Проектирование РЭА с прогнозируемыми отказами

[Evgeny1]

Приветствую народ!

Задался вопросом
Проектирования устройств (неважно каких-любых) с прогнозируемыми и заранее так сказать задумаными отказами которые должны возникнуть во время работы
т.к. делают например все автопроизводители - проектируют двигатели, кпп и т. д. на определенный ресурс (сейчас это 100-150тыс км)

интересует где почитать о проектировании электроники с "запрограммированными" отказами

лет 5 назад натыкался на подобное обсуждение разработчиками на каком-то зарубежном форуме, но сейчас уже не вспомню на каком именно

Посоветуйте, поделитесь инфой

Сам я дряни не делаю, но вопрос изучить нужно

[sergeisams]

где почитать о проектировании электроники с "запрограммированными" отказами

Кто же напишет про такое ?
Да и делается это не гласно.

[Albert_V]

В чём проблема?
Режим работы компонентов подгоняете к цифрам, указанным в разделе "ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS" (или подбираете соответствующие компоненты).
Сколько такое изделие проработает - фиг его знает, но вряд ли долго.

[As]

Пару примеров могу привести и я... Вот, у ноута, на котором сейчас пишу, применена пластмасса корпуса "экологического" класса, отличается она тем, что самопроизвольно разлагается на относительно безвредные компоненты за ограниченное время. Прошло восемь лет - весь корпус пошел трещинами и рассыпается на глазах! Далее, такая простая вещь, как шнур питания, того же нута... Что там сложного, изолированная жила в толстом экране, экран в пропитке, снаружи всё изолировано... А пропитка "хитрая" - через несколько лет эксплуатации весь экран распался на короткие, сантиметров по десять, проволочки! (разбирал и удивлялся...) Ну, конденсаторы с ограниченным (опять химическими способами...) сроком службы уже никого не удивляют...

[Андрей Бедов]

Ответ простой: если бы всё работало свои положенные сроки - экономика бы деградировала.

[Virtue]

В техникуме и институте считали отказы и стоимость производства на технологии машиностроения. Чем надежнее техника, тем она дороже, надо применять спец комплектующие. Оно вам надо? Можно купить стиральную машинку за 30тр со всеми наворотами, а можно промышленную или ту же Милли, за 300тр. Все ругают автоваз за ведра, но если бы он делал мерсы, то в начале 20хх пятерка не стоила бы 120тр в голом виде, а это как раз то что могли себе позволить большинство людей.


http://mirknig.su/knigi/nauka_ucheba/11 ... istem.html
http://mirknig.su/knigi/nauchno_popular ... dolgo.html
http://mirknig.su/knigi/apparatura/1099 ... oystv.html

Рассматриваются их основные показатели качества: точность, пропускная способность, помехоустойчивость, электромагнитная и экологическая совместимость, надежность, габаритные размеры, масса и стоимость.

http://mirknig.su/knigi/apparatura/1081 ... borov.html

В 2х словах, если надежность элемента 0.98, а количество элементов например 3, то общая надежность устройства 0.98х0.98х0.98.


Кстати нашел интересный сервис мануал по отмывке печатных плат http://mirknig.su/knigi/apparatura/1049 ... sobie.html

Отмывка печатных узлов после пайки — это удаление с поверхности печатных узлов и компонентов остатков технологических материалов, которые в процессе эксплуатации электронной аппаратуры могут оказать негативное влияние на надежность печатных узлов, могут препятствовать нанесению влагозащитных покрытий, затруднять выполнение электрического контроля, а также ухудшать внешний вид изделия. Не отмытые после пайки остатки флюса или другие загрязнения могут привести к отслаиванию покрытий, ухудшению адгезии, коррозии, повышенным токам утечки и прочим дефектам.
В пособии дана информация по технологии отмывки печатных плат в процессе их производства.
Материал может быть полезен специалистам-практикам, а также студентам и преподавателям ВУЗов.

Содержание

Отмывка в производстве электроники
Принятие решения о необходимости отмывки
Основные типы загрязнений и последствия их воздействия
Требования к печатным узлам и компонентам
Построение процесса отмывки
Описание процесса
Этап 1: отмывка
Этап 2: ополаскивание
Этап 3: сушка
Требование к качеству используемой воды
Комплексный подход к организации процесса
Рекомендации по выбору промывочной жидкости
Рекомендации и контролю растворов промывочных жидкостей компании Zestron
Критерии качества отмывки
Методы контроля качества отмывки печатных узлов
Стандарты IPC по тематике отмывки печатных узлов
Утилизация промывочных жидкостей Zestron
Материалы Zestron для отмывки печатных узлов
О компании Zestron
Правильный выбор жидкости для отмывки печатных узлов
Жидкости для отмывки печатных узлов
Zestron FA+
Vigon US
Vigon A250
Vigon EFM
Подготовка и контроль растворов промывочных жидкостей от Zestron
Оценка качества отмывки
Оборудование PBT для отмывки печатных узлов и трафаретов
О Компании PBT

[sneakycat]

