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Authors
Abstract(s)
In general, the world faces an increase in the pressure to perform faster, better and cheaper,
requiring engineers to predict accurately the reliability of products. In the early stages of
the design process, these accurate predictions will contribute not only to a more robust and
reliable product, but also will drive down the costs associated with redesigning the
equipment/component, for example, when a product is already in production and a design
error is found or as the result to improve the reliability obtained from operation.
The number of electronic components, equipment and systems in an airplane increases with
the new developments in technology. That is why it is imperative that manufacturer predict
the failure rate and the mean time between failure of each equipment/component with the
greatest accuracy.
For this accuracy to be fulfilled, there are three methodologies: empirical (based on
standards), failure mechanisms, and accelerated/life tests. The most common methodology
is the use of standards. The main handbook/standard used in the electronics industry for
the prediction of the mean time between failure is the MIL-HDBK-217F. However, at the
present moment of technology development, this handbook is obsolete, as the predicted
values are far from the reality.
To overcome this problem, several companies from aeronautic and aerospace sector
developed a standard called FIDES, which incorporate the three methodologies so that
there was a significant improvement in predicting the probability of systems failure. By the
fact that this standard is updated periodically and revised, it makes it one of the most
suitable and accurate methods of predicting the probability of failure and mean time
between failure for recent technologies.
Therefore, this dissertation is based on this standard, using the methodology described
alongside with the information and data retrieved in collaboration with Aeromec, for
calculating the mean time between failure of electronic components, four integrated
circuits.
The final aim of this study is to establish a methodology to predict the mean time between
failure of a specific component, giving to Aeromec a relevant process, namely the
methodology implemented, to do the calculations for the equipment to be fitted on to an
aircraft, and if feasible, then make adjustments to the aircraft maintenance programs under
their responsibility The comparison of the results obtained was carried out by comparing it with an estimated
value for the mean time between failure of the four integrated circuits done by Flight Data
Systems with the “ReliaSoft” reliability prediction software.
With this study it was found that the prediction of the mean time between failure for the
four integrated circuits, carried out using the FIDES standard, is more optimistic and
therefore with a longer/higher mean time between failure then the prediction made by
Flight Data Systems with the MIL-HDBK-217F standard.
This may be due to two factors: the MIL-HDBK-217F standard has not been reviewed and
updated for new technologies since 1995, contrary to the FIDES standard; and the usage
profile in Flight Data Systems prediction does not exactly match as the one in FIDES.
For future works, the next step is to conduct a full study to assess the mean time between
failure for a specific equipment, for example a primary flight display that has several
different components, meaning estimate the mean time between failure for every
component incorporated, and then the overall mean time between failure. This work could
be done by Aeromec to assess the mean time between failure for the equipment that will be
installed in to aircraft in maintenance.
No momento presente o mundo enfrenta um aumento na pressão para que os trabalhos se executem de modo mais rápido, melhor e mais barato, exigindo que os engenheiros prevejam com precisão a fiabilidade dos produtos. Nas fases iniciais do processo de design do produto, essas previsões precisas contribuirão não só para um produto mais robusto e fiável, mas também reduzirão os custos associados a redesenhar o produto, por exemplo, quando o produto está em fase de manufatura e é encontrado um erro de design, ou face a necessidade de melhorar a fiabilidade detetada em sede de utilização. O número de componentes eletrónicos, equipamentos e sistemas numa aeronave, aumenta com os novos avanços na tecnologia. Por isso é imperativo que os fabricantes destes mesmos equipamentos eletrónicos prevejam com exatidão a probabilidade de falha e o tempo médio entre falhas de cada equipamento/componente. Para que esta exatidão seja elevada, existem três metodologias: empírica (baseada em standards), mecanismos de falha, e testes acelerados. A metodologia mais comum é a utilização de standards. Um dos primeiros standard desenvolvidos e mais reconhecido, principalmente na área militar, é o MIL-HDBK-217F, contudo no momento presente de desenvolvimento da tecnologia, encontra-se obsoleto, pois os valores de previsão são aquém da realidade. Para ultrapassar este problema, um consórcio de empresas da área de aeronáutica e aeroespacial desenvolveu o standard FIDES, agrupando as três metodologias para que houvesse uma melhoria significativa na previsão da probabilidade de falha de sistemas. Pelo facto de o standard FIDES ser periodicamente atualizado e revisto, faz deste um dos standards mais adaptados e precisos na previsão da probabilidade de falha e tempo médio entre falhas para tecnologias recentes. Assim sendo, esta dissertação tem por base o standard FIDES, conjugando a metodologia descrita para o cálculo da probabilidade de falha de componentes eletrónicos com a informação e dados recolhidos em colaboração com a empresa de manutenção Aeromec, para a realização do estudo do tempo médio entre falhas em quatro circuitos integrados. O objetivo final deste estudo é estabelecer uma metodologia que permita determinar o tempo médio entre falhas de um componente específico, fornecendo à empresa de manutenção Aeromec um processo relevante, nomeadamente a metodologia implementada, para o cálculo do tempo médio entre falhas dos equipamentos a serem instalados, e, se viável, permitir fazer ajustes aos programas de manutenção das aeronaves sob sua responsabilidade. A comparação dos resultados obtidos foi realizada através da comparação com um valor estimado para o tempo médio entre falhas dos circuitos integrados estudados por parte da empresa Flight Data Systems com o software para previsão do tempo médio entre falhas, denominado “ReliaSoft”. Com este estudo verificou-se que a previsão do tempo médio entre falhas para os quatro circuitos integrados, realizada recorrendo ao standard FIDES, é mais otimista e portanto com um tempo médio entre falhas mais longo do que o standard MIL-HDBK217F, utilizado para a mesma previsão por parte da empresa Flight Data Systems. Podendo isto dever-se a dois fatores: o standard MIL-HDBK-217F não ser revisto e atualizado para as novas tecnologias desde 1995, contrariamente ao standard FIDES; O perfil de utilização da previsão por parte da empresa Flight Data Systems não corresponder exatamente ao perfil de utilização no estudo. Em trabalhos futuros, o próximo passo será conduzir um estudo do tempo médio entre falhas para um equipamento específico, por exemplo um display primário de voo, recorrendo a metodologia apresentada neste estudo, estimando o tempo médio de falhas de cada componente incorporado no equipamento, para posterior cálculo do tempo médio entre falhas total. Este trabalho poderá ser realizado por parte da Aeromec para avaliar o tempo médio entre falhas para equipamentos a serem instalados em aeronaves a realizar manutenção.
