Keboleharapan. Minggu 2 Jun/Julai, 04

Transkripsi

1 Keboleharapan Minggu 2 Jun/Julai, 04

2 Minggu 2 Teknik untuk membuat jangkaan FMEA, FMECA, FTA; ujian stres keboleharapan kitar haba, kitar getaran, HALT

3 Perkara-perkara yang mempengaruhi R sesebuah komponen Kualiti pengilangan Kualiti bahan mentah/bahan Persekitaran Suhu semasa beroperasi Getaran & faktor mekanikal lain Arasstres

4 Anggaran/jangkaan nilai R MIL-HDBK-217 bagi komponen/peralatan elektronik Anggaran/jangkaan; bukan ketentuan Sofwer perhitungan R dihasilkan secara komersial

5 Anggaran/jangkaan adalah tepat jika. Semua komponen berkelakuan sebagaimana di dalam model empirikal yang digunakan Semua komponen dibuat dengan bahan mentah yang sama, dikilang dengan cara yang sama oleh semua vendor

6 Anggaran/jangkaan selalunya tidak tepat kerana Faktor mekanikal (seperti cara IC dilekat pada PCB, komponen non-elektronik lain yang menyokong IC, dll) tidak diambilkira R bagi sofwer tidak diambilkira Aspek pemprosesan/pengilangan tidak diambilkira Data FR yang dibekalkan oleh vendor tidak tepat Dll, dll

7 FMEA (Failure Mode Effect Analysis) Banyak digunakan untuk produk militari, perubatan dan juga komersial Adalah sebuah alat analitikal kualitatif yang amat penting di dalam bidang keboleharapan Sangat berguna sekiranya dilakukan pada peringkat awal merekabentuk sesebuah produk Boleh mengenalpasti mod kegagalan yang mungkin berlaku, serta kesan daripada terjadinya kegagalan ini Stelah maklumat ini diketahui, maka tindakan boleh diambil untuk menanganinya sbg contoh meningkatkan kemungkinan untuk mengesan kegagalan, menambah unit redundant di dalam rekabentuk

8 FMEA Dalam bentuk jadual Semua komponen utama sesebuah sistem disenaraikan Bagi setiap komponen utama, semua senario kegagalan diperiksa Bagi produk militari dan industri, format yang digunakan ialah MIL-STD-1629

9 Membina jadual FMEA bagi sesebuah sistem Kaji rajah skematik sistem (dan dapatkan nasihat jurutera rekabentuk, atau orang yang banyak pengalaman mengoperasi sistem) Lakarkan rajah blok fungsi yang mudah (iaitu, himpunkan komponen-komponen di dalam sistem menurut fungsi)

10 Membina jadual FMEA Lihat contoh yang diedarkan iaitu Sistem Kecemasan Oksigen (sebuah sistem mekanikal) Terdapat 4 blok kesemuanya Setiap blok dalam rajah blok fungsi menjadi sebuah item di dalam jadual FMEA

11 Membina jadual FMEA Lihat lajur-lajur pada jadual FMEA Bilangan Nama item (blok pada rajah) Fungsi Mod kegagalan Sebab kegagalan Fasa misi Kelas bencana

12 FMEA

13

14 Membina jadual FMEA Kesan kegagalan setempat Kesan kegagalan lebih tinggi Kesan akhir (selalunya ke atas pengguna) Kaedah mengesan kegagalan (selalunya melalui visual) Faktor yang boleh menyelamatkan keadaan Hal-hal lain

15 Kelas bencana (menurut MIL-STD-1629) Kelas 1 Katastropik kehilangan nyawa atau anggota, atau kehilangan total peralatan Kelas 2 Kritikal kecederaan pada pengguna atau kerosakan besar ke atas peralatan Kelas 3 Major kerosakan ke atas peralatan tetapi tiada kecederaan kekal/serius ke atas pengguna Kelas 4 Minor kerosakan kecil seperti bunyi bising, dll

16 FMEA Sesetengah kegagalan mungkin tidak dapat dikesan Kerana itulah analisis FMEA perlu dilakukan seawal yang mungkin semasa proses rekabentuk supaya ubahsuaian ke atas rekabentuk unit/komponen/sub-sistem boleh dilakukan Kebanyakan analisis FMEA bergantung kepada pengalaman dan budibicara penganalisis

17 FMECA (Failure Modes, Effects and Criticality Analysis) Hampir sama seperti FMEA Dalam bentuk jadual Maklumat pada 4 lajur pertama juga adalah serupa Perbezaan FMECA adalah alat analisis kuantitatif kerana ia mengambilkira impak numerikal sesebuah mod kegagalan Ini bermakna, data kadar kegagalan komponen/unit/sub-sistem perlu ada. Data ini boleh diminta dari vendor

18

19

20 FMECA Lihat contoh jadual yang diedarkan Data kadar kegagalan didapati dari vendor Pengiraan ke atas nisbah mod kegagalan boleh dilakukan dengan menggunakan andaian-andaian tertentu, dan merujuk kepada pangkalan data vendor atau pelanggan. Pengiraan ke atas angka kritikaliti dibuat dengan menggunakan formula tertentu

21 FTA (Fault Tree Analysis) Keputusan dari FMECA digunakan untuk membina rajah analisis pokok kegagalan (FTA) FTA menentukan mod kegagalan yang mana satu akan menyebabkan kegagalan kritikal pada peringkat sistem FTA menghuraikan gabungan-gabungan kejadian yang mungkin berlaku pada sistem Ia membantu mengenalpasti dan menilai komponen-komponen yang kritikal, laluan-luan yang menyebabkan kegagalan, dan kesilapan yang mungkin dilakukan oleh manusia

