Articulo: ¿Cuanto tiempo se debe quemar un sistema?

 Fuente: https://help.reliasoft.com/articles/content/hotwire/issue69/relbasics69.htm

¿Cuánto tiempo se debe quemar en un sistema?

Las pruebas de quemado son una técnica de confiabilidad importante que se puede utilizar para mejorar la población de un producto antes del envío. Se basa en el desmalezado elimine las unidades débiles operando todas las unidades durante un período de tiempo predeterminado. Las unidades que sobreviven se consideran apropiadas para el envío, mientras que Las unidades fallidas se descartan. Algunas aplicaciones requieren quemar en su totalidad sistema formado por varios componentes en lugar de quemar los componentes individualmente. Este artículo analiza buenas estrategias de quemado, dependiendo de el tipo de comportamiento de la tasa de fallas del sistema, utilizando BloqueSim.

Introducción

El quemado no es bueno para todo tipo de productos. Debe usarse sólo cuando tratar con poblaciones con una subpoblación o unidades "extrañas" (débiles) que tener una tasa de fallas que disminuye continuamente o tener un período de disminución tasa de fracaso. Si se determina que el quemado es un enfoque apropiado, el Es necesario determinar el período óptimo de prueba de combustión. Muchos enfoques son disponible para determinar el período óptimo de combustión, como optimizar tiempo de combustión para cumplir un objetivo de confiabilidad o un objetivo de tasa de fallas o para Minimizar el costo de quemado y reemplazos futuros. Número 58 abordó uno de estos métodos.

Nos enfrentamos a un problema al quemar en un sistema fabricado con componentes con diferentes comportamientos de falla. En tales situaciones,  La prueba de quemado ideal debe evaluar la población de cada componente por separado y luego construya sistemas con componentes que sobrevivieron a las pruebas de quemado (asumiendo que la construcción del sistema no agregue nuevos fallos significativos modos; de lo contrario, aún podría ser necesaria una prueba de combustión del sistema). Sin embargo, Hay muchas situaciones que no permiten tal procedimiento. Para Por ejemplo, replicar en una prueba de quemado las mismas condiciones que los componentes experimentarían en funcionamiento regular como parte del sistema, los componentes Es posible que sea necesario ensamblarlo en el sistema antes de realizar la prueba. Otra razón podría ser porque el fabricante no tiene todos los equipo necesario para probar por separado cada uno de los componentes que lo componen El sistema. El quemado del sistema también ayudará a eliminar unidades que se mantuvieron Daños en los procesos de montaje, como los daños introducidos por los componentes máquinas de inserción, operaciones manuales, condiciones estresadas (p. ej., temperatura excesiva debido a la soldadura) o manipulación general. Situaciones tales Llamado a la quema en todo el sistema. Cuando se trata de un sistema hecho de componentes con diferentes características de falla, ¿Cómo se hace ¿Cómo determinar un tiempo de prueba de combustión adecuado?

Estudiaremos diferentes categorías de tasas de falla y decidir una estrategia de combustión del sistema adecuada utilizando BloqueSim. Para el resto de este artículo, consideraremos el siguiente diagrama de bloques de confiabilidad del sistema (RBD).

Figura 1 - Sistema de ejemplo

Tenga en cuenta que los bloques del RBD anterior pueden representan diferentes componentes, subconjuntos o modos de falla inherentes a el sistema, o incluso los modos de fallo introducidos por el proceso de montaje.

Caso 1: Sistemas con fallos crecientes tasa

En este ejemplo, utilizamos el RBD en la Figura 1 y la siguiente falla distribuciones.

Bloquear	Distribución de fallas
A	Weibull (β = 2,6, η = 1200 )
B	Normal (μ = 2,6, σ = 1200 )
C	Weibull (β = 2,6, η = 1200 )
D	Normal (μ = 2,6, σ = 1200 )
E	Weibull (β = 2,6, η = 1200 )
F	Weibull (β = 2,6, η = 1200 )
G	Exponencial (λ = 1E-005 )
H	Weibull (β = 2,6, η = 1200 )

El gráfico de la tasa de fallas del sistema, λ(t), obtenido en A continuación se muestra BlockSim.

