Güvenilirlik Analizleri

-A +A

Güvenilirlik analizleri, sistem, alt sistem ve ekipman seviyesinde gerçekleştirilebilmektedir. Bu analizlerin temel amacı, tasarımcıya doğru zamanda geri bildirim sağlamak, ürünün gerçeklenmesi sürecindeki riskleri ortaya koymak ve ilgili güvenilirlik gereksinimlerine uygunluğun sağlanıp sağlanmadığını doğrulamaktır. Bu analizler projenin gereksinimlerine göre farklı şekilde düzenlenebilir. 

FMEA/FMECA (HTEA/HTEKA)

FMEA/FMECA - HTEA/HTEKA [Failure Modes and Effects Analysis (Hata Türleri ve Etkileri Analizi) / Failure Modes, Effects and Criticality Analysis (Hata Türleri, Etkileri ve Kritiklik Analizi)] uygulamalarında, tüm potansiyel hata türleri, yol açabilecekleri sonuçların şiddet ve kritiklik seviyesine göre tanımlanır ve sınıflanır.

Tedbirler, bu analizde teklif edilir ve bu tedbirler tüm sonuçların, projenin ilgili kısmı için kabul edilebilir seviyede olduğunu ortaya koymak amacıyla, ürünün tasarımı ile süreçlerin kontrolünde sunulur.

FMECA sürecinde aşağıdaki standartlardan ve kısımlardan faydalanılmaktadır:

  • ECSS-Q-ST-30C: “Dependability”

  • ECSS-Q-ST-30-02C, “Failure modes, effects (and criticality) analysis (FMEA/FMECA)”, tüm kısımlar.

  • TM 5-698-4, “Failure modes, effects and criticality analysis (FMECA) for command, control, communications, computer, intelligence, surveillance, and reconnaissance (C4ISR) facilities”, kısım “3. FMEA METHODOLOGY STEPS” ve kısım “4. FMECA METHODOLOGY”.

  • MIL-HDBK-217F, Notice 2, “Reliability prediction of electronic equipment”, tüm kısımlar.

En Kötü Durum Analizi

WCA [Worst Case Analysis (En kötü durum analizi)], elektriksel ekipmanların yapılarında bulunan elemanların parametrelerindeki ve maruz kaldıkları ortamlardaki değişimlere rağmen, bu ekipmanların belirtilen şartları yerine getirerek çalıştığını canlandırmak için uygulanır.

En kötü durum analizi sürecinde aşağıdaki standartlardan faydalanılmaktadır:

  • ECSS-Q-ST-30C: “Dependability”

  • ECSS-Q-HB-30-01A, “Worst case analysis”, tüm kısımlar.

  • ESA PSS-01-301 Issue 2, “Derating requirements applicable to electronic, electrical and electro-mechanical components for ESA space systems”, tüm kısımlar.

Sonuçta ise devrenin nominal ve en kötü durum simülasyonlarında elde edilen parametreler karşılaştırılmakta ve değerlendirilmektedir.

Gerilim Oranı Azaltma Analizi

Gerilim (stres) oranı azaltma (derating), tüm elektrik-elektronik elemanlara uygulanan gerilim oranı seviyelerinin belirli sınırlar içinde olmasını temin etmek amacıyla, ECSS-Q-ST-30-11C standardının “6. Tables for load ratios or limits” kısmına göre uygulanmaktadır. Gerilim oranı azaltma analizleri, gerilim oranı azaltma kurallarının uygulandığını doğrulamak için eleman seviyesinde gerçekleştirilir.

Bu sayede üründe bulunan elemanlar üzerindeki elektriksel baskı, standartta belirtilen sınırlar içinde kalmaktadır ve sınır değerlere çıkmamaktadır. Bu da ürünün güvenilirliğine olumlu yönde katkı yapmaktadır.