22 FTA Simbol-simbol dalam carta alir digunakan di dalam FTA sila lihat hand-out

23 Ujian stres keboleharapan Mengapa sesebuah ujian stres dilakukan? Untuk mengesan kelemahan di dalam komponen atau dalam pembungkusan agar tindakan pembetulan dapat dilakukan Untuk menghitung nilai keboleharapan sesebuah produk Untuk melahirkan keyakinan ke atas produk yang dihasilkan Untuk mengesahkan fungsi sesebuah rekabentuk Untuk menentukan ketahanan produk, atau tahap bila mana sesebuah produk tidak dapat berfungsi lagi

24 Urutan pada aras hulu sesebuah produk Konsep Rekabentuk Prototaip Ujian ke atas prototaip Pembuatan ke atas kelompok kualifikasi Ujian kualifikasi kelembapan, kandungan garam udara, hujan, getaran, haba Pembuatan kelompok sulung Ujian keboleharapan ke atas kelompok sulung Pembuatan kelompok perintis Ujian keboleharapan ke atas kelompok perintis Pembuatan kelompok biasa Ujian keboleharapan ke atas kelompok biasa

25 Ujian stres life test 2 ujian utama ialah ujian getaran dan ujian kitar haba Shake and bake Kadang-kadang, kedua-dua ini digabungkan dalam sebuah kebuk Tetapi selalunya, kedua-dua ini dipisahkan kerana kekangan peralatan

26 Ujian stres life test yang tipikal 3000 jam kitar haba 100 jam kitar getaran 5-6 hari kitar haba, diikuti 1.5 hari kitar getaran Jadual mingguan 168 jam, 336 jam

27 Soalan yang hendak dijawab ialah apakah persekitaran terbaik yang menyebabkan komponen mengalami kegagalan?? Selalunya, kitar getaran akan menyebabkan kegagalan berbanding kitar haba

28 Ujian stres keboleharapan kitar haba Kebuk haba (thermal chamber) Selalunya, terdapat 2 suhu ekstrim yang berbeza terlalu sejuk dan terlalu panas Produk industri: -40 darjah C, + 55 darjah C Produk militari: -50 darjah C, +80 darjah C Ada juga program yang mempunyai lebih dari 2 suhu ekstrim contohnya -55, -40, 27, 71

29 Ujian stres keboleharapan kitar haba Bagaimana menentukan profil kitar haba untuk produk yang kita bangunkan?? Saiz unit, saiz komponen, faktor kestabilan haba komponen (ie berapa lama komponen stabil di bawah suhu-suhu tertentu) Tempoh ramp up (dari sejuk ke panas) dan ramp down (dari panas ke sejuk) Ramp up mengenakan aras stres yang tinggi keoada komponen elektronik.

30 Ujian stres keboleharapan kitar haba Pekali pengembangan haba (thermal expansion coefficient) yang berbeza pada unit yang diperbuat dari komponen yang berbeza (contohnya bahan seramik yang mempunyai pin logam) menyebabkan stres ke atas unit Suhu yang ekstrim juga boleh menukar ciri bahan seperti getah dan plastik dan logam yang terdapat pada unit Tempoh masa sesebuah kitar haba boleh jadi 2 atau 3 atau 4 atau 6 atau 8 jam kerana angka-angka ini boleh dibahagi di dalam jangka waktu 24 jam. Ini memudahkan penjadualan untuk jurutera atau juruteknik menyelenggara operasi ujian

31 Ujian stres keboleharapan kitar getaran Aras getaran yang dibekalkan kepada komponen dibuat agar menyamai atau mendekati persekitaran sebenar yang akan dilalui oleh komponen profil getaran boleh didapati dari dokumen seperti MIL-STD-781 atau DO-160D Selalunya, komponen disambung di dalam litar ( powered up ) semasa menjalani ujian Paksi getaran x, y dan z

32 Ujian stres keboleharapan kitar getaran Penganalisis data perlu sedar mengenai ulangan tertentu yang sekiranya dikenakan ke atas komponen tertentu akan menyebabkan fenomena resonance. Ulangan ini elok dikenalpasti untuk digunakan, lebih-lebih lagi sekiranya resonance tersebut boleh menyebabkan kegagalan komponen.

33 Ujian stres keboleharapan HALT HALT Highly Accelerated Life Tests Merupakan ujian di mana aras stres yang sangat tinggi dikenakan ke atas komponen. Aras stres ini adalah jauh lebih tinggi dari yang akan dijalani oleh komponen agar kegagalan berlaku dalam selang waktu yang sesingkat mungkin Ia bukanlah semata-mata untuk mengukur keboleharapan sesebuah komponen (contohnya MTBF), tetapi adalah untuk menambahbaik prestasi komponen tersebut

34 Ujian stres keboleharapan HALT Antara stres yang diberikan di dalam HALT -- getaran (dari pelbagai paksi getaran), kitar haba, kitar kuasa (dengan variasi di dalam aras voltan dan frekuensi), kelembapan, ph, kemasinan, kepekatan bendalir yang mengalir melalui peralatan, saiz bendasing di dalam bendalir, dll

35 Ujian stres keboleharapan HALT Keadaan sebenar operasi tidak cuba disimulasikan (maknanya, HALT bukanlah sebuah simulasi; sebaliknya ia cuba mencari apa jua jenis masalah rekabentuk atau proses yang boleh dikenalpasti dan seterusnya diperbaiki) Kelemahan komponen yang didedahkan oleh HALT mungkin diakibatkan oleh stres yang tidak sama dengan stres yang akan dikenakan ke atas komponen dalam persekitaran fungsi yang sebenar dari itu, analisis yang dilakukan hanyalah ke atas mod kegagalan, dan bukannya ke atas stres yang dikenakan (atau keadaan persekitaran yang dikenakan) bagi menghasilkan kegagalan tersebut

36 TAMAT