Figura 2 - Tasa de fracaso Trama para el caso 1

Sistemas de este tipo ya están en su etapa de desgaste desde la hora de inicio. En este caso, el quemado tendrá un efecto negativo. Empeoraría los sistemas, porque los sistemas que lo hacen sobrevivir al incendio tendrá una tasa de fracaso mayor que la que tenían antes de la prueba y tendrá más probabilidades de fallar en el campo. Realizar una En este caso no se recomienda el quemado.

Caso 2: Sistemas con falla decreciente tasa

En este ejemplo, utilizamos el RBD en la Figura 1 y la siguiente falla distribuciones.

Bloquear	Distribución de fallas
A	Weibull (β = 0,6, η = 1200 )
B	Weibull (β = 0,6, η = 700)
C	Weibull (β = 0,3, η = 1000 )
D	Weibull (μ = 1,5, η =10000 )
E	Weibull (β = 0,8, η = 750 )
F	Weibull (β = 1,5, η = 5000 )
G	Weibull (β = 0,7, η =1000 )
H	Weibull (β = 0,68, η = 1000 )

A continuación se muestra el gráfico de la tasa de fallas del sistema.

Figura 3 - Gráfico de tasa de fracaso para el caso 2

Los sistemas con tasas de fallas decrecientes son candidatos ideales para pruebas de quemado. Para tales sistemas, quemado más prolongado Los períodos darán como resultado sistemas supervivientes que sean mejores que los sistemas nuevos, pero también dará como resultado más sistemas débiles descartados. El período de combustión debe determinarse basándose en un determinado criterio (por ejemplo, optimizar tiempo de combustión basado en un objetivo de confiabilidad, un objetivo de tasa de falla o un costo de quemado y futuros reemplazos). En este ejemplo, utilizamos la tasa de fracaso criterio de objetivo. Si el objetivo de tasa de falla es FR, entonces el quemado El período se puede determinar estimando el tiempo, Tb, que satisface λ(Tb)= FR, como se ve en la siguiente figura.

Figura 4 - Determinación de un Tiempo óptimo de combustión basado en un objetivo de tasa de fracaso

Por ejemplo, si FR'=0,22 h-1, entonces Tb=7,6 h.

En BlockSim, podemos evaluar el beneficio del quemado al comparar la confiabilidad condicional después de 50 horas de operación si no se realiza ningún quemado (Figura 5.A) a la confiabilidad después 50 horas de funcionamiento si se realiza un período de combustión de Tb = 7,6 horas (Figura 5.B).

Figura 5A- Fiabilidad sin quemado 

Figura 5B-Confiabilidad con Burn-in

La comparación anterior lo muestra que un rodaje de 7,6 horas de duración mejoraría la fiabilidad en t =50 del 40% a aproximadamente el 55%.

En BlockSim también podemos obtener dos Gráficos de confiabilidad para el sistema con o sin quemado. Desde a El sistema "quemado" comenzaría a funcionar con bloques que tienen acumulado una cierta edad (Tb), un RBD del sistema quemado puede ser creado duplicando el RBD original con las mismas propiedades y aplicando una edad de inicio en cada bloque. La siguiente figura muestra cómo aplicar el Edad de inicio en un bloque (esto debe hacerse para cada bloque en el RBD).

Figura 6 - Aplicación de la Edad inicial para un bloque

Después de aplicar la edad de inicio para cada bloque, la tasa de fallas u otros gráficos (como el gráfico de confiabilidad) pueden ser obtenido. La siguiente figura es un gráfico de la confiabilidad después del quemado en comparación con la confiabilidad del sistema si no se realiza ningún quemado.

Figura 7 - Comparación de La fiabilidad del sistema en el caso 2 con o sin quemado

En este ejemplo, utilizamos el RBD en la Figura 1 y la siguiente falla distribuciones.