Во первых, автопроизводители обычно делают так: делают узел. Тестируют. Смотрят через какое расстояние он начнет барахлить. Несколько уменьшают этот рейтинг и декларируют сколько тянет их деталь. Ну как, производителю неохота отвечать если их деталь развалится от старости. И если вы ездите на более древней - ну вот на самого себя и будете подавать в суд, если в ДТП попадете. А производитель написал скольо по его мнению выдержит деталь, дальше от лукавого. Если того что получилось не хватает, производитель изыскивает более крутые материалы, обработку, компоненты и прочее. Но поскольку это стоит денег - энтузиазм производителя в этом направлении понятен и делается в объеме достатчном чтобы не бегать по судам и не получать массово недовольные вопли покупателей. Пример: SMART в HDD. Показывает сколько по мнению этой штуки диску еще жить. И если производитель думает что головы проживут миллион циклов парковки и так вышло что хард уже запарковался 900 000 раз и SMART бубнит что оно скоро умрет - наверное, лучше поверить ему на слово. Потому что производитель делал тесты и составил мнение сколько оно живет.

Во вторых, сделать это довольно просто. Ставится например микроконтроллер. И дальше он может считать число неких событий, прошедшее время или что там еще. И в какой-то момент он может по какому-то критерию положить схему и объяснить что сегодня работать не будем. Из того что встречается: у некоторых ноутбучных батарей встроенный МК если его долбить неправильными запросами (мк посчитает что его пытаются одурачить или хакнуть) - может открыть мощный полевик между + и - батареи. При этом случится КЗ, которое моментально вынесет предохранитель. Батарея умрет. Сервисники конечно могут заменить предохранитель, если очень хочется, но для пользователя такая батарея - труп. С другой стороны если какой-нибудь троян додолбил бы пароль менеджмента, он мог бы покрутить пороги защит и загнать в батарею достаточно электричества чтобы она вообще взорвалась (LiIon не любит перезаряд). И тут спорный вопрос что хуже. Хотя это из разряда сабжа, поскольку нормальной реакцией было бы запретить вход в административный режим надолго/насовсем, чтобы сорвать брутфорс менеджмент ключа. Совсем портить батарею все-таки не обязательно (но продать новую по дикой цене хочется же).

В третьих, стоит понимать что такие вещи репутацию ни разу не улучшают, конкуренты на этом могут сыграть, а злые клиенты могут изучать возможности нагреть разработчика законодательно. В Англии за это можно сесть - там за это напрямую прописана уголовная статья (так что made in england можно покупать "смело"). В РФ - можно попробовать притянуть за уши статьи типа "создание вредоносного ПО", если клиент очень обозлится.

А еще было бы неплохо узнать что это за фирма/разработчик такие, что задаются такими вопросами. Разумеется чтобы ничего у таких не купить случайно. Вообще, на планете 7 миллиардов человек. Платежеспособных, коненчно, меньше, но - у вас что, тиражи сотнями миллионов, так что наступило насыщение, и девайсы столь надежные что сами по себе не ломаются? Напакостить в углу пока никто не видит - дело не хитрое. Но зачем?

[As]

Сделать батарею ноутбука долговечной - очень легко, Самсунг это уже доказал. Достаточно всего лишь не перезаряжать и не допускать глубокого разряда, а так же не хранить полностью заряженной. Срок службы получается больше, чем у, собственно, ноутбука...

[Андрей Бедов]

Оптимальный уровень заряда литиевого аккумулятора для хранения - 40%.

А запланированное устаревание - должно быть, в условиях рыночной экономики.
Иначе потребление встанет, позакрывается много производителей, исчезнут рабочие места...
Социальный коллапс.

[Virtue]

Нет ниуакого заговора об уменьшении срока эксплуатации чтобы недопустить перенасыщение рынка. Взять те же смартфоны, они чаще падают и бьются, или батарея садится, а на старых кнопки истирались. Вот рынок в 90х был насыщен телеками, у всех были, но покупали более новые, а потом еще и плазма появилась. Или телефоны в 20хх, у всех по две штуки, но ведь все время обновляют. Венчик у блендера треснул, оезвия затупились, тэн у водонагревателя за 10лет оброс камнем, стиралка за 10лет уже гремит трещит и водорослями обросла, но все работает. Люди всегда будут покупать новое. И вещи всегда приходят в нкгодность, из за особенностей эксплуатайции.

[Evgeny1]

Блин я надеялся, что ктонить даст полезные сЦылки на документацию по данному вопросу, а тут только нафлудили

[Андрей Бедов]

надеялся, что ктонить даст полезные сЦылки на документацию по данному вопросу

Нет такой документации.
Закупайте компоненты с чётко оговоренным сроком службы/наработки на отказ, суммируйте всё, и считайте MTBF изделия по небезызвестной формуле.
Всё.

[sneakycat]

Сделать батарею ноутбука долговечной - очень легко, Самсунг это уже доказал. Достаточно всего лишь не перезаряжать и не допускать глубокого разряда, а так же не хранить полностью заряженной. Срок службы получается больше, чем у, собственно, ноутбука...