Gerilim oranı azaltma uygulaması yapılırken, temel prensip ya elemana uygulanan gerilim seviyesini azaltmak ya da eleman parametresinin dayanıklılığını büyük boyutlu eleman seçerek arttırmaktır. Fakat gerilim oranı azaltma gerçekleştirilirken dengeli bir yaklaşım uygulanmalı ve aşırılıklardan kaçınılmalıdır. Gerilim oranı azaltmanın aşırı tutucu şekilde gerçekleştirilmesi, maliyet ve boyutlarda aşırı artışlara neden olabilir. Bu uygulamada hedef, güvenilir ve yüksek performanslı ekipmanları boyutlarda aşırı yükselmeye neden olmadan elde edebilmektir.

Gerilim oranı azaltma sürecinde, ürün olarak tanımlanan ve uygulanabilir olan birimler için ana gerilim oranı azaltma parametreleri şunlardır:

  • Birleşim yüzeyi veya paket sıcaklığı

  • Güç

  • Voltaj

  • Akım

Radyasyon Doz Analizi

Çok yüksek enerjili (MeV değerlerinde) parçacıklardan oluşan Uzay radyasyonu, genellikle üç kaynaktan gelmektedir:

  1. Van Allen radyasyon kuşakları,

  2. Güneş,

  3. Samanyolu içindeki kozmik ışınlar.

Dünya etrafındaki bir yörüngede görev yapacak bir uydu, Dünya'nın manyetik alanlarından ve özellikle de Güneş'ten gelen çok yüksek enerjili kozmik ışınlara maruz kalacaktır. Uydunun gönderileceği yörüngedeki Uzay radyasyonunun çeşidini ve dozunu hesaplayabilmek ve radyasyon etkilerini inceleyebilmek için internet arayüz tabanlı SPENVIS (Space Environment Information System; www.spenvis.oma.be) programı kullanılmaktadır. SPENVIS, uzay radyasyonu modellerini kullanarak belirlenen uydu yörüngeleri için hesaplar yapar ve sonuçları yazı, tablo veya grafik şeklinde verir. Bunun dışında SPENVIS, iyonlaştırıcı ve iyonlaştırıcı olmayan doz ve kalkanlama ile ilgili simülasyon hesaplarını da gerçekleştirebilir. SPENVIS, radyasyon etkilerini hesaplamak için, tablo okuma yöntemi ile çalışan Mulassis ve Geant4 Monte Carlo simülasyonlarına dayalı olarak çalışan GRAS ve SSAT paketlerini kullanmaktadır.

GÜVENİLİRLİK TAHSİS VE TAHMİNLEME

Güvenilirlik tahsis ve tahminleme sürecinin amacı, sistemin güvenilirliğini saptamak ve bunun belirlenen hedeflerle uyuşup uyuşmadığına karar vermektir. Bu aşamada sistem seviyesinde güvenilirlik değeri ortaya çıkarılacaktır.

Güvenilirlik ömür tahmini hesaplamalarında üssel (eksponansiyel) fonksiyon kanunu ile sabit hata değeri modeli uygulanmaktadır.

Güvenilirlik Ömür Tahmini

Güvenilirlik ömür tahmini analizi, aşağıdaki amaçları gerçekleştirmek için kullanılmaktadır:

  1. Bir tasarımın güvenilirliğini, maliyet ve kütle gibi zorlayıcı kısıtlara karşı optimize etmek,
  2. Bir ürünün çalışma esnasındaki güvenilirliğini öngörmek,
  3. Risk değerlendirmesi gibi amaçlar için hata olasılığı verisi sağlamak.

ECSS‐Q‐HB‐30‐08 standardı, güvenilirlik verilerinin kaynaklarının seçimi ve bunların kullanımı hakkında bir kılavuzdur.

Güvenilirlik ömür tahmini analizi sürecinde ise aşağıdaki standartlardan ve kısımlardan faydalanılmaktadır:

  • ECSS-Q-ST-30C: “Dependability”
  • IEC TR 62380, “Reliability data handbook – Universal model for reliability prediction of electronics components, PCBs and equipment”, kısım “6.1. Failure rate calculation of an equipped printed circuit board”.
  • ECSS-Q-ST-30-11C, “Derating - EEE components”, kısım “6. Tables for load ratios or limits”.
  • MIL-HDBK-217F, Notice 2, “Reliability prediction of electronic equipment”, tüm kısımlar.