Zuverlässigkeitssicherung elektronischer Komponenten und Systeme

Überlebenswahrscheinlichkei, MTBF, FIT, Weibull und Co. sowie Beschleunigungsgesetzte sicher beherrschen
Elektronische Geräte und Anlagen mit hoher Bauelementedichte unter Einbeziehung von Hard- und Software erfordern aufgrund der vielfältig von einander abhängigen Funktionen ein Höchstmaß an Zuverlässigkeit. Auf dieser Basis kann ein fehlerfreier Betrieb über einen definierten Zeitraum aufrechterhalten werden.
Die Zuverlässigkeitssicherung ist ein Muss. Sie erfordert präventiv höchste Aufmerksamkeit sowie durchdachte Strategien und Methodiken. Mit entsprechenden Zuverlässigkeitsprogrammen und -strategien sowie mit Umwelt- und Lebensdauertests ziehen Sie aus den gewonnenen Ergebnissen zielführende Schlüsse. Das Seminar vermittelt Ihnen praktizierbares Wissen über Zuverlässigkeit, relevante Methoden, Prozesse und Zuverlässigkeitsmanagement.
HINWEIS Bitte bringen Sie Schreibzeug, ein Geodreieck und einen Taschenrechner mit e-Funktion mit.
Das Seminar richtet sich an Mitarbeiter aus Entwicklung, Konstruktion, Qualitäts- und Zuverlässigkeitssicherung, Materialwirtschaft, Einkauf, Fertigung, Prüffeld und Instandhaltung. Das Seminar ist vom VDSI Verband Deutscher Sicherheitsingenieure e.V. als geeignet für die Weiterbildung von Sicherheitsfachkräften nach § 5 (3) ASiG eingestuft worden, und die Teilnehmer erhalten auf der qualifizierten Teilnamebescheinigung 2 VDSI-Punkte Arbeitsschutz.

Dienstag, 4. und Mittwoch, 5. Juli 2023
8.45 bis 12.00 und 13.30 bis 16.45 Uhr

1. Einführung
– Motivation und Zielsetzung, Definition
– Lebensdauerkurve
– Zuverlässigkeitsmanagement
– Aspekte der Zuverlässigkeit bei der Entwicklung
– Inhalte eines Zuverlässigkeitsprogramms
– Aufgabenstellung Reliability Engineering
– Hinweise zu rechtlichen Aspekten
– Hinweise zu Methoden, Tools und SW

2. Kenngrößen der Zuverlässigkeit
– Erläuterung einiger statistischer (Basis-)Begriffe
– Darstellung verwendeter Formeln zur Anwendung mittels Excel
– Zuverlässigkeitskenngrößen wie Ausfallrate, MTBF/MTTF, Überlebenswahrscheinlichkeit, Ausfallwahrscheinlichkeit, MTTR, MDT,  Zustandsdiagramme, Verfügbarkeit, Nichtverfügbarkeit
– Ermittlung der Ausfallrate mittels Chi² – Verteilung unter Berücksichtigung des Vertrauensbereiches
– Ermittlung der Ausfallrate unter Berücksichtigung von Beschleunigungsfaktoren
– Exponentialverteilung, Weibullverteilung, Lebensdauernetz
– Bestimmung der Weibullparameter
– Testdauer bei verfügbarer Anzahl der Prüflinge, geforderter Aussagesicherheit und gegebener Zuverlässigkeit (auch vice versa)
– Binomialverteilung, Larson-Nomogramm
– Berechnung von Beispielen, Übungen

3. Zuverlässigkeitsprüfungen – Umweltsimulationstests – Qualifikationsabläufe – Erprobung
– Stresstests – Umweltsimulationsprüfungen
– Normen und Standards zu Umweltsimulationsprüfungen
– Wirkung der Stresstests auf potenzielle Schwachstellen an Beispielen passiver und aktiver Bauelemente, Baugruppen und elektronischer Geräte  (Beispiele von Ausfallmechanismen)
– Definition und Ableitung eines Mission Profile
– Übersicht zu Beschleunigungsmodellen
– Lebensdauertest:
–– Ermittlung von Beschleunigungsfaktoren mittels Gesetz von Arrhenius sowie Einfluss und Bedeutung der Aktivierungsenergie, Bestimmung des  Beschleunigungsfaktoren am Beispiel integrierter Halbleiterschaltungen und elektronischer Geräte, Testdurchführung 
–– Hinweise und Interpretation zur Verwendung von FIT-Raten aus Herstellerangaben Applikationsumgebung/Feldbedingungen
– Feuchte-Wärme Prüfung:
–– Ermittlung der Beschleunigungsfaktoren mittels der Gesetze von Peck und Lawson, Testdurchführung
– Temperaturzyklen Tests:
–– Ermittlung der Beschleunigungsfaktoren mittels Gesetz von Coffin-Manson, Testdurchführung
– Aspekte zur Vorgehensweise bei ungenügenden Prüflingszahlen oder unzureichend verfügbarer Testzeit
– weitere Prüfungen
– Vorgehensweise bei der Entwicklung eines Qualifikationsplanes
– Ablauf und Beispiel von Qualifikationen für IC's, ECU, PCB
– Darstellung verwendeter Formeln zur Anwendung mittels Excel
– Berechnung von Beispielen, Übungen

4. Einführung in die Zuverlässigkeitsberechnung (MTBF) von elektronischen Baugruppen
– Motivation – Ziel – erwartetes Ergebnis
– Kenngröße MTBF
– Parts Count und Part Stress Analysis Methode
– Qualitäts- und Belastungsfaktoren
– Quellen und Handbücher zu Ausfallraten
– typische Vorgehensweise bei der Erfassung von Zuverlässigkeitsdaten aus dem Feld
– Kriterien sowie Bereitstellung von Unterlagen
– Vorgehensweise bei der MTBF-Berechnung
– Interpretation und Verwendung ermittelter Ausfallraten bzw. MTBF/MTTF-Werte
– Verwendung von Ausfallraten unter dem Aspekt Funktionaler Sicherheit (FuSi)
– Darstellung verwendeter Formeln zur Anwendung mittels Excel
– Berechnung von Beispielen und Übungen

5. Einführung in die Zuverlässigkeitsanalyse und -berechnung einfacher Systeme
– Prämissen und Vorgehensweise
– Zuverlässigkeitsblockdiagramm
– Ermittlung der Zuverlässigkeit unterschiedlicher serieller und paralleler Strukturen
– Ermittlung der Zuverlässigkeit gemischter Systeme
– k- aus n-Struktur und Sondersysteme
– Berechnung von Beispielen, Übung zur Ermittlung von R(t) für ein gegebenes System
– Grundlagen der Ausfallwahrscheinlichkeits- und Überlebenswahrscheinlichkeitsermittlung bei der FTA – Fault Tree Analysis (FBA – Fehlerbaum-Analyse)
– Ermittlung der Ausfallwahrscheinlichkeit für ein gegebenes System bei der FTA bzw. FBA
– Darstellung verwendeter Formeln zur Anwendung mittels Excel
– Beispiele

6. Hinweise zu Normen

7. Hinweise zur Literatur

8. Abkürzungen und Begriffe

9. Zusammenfassung und Diskussion