Надежность цифровых устройств в цифрах и диаграммах

21 марта 2013 в 10:00

При оценке надежности цифровых устройств применяют стандартные экспериментальные методы, ориентированные на информацию, получаемую от эксплуатирующих организаций.

Информации о надежности выпускаемых изделий анализируют за разные промежутки времени, например, за:

• календарный год (при составлении годовых отчетов по качеству);
• весь период эксплуатации изделий, производство которых прекращено [1];

Данная статья посвящена анализу информации по 10 блокам типа А (рис. 1, а) и 15 блокам типа Б (рис. 1,б), возвращенным эксплуатирующими предприятиями за календарный месяц.

Такое количество возвращенных изделий соответствует 0,03 обращения на 100 блоков, находящихся в эксплуатации и 0,14 обращения на 100 блоков, выпущенных за предыдущий год [2]

При возвращении любых блоков определяют средний срок ввода изделий в эксплуатацию после отгрузки, наработку до отказа и другие характеристики на основании информации о дате отгрузки, времени хранения у потребителя до момента ввода изделия в эксплуатацию и продолжительности эксплуатации изделия перед его возвращением изготовителю (рисунок 1).

Рисунок 1 Информация об отгрузке, хранении и эксплуатациивозвращенных блоков

Информация о сроках хранения изделий у потребителя от даты отгрузки до даты ввода в эксплуатацию используется для оценки показателей сохраняемости изделий [3].

Для 25 блоков, возвращенных в рассматриваемый месяц, среднее время, прошедшее с даты отгрузки изделия до момента его ввода в эксплуатацию

составило 11,9 месяца для изделий типа А и 7,53 месяца для изделий типа Б (рисунок 2).

Рисунок 2 Средние значения времени:- от отгрузки до возврата;- от отгрузки до ввода в эксплуатацию;- эксплуатации.

Таким образом, потребитель успевает ввести изделие в эксплуатацию за время, практически в 2 раза меньше среднего срока сохраняемости, установ-ленного в технических условиях на изделия [4].

Для каждого из возвращенных изделий на предприятии-изготовителе

выясняют причину его возврата.

Например, из десяти блоков типа А один был возвращен из-за механи-ческого повреждения печатной платы эксплуатирующим персоналом спустя 1 месяц после ввода блока в эксплуатацию (рис. 3).

Рисунок 3 Причины возврата блоков типа А

Причинами возврата шести блоков были:

• отказ двух конденсаторов в одном из блоков через 64 месяца эксплуатации;
• отказы трансформаторов одного и того же типов в двух блоках, установленных на одной подстанции, после 81 месяца их эксплуатации;
• отказы трансформаторов в цепях измерения аналоговых сигналов двух блоков (через 19 в одном и через 36 – в другом), эксплуатировавшихся на разных подстанциях;
• отказ резонатора в одном из блоков после 71 месяца его эксплуатации [1].

Наконец, ещё 3 блока были возвращены из-за ошибки программного обеспечения ПрО, выявленной потребителем.

Причины возврата блоков типа Б имеют несколько иной характер, так как

7 блоков из 15 были возвращены из-за подачи пользователем на измеритель-ный вход напряжения, превышающего 300 В, что привело к повреждению резисторов (рисунок 4).

Рисунок 4 Причины возврата блоков типа Б

Причина повреждения программного обеспечения, которое может быть изменено пользователем, в одном из возвращенных не установлена.

В одном из возвращенных блоков отказало реле, шесть из 15 блоков были возвращены из-за отказа интегральных микросхем. При этом две из шести интегральных микросхем отказали после 27 и 39 месяцев эксплуатации, а четыре – во время пуско-наладочных работ.

Информация о времени отгрузки и возвращения блоков (см. рисунок 1) позволила определить характер распределения отказов для блоков типа А во времени. При построении диаграммы (рисунок 5) из рассмотрения были исключены четыре случая возврата блоков, не связанные с их надежностью :

• механическое повреждение печатной платы (виновник эксплуатирующее предприятие);
• ошибка ПрО (виновник – разработчик изделия).

Рисунок 5 Распределение отказов в возвращенных блоках типа А во времени

При построении аналогичной диаграммы для блоков типа А из рассмот-рения были исключены возвраты блоков, в которых по вине эксплуатирующего предприятия повреждены резисторы (7 случаев) и блока с поврежденным по неустановленной причине программным обеспечением.

Рисунок 6 Распределение отказов в возвращенных блоках типа Б во времени

Сравнение диаграмм, приведенных на рисунках 3, 4, 5 и 6 подтверждает случайный характер распределения отказов во времени для блоков, возвращенных изготовителю за один месяц.

Литература

1. Показатели надёжности блоков частотной автоматики БМАЧР в цифрах и фактах// Режим доступа:http://rza.org.ua/article/read/Pokazateli-nad-zhnosti-blokov-chastotnoy-avtomatiki-BMACHR-v-tsifrah-i-faktah_80.html
2. Способ оценки надежности цифровых устройств релейной защиты// Режим доступа:http://www.rza.org.ua/blog/a-43.html
3. Оценка показателей сохраняемости цифровых устройств релейной защиты. // Режим доступа:http://www.rza.org.ua/article/read/Otsenka-pokazateley-sohranyaemosti---tsifrovih-ustroystv-releynoy-zashchiti--Zaharov-O-G-_119.html
4. Новый стандарт организации – технические условия на блоки БМРЗ для железных дорог, производства НТЦ “ Механотроника” // Режим доступа: http://rza.org.ua/news/read/Noviy-standart-organizatsii---tehnicheskie-usloviya---na-bloki-BMRZ-dlya-zheleznih-dorog----proizvodstva-NTTS---Mehanotronika---_1919.html

[1] От использования резонаторов этого типа предприятие отказалось несколько лет назад, сразу же после получения первых претензий к работе блоков с элементам этого типа.