caq4- Produkt-, Prozess-, Qualitätsmanagement


Theorie der (technischen) Zuverlässigkeit

Info

Link zu DGQ- Lehrgänge/ Veranstaltungen:

Im Rahmen des Q II- Gesamtlehrganges bietet der DGQ folgende Lehrgänge an Statistische Zuverlässigkeitsanalyse


Nach Unterlagen aus einem Seminar zum Thema Zuverlässigkeitspraxis, welches der Herausgeber dieser Website vor Jahren für Produktentwickler der Halbleiterindustrie gehalten hat.

1) Einfache Definitionen zur Einführung
2) Definitionen der Zuverlässigkeit
3) Mathematische Modelle der Lebensdauerfunktionen
4) Methoden der Vorbehandlung/ Screening
5) Simulation von Stressbedingungen
6) Zuverlässigkeitsprognosen

1) Einfache Definitionen zur Einführung

Die Produktqualität wird unterschieden in

Zuverlässigkeit im täglichen Leben wird assoziert mit :

z.B. -> Lebensdauer: Bis es zu einem "Ausfall" oder "Funktionsversagen" kommt

Statistische Analyse von Lebensdauerdaten

....schließen von Stichprobenresultaten auf Eigenschaften der Grundgesamtheit (eines ganzen Loses/ einer Charge) mit Hilfe von Methoden der mathematischen Statistik.

Ausfallsatz (engl. "fraction failure")

..Der Ausfallsatz ist der Anteil ausgefallener Bauelemente während einer jeweils anzugebenden und klar definierten Beanspruchungsdauer..

..... Stichprobe in der Losgesamtheit

F⋀ i =   ΔBi  
          B0

Beispiel:

F% i   =     9     x 102   = 0,05 %   
              4.000

Fdpm i   =     9     x 106   = 500 dpm   
                 4.000

Empirische Lebensdauerfunktionen

empirische FunktionenWahrscheinlichkeiten
Ausfallhäufigkeit
Ausfallsatz

F(ti) =   ΔB(ti)    =    B(t0)  -  B(ti)  
             B(t0)                  B(t0)

Ausfallswahrscheinlichkeit

F(t)
Überlebenshäufigkeit

R(ti) =   B(ti)    =   1  -  F(ti)  
              B(t0)          

Überlebenswahrscheinlichkeit

R(ti) = 1 - F(ti)
(Einser- Komplement)
Überlebenshäufigkeitsfunktion

F(ti),   R(ti)
(Über-) Lebensdauerfunktion(en)

F(ti),   R(ti)

Empirische Lebensdauerfunktionen
Die zeitliche Darstellung der Funktionen R und F gibt ein Gefühl über das (qualitative) Lebensdauerverhalten von Bauelementen. Die so ermittelte "Treppenfunktion" ist empirisch ermittelt.

Empirisch erkittelte Verteilungen

R(t) ...... (empirische) Überlebenshäufigkeit
dR(t)/dt .....(empirische) Überlebenshäufigkeitsdichte F(t) = 1- R(t) ....... (empirische) Ausfallshäufigkeit (Komplement zur Überlebenshäufigkeit)

Für weiteren Informationsgewinn müssen solche empirisch ermittelten Verläufe (auch mit Hilfe statistischer Tests bzw. Hypothesen) speziellen mathematisch begründeten Verteilungsfunktionen gegenübergestellt werden (weiter unten).

Systemzuverlässigkeit

Statistische Erweiterungen

2) Definitionen der Zuverlässigkeit

Kenngrößen der Zuverlässigkeit

Ausfallrate

Bauelementestunden

Nachweisgrenzen/ Versuchsplanung

3) Mathematische Modelle der Lebensdauerfunktionen

Exponentialverteilung

Weibullverteilung

Überlagerungsansatz

Schätzung für den F-Wert

Weibullpapier

Flussdiagramm

Thermische Aktivierung

Arrhenius Modell/ Thermische Aktivierung

Spannungsbeschleunigung

Kombinierte Thermische/ Spannungsbeschleunigung

Qualitätsdaten

4) Methoden der Vorbehandlung/ Screening

Burn IN Allgemein

Bauelemente BurnIn

Planung der Vorbehandlung

Optimale Burnin- dauer (Einbrenndauer)

5) Simulation von Stressbedingungen

Zusammenstellung der Simulationsverfahren

Unternehmens- Qualitätsziele

Matrix der Fehlermechanismen

Qualitätsverbesserungsblatt

LTPD- am Beispiel Lifetest

Temperaturzykel

Aktivierung bei Niedertemperatur- Lifetest

6) Zuverlässigkeitsprognosen

Rechenbeispiele- Übungen

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Literaturangaben

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Link zu Wickipedia Zuverlässigkeit

Link zur Zuverlässigkeitsplanung für Produkte
Link zu Zuverlässigkeitstests

Link zu Beratern mit Erfahrung im Zuverlässigkeitsmanagement/ Zuverlässigkeitstechniken

Links zu Beratern für Zuverlässigkeitsmanagement

Link auf sjn Die Suchmaschine der Technik www.sjn.de mit einer Firmenübersicht: ZUverlässigkeit-Produktsicherheit

Link zu Beratern / SW Lösungen Relex Leistungsstarke Lösungen für Qualitäts-, Zuverlässigkeits- und Risikomanagement

Links zu Softwareanbieter für Zuverlässigkeitsmanagement

Bücher zur Zuverlässigkeitstechnik und Statistik

  • Autorenkollektiv; "VEM Handbuch Zuverlässigkeit von Automatisierungs- und Elektroenergieanlagen", VEM Handbuch VEB Verlag Berlin 1. Auflage 1981
  • Preuß, H.; "Zuverlässigkeit Elektronischer Einrichtungen", VEB Verlag Berlin 1. Auflage 1976
  • Barlow, R.E.; Proschan, F.; "Statistische Theorie der Zuverlässigkeit" Akademie Verlag Berlin 2. Auflage 1981
  • Härtler, G.; "Statistische Methoden der Zuverlässigkeitsanalyse" ISBN 3-211-95810-x VEB Verlag Technik Berlin; Distributed by Springer Verlag 1983

    Bücherlink zu Amazoon

  • Meyna, A.; Pauli, B. Taschenbuch der Zuverlässigkeits- und Sicherheitstechnik Quantitative Bewertungsverfahren Praxisreihe Qualitätswissen Herausgeber Brunner F.J. ISBN 3-446-21594-8 Hanser Verlag 2003

    Normen Zuverlässigkeit

  • DIN IEC 56/629/CD (1999) Zuverlässigkeitsmanagement, Teil 3: Anwendungsleitfaden- Hauptabschnitt 13: Risikomanagement für Projekte, Beuth Verlag, 1999