Produktdesign ist ein komplexer Prozess, der häufig Bürokratie und Dokumentenvorbereitung umfasst, um die Einhaltung von Vorschriften und Kundenanforderungen nachzuweisen.
Zuverlässigkeits-, Verfügbarkeits-, Wartbarkeits- und Sicherheitsanalysen (RAMS) sind Standardanforderungen in Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Verteidigung, Schiene, Automobil, Medizin und Schifffahrt. Ein Schlüsselparameter bei diesen Analysen ist die Zuverlässigkeit.
Wenn Test- oder Felddaten vorhanden sind, können die Daten zur Zuverlässigkeitsberechnung verwendet werden. Bei der Entwicklung eines neuen Produkts sind diese Informationen jedoch nicht verfügbar, und beschleunigte Lebensdauertests sind teuer und zeitaufwändig. Daher erfolgt die Zuverlässigkeitsvorhersage nach branchenspezifischen Standards (MIL-HDBK-217, FIDES, Telcordia, IEC, Physik der Fehler, Zuverlässigkeitsphysik usw.). Jede Vorhersagemethode erfordert einen Datensatz, der das Design darstellt, wie z. B. Umgebung, Temperatur, Komponententyp, Leiterplattenstruktur, Vibration, Arbeitszyklus und vor allem die elektrische Belastung jeder Komponente.
Während der Zuverlässigkeitsanalyse können Sie zwischen zwei Strategien wählen:
1. Verbessern Sie den Bericht
Diese Haltung ist auf das kurzfristige Ziel ausgerichtet, schnell zufriedenstellende Berichte zu liefern.
Sie können schnell eine Zuverlässigkeitsvorhersage erhalten, indem Sie die Standardannahme einer elektrischen Belastung der Komponenten von 50% verwenden.
Dies verhindert jedoch nicht, dass Ihr Produkt aufgrund überlasteter Komponenten und anderer Konstruktionsfehler, die Sie nicht identifiziert haben, eine Fehlfunktion aufweist.
Ein weiteres Problem besteht darin, dass bei den meisten Konstruktionen die tatsächliche Spannung weniger als 50% beträgt. Daher bietet diese konservative Annahme nur eine Untergrenze für die Zuverlässigkeit.
Die Spannungsannahme 50% liefert auch eine hohe berechnete Leistung und Temperatur, was zu einer Überkonstruktion führen kann (z. B. Hinzufügen unnötiger Kühlkörper).
Um den Bericht zu verbessern, können Sie die tatsächlichen Spannungen für einige Schlüsselkomponenten berechnen. Die meisten Konstruktionsfehler und überlasteten Komponenten bleiben jedoch verborgen.
2. Verbessern Sie das Produkt
Diese Einstellung ist auf die Produktverbesserung ausgerichtet, oder wie einer unserer Kunden sagte: „Wir müssen diese Berichte erstellen, damit wir genauso gut etwas von ihnen lernen können.“
Durch die Berechnung der tatsächlichen elektrischen Spannungen gewinnen Sie:
- Frühzeitiges Erkennen überlasteter Komponenten und Konstruktionsfehler
- Identifizieren Sie überentwickelte Komponenten, die durch wirtschaftlichere ersetzt werden können
- Increase your product reliability and robustness
- Erhöhen Sie die Genauigkeit der Zuverlässigkeitsvorhersage
Die Berechnung der Bauteilspannungen ist eine bewährte Methode, die im Rahmen des Entwurfsprozesses implementiert werden sollte.