von Beispielen mit einfachen und multiplen Regressionsanalysen erklärt. Es wird detailliert beleuchtet, wie die Standards aufgebaut sind und welche Einflüsse sie berücksichtigen. Besonderes Augenmerk gilt dabei der Parametrisierung und Modellierung mechanischer Belastung. Es werden sowohl diskrete als auch funktionale Zusammenhänge dargelegt und diskutiert. Die Standards werden anhand einer Beispielkomponente gegenüber gestellt und der Aussagewert bezüglich schwacher, mittlerer und starker mechanischer Belastung erörtert. Daraus resultieren Einsatzbereiche und -grenzen der Standards, die in der Arbeit benannt werden. Vorgestellt werden Softwareprogramme von Isograph (Reliability Workbench V10.1.1), RELEX (Reliability Studio 2007), ITEM (Toolkit Version 7), A.L.D. (RAM-Comander V7.0) und PRISM (System Reliability Version 1.2), die der Zuverlässigkeitsberechnung dienen. Die Programme verwenden einen oder mehrere der beschriebenen Standards zur Ermittlung der Komponenten- und Systemzuverlässigkeit.
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