No momento presente o mundo enfrenta um aumento na pressão para que os trabalhos se executem de modo mais rápido, melhor e mais barato, exigindo que os engenheiros prevejam com precisão a fiabilidade dos produtos. Nas fases iniciais do processo de design do produto, essas previsões precisas contribuirão não só para um produto mais robusto e fiável, mas também reduzirão os custos associados a redesenhar o produto, por exemplo, quando o produto está em fase de manufatura e é encontrado um erro de design, ou face a necessidade de melhorar a fiabilidade detetada em sede de utilização. O número de componentes eletrónicos, equipamentos e sistemas numa aeronave, aumenta com os novos avanços na tecnologia. Por isso é imperativo que os fabricantes destes mesmos equipamentos eletrónicos prevejam com exatidão a probabilidade de falha e o tempo médio entre falhas de cada equipamento/componente. Para que esta exatidão seja elevada, existem três metodologias: empírica (baseada em standards), mecanismos de falha, e testes acelerados. A metodologia mais comum é a utilização de standards. Um dos primeiros standard desenvolvidos e mais reconhecido, principalmente na área militar, é o MIL-HDBK-217F, contudo no momento presente de desenvolvimento da tecnologia, encontra-se obsoleto, pois os valores de previsão são aquém da realidade. Para ultrapassar este problema, um consórcio de empresas da área de aeronáutica e aeroespacial desenvolveu o standard FIDES, agrupando as três metodologias para que houvesse uma melhoria significativa na previsão da probabilidade de falha de sistemas. Pelo facto de o standard FIDES ser periodicamente atualizado e revisto, faz deste um dos standards mais adaptados e precisos na previsão da probabilidade de falha e tempo médio entre falhas para tecnologias recentes. Assim sendo, esta dissertação tem por base o standard FIDES, conjugando a metodologia descrita para o cálculo da probabilidade de falha de componentes eletrónicos com a informação e dados recolhidos em colaboração com a empresa de manutenção Aeromec, para a realização do estudo do tempo médio entre falhas em quatro circuitos integrados. O objetivo final deste estudo é estabelecer uma metodologia que permita determinar o tempo médio entre falhas de um componente específico, fornecendo à empresa de manutenção Aeromec um processo relevante, nomeadamente a metodologia implementada, para o cálculo do tempo médio entre falhas dos equipamentos a serem instalados, e, se viável, permitir fazer ajustes aos programas de manutenção das aeronaves sob sua responsabilidade. A comparação dos resultados obtidos foi realizada através da comparação com um valor estimado para o tempo médio entre falhas dos circuitos integrados estudados por parte da empresa Flight Data Systems com o software para previsão do tempo médio entre falhas, denominado “ReliaSoft”. Com este estudo verificou-se que a previsão do tempo médio entre falhas para os quatro circuitos integrados, realizada recorrendo ao standard FIDES, é mais otimista e portanto com um tempo médio entre falhas mais longo do que o standard MIL-HDBK217F, utilizado para a mesma previsão por parte da empresa Flight Data Systems. Podendo isto dever-se a dois fatores: o standard MIL-HDBK-217F não ser revisto e atualizado para as novas tecnologias desde 1995, contrariamente ao standard FIDES; O perfil de utilização da previsão por parte da empresa Flight Data Systems não corresponder exatamente ao perfil de utilização no estudo. Em trabalhos futuros, o próximo passo será conduzir um estudo do tempo médio entre falhas para um equipamento específico, por exemplo um display primário de voo, recorrendo a metodologia apresentada neste estudo, estimando o tempo médio de falhas de cada componente incorporado no equipamento, para posterior cálculo do tempo médio entre falhas total. Este trabalho poderá ser realizado por parte da Aeromec para avaliar o tempo médio entre falhas para equipamentos a serem instalados em aeronaves a realizar manutenção.
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Circuitos Integrados Fiabilidade Fides Mtbf