Bloquear	Distribución de fallas
A	Weibull (β = 1,5, η = 1000 )
B	Weibull (β = 0,5, η = 800 )
C	Normal (μ = 1000, σ = 200 )
D	Weibull (μ = 1,5, σ = 10000 )
E	Weibull (β = 3, η = 1000 )
F	Weibull (β = 1,5, η = 5000 )
G	Weibull (β = 0,7, η = 10000 )
H	Normal (μ = 50000, σ = 50 )

El gráfico de la tasa de fallas del sistema se muestra a continuación.

Figura 8 - Gráfico de tasa de fracaso para el caso 3

En este caso consideramos que el sistema Sigue un período de disminución de la tasa de fracaso, seguido de un aumento período de tasa de falla (y posiblemente una tasa de falla constante intermedia período). Tenga en cuenta que el término curva de bañera se utiliza generalmente para describir una toda la población no homogénea de unidades. Aquí, sin embargo, lo estamos usando para describir la tasa de fallas de un solo sistema o de cada sistema en un población de sistemas.

Usando la Figura 8, podemos determinar el tiempo de combustión adecuado para el sistema que podría eliminar Los problemas de la vida temprana son los siguientes:

Figura 9 - Determinación de un Tiempo óptimo de combustión para eliminar los sistemas débiles que siguen a la bañera Tasa de fracaso

A partir de la Figura 9, determinamos que un quemado Un período de Tb = 160 h eliminaría los sistemas débiles. Quemado más prolongado Los tiempos no serán económicos porque comenzará la tasa de fallas del sistema aumentando nuevamente después de Tb (o, en los casos en que exista un período de falla constante intermedia tasa, la tasa de fracaso comenzará a aumentar nuevamente en algún momento después de Tb). El siguiente es el gráfico de confiabilidad del sistema si se realiza el quemado (el El gráfico se obtiene utilizando la edad de inicio propiedad explicada en el Caso 2), en comparación con la confiabilidad del sistema trama si no se realiza ningún quemado.

Figura 10 - Comparación del sistema del Caso 3 con o sin Burn-in

La figura anterior muestra que el quemado puede ayudar a eliminar los problemas de la vida temprana. Tenga en cuenta, sin embargo, que después Alrededor de t=714 h, la confiabilidad de los sistemas quemados se vuelve inferior a la sistema que no fue quemado. La razón es que tal como está siendo el sistema quemado, todos los componentes del sistema que tienen una falla decreciente La tasa (componentes B y G) se está beneficiando de la prueba. Sin embargo, el componentes que tienen una tasa de fallas creciente (componentes A, C, D, E, F y H) están empeorando. Ese es el precio que pagamos por quemar el conjunto ¡sistema, en lugar de quemar sólo los componentes que lo necesitan! Por lo tanto, en tales situaciones, el quemado tendrá beneficios a corto plazo pero causará Problemas a largo plazo.Los problemas a largo plazo serán más significativos cuando la relación entre el período de combustión y toda la vida útil de la misión es significativo. En consecuencia, es necesario tomar una decisión sobre el beneficio de quemado considerando el tiempo de misión de los sistemas (es decir. el período durante el cual queremos que funcionen los sistemas). Por ejemplo, si el sistema va a Si se utiliza durante menos de 714 horas, el quemado será beneficioso. Sin embargo, si El tiempo de misión del sistema debe superar las 714 horas, entonces debemos considerar la efecto a largo plazo del quemado y no realizarlo o realizar el quemado por un tiempo más corto.

Caso 4: Sistema con falla constante tasa

En el caso de estos sistemas, el efecto burn-in no mejora ni empeora la población. En En estos casos, no se recomienda el quemado porque sería una estrategia que es inútil y sólo provocará mayores costes y retrasos.

Conclusión

Este artículo presentó un enfoque simple para determinar el quemado óptimo duraciones si necesitamos quemar en un sistema completo. Este es un tema que es vale la pena estudiarlo. En futuros artículos, exploraremos la idea de sistema quemar con más profundidad y considerar otros criterios para determinar el óptimo tiempo de combustión y otros tipos de combustión, como pruebas de combustión híbridas componentes y el sistema para eliminar los sistemas dañados por el montaje procesar.

 

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