Так самсунг сам и делает литий и они один из лучших производителей лития на планете. Сами банки у них и правда хорошие (чаще всего). Если содержать в тепличных условиях. Но достаточно забыть ноут с высаженой батареей на пару месяцев в чулане - и литиевой батарейке может настать хана, ее дожует EC а потом и защита и встроенный контроллер. А потом - ниже критичного напряжения начинаются необратимые реакции.

А я про то что если у кого ж.. ищет приключений, один из известных способов быстро лишиться батареи в ноуте это подоставать встроенный контроллер попытками вломиться в сервисный режим, не зная ключ на вход (все это по I2C шине, по ней же статус батарейки получают). Контроллер универсальный, мк встроен. Чипу шьются параметры "его" батареи, а т.к. превышение оных чревато бахом - после того как параметры на фабрике вшили, сервисный режим часто закрывают ключом. Чтобы какой-нибудь софт на компе не прикололся и не прописал дикие вольтажи и токи, потенциально подорвав батарею (контроллер же универсальный, если ему наврать в параметрах - извините, но...). Ну и вот если ломиться в сервисный режим не зная ключа - некоторые контроллеры делают харакири, видимо чтобы предотвратить такие инициативы. Самый наглый из вариантов известных науке - коротыш силовым полевиком и результирующий вынос предохранителя внутри батареи. После этого батарея понятное дело "дохлая". Ну как, можно вскрыть и заменить предохранитель, но это уже не для пользователей.

[Андрей Бедов]

после того как параметры на фабрике вшили, сервисный режим часто закрывают ключом. Чтобы какой-нибудь софт на компе не прикололся и не прописал дикие вольтажи и токи, потенциально подорвав батарею

Второй раз от Вас это слышу.
Всё-таки мне не верится, что у банок нет аппаратной защиты от подобных случайностей.

А если контроллер "сойдёт с ума" сам по себе? Ведь это нельзя исключать?
Даже в аккумуляторах мобильных телефонов есть во-первых, микорсхемка-компаратор с парой полевиков (на два порога по напряжению), а во-вторых, термо-токовый предохранитель.

Батарея же ноутбука, являясь гораздо более энергоёмкой, просто обязана быть оснащена средствами защиты, не зависящими от всей этой программной лабуды.

[Evgeny1]

Второй раз от Вас это слышу.
Всё-таки мне не верится, что у банок нет аппаратной защиты от подобных случайностей.

слушайте больше

в ноутбучном АКБ есть защита от сверхтоков, перезаряда, переразряда, перекоса напряжения по банкам

[Virtue]

Дать ссылку на документацию по задуманным отказам которые должны произойти во время работы? Может еще программу массонского заговора опубликовать и состав мирового правительства? Это задача обратная расчету надежности. А по надежности ссылки на книги выше. В формуле y=1\x можно найти икс подставив значения игрек, а можно наоборот.


Как рассматривать чипованые принтеры и картриджи? Как жадность производителя или заботу о пользователе?

[_RUS73_]

Запланированное устаревание отлично видно на светодиодных лампах. Греются до 100градусов, все на пределе и компоненты драйвера и сами светодиоды.

Не выгодно продавать вечные лапочки, иначе все их накупят и компании их производящие останутся без прибыли на ближайшие 20-25лет
Вот и клепают лампочки, которые не переживают и гарантийного срока, за то на упаковках красивые цифры: 25000, 50000 часов.


Так и с любым товаром. Капитализм...

[kaetzchen]

Запланированное устаревание отлично видно на светодиодных лампах. Греются до 100градусов, все на пределе и компоненты драйвера и сами светодиоды.

Не выгодно продавать вечные лапочки, иначе все их накупят и компании их производящие останутся без прибыли на ближайшие 20-25лет
Вот и клепают лампочки, которые не переживают и гарантийного срока, за то на упаковках красивые цифры: 25000, 50000 часов.


Так и с любым товаром. Капитализм...

помимо ужасного термоотвода изначально их делают еще через жопу термопасту тяп-ляп мимо, болтики недокручивают или вообще на т-пасту клеют

[sneakycat]

Блин я надеялся, что ктонить даст полезные сЦылки на документацию по данному вопросу, а тут только нафлудили

Вы очень интересную документацию хотите - в ней кто-то должен расписаться в том что он преднамеренно гадит своим покупателям. Что не очень хорошо для репутации и чревато претензиями от наткнувшихся на это. Тем более что сказать что это нечаянно - уже не прокатит. Вон Фольксваген домухлевался и таки попался. И попал.

Говоря за себя - я могу легко сделать такое на МК или одноплатнике. Но не буду этим заниматься по понятным причинам. Вообще единственный сценарий когда я оставляю себе право прикалываться над пользователем, занимаясь саботажеобразной активностью - ну как, если вы взяли МОЙ кошелек, лаптоп или там что еще без спроса - вот тут извините, я не обещал что мои вещи дружелюбны к чужакам и/или будут делать то что вы ожидаете и только это.

Добавлено after 2 hours 45 seconds:

Всё-таки мне не верится, что у банок нет аппаратной защиты от подобных случайностей.

Защита по минмуму есть, НО это последняя линия обороны, хардварные защиты довольно глупые и ловят только откровенно клинические вещи. Как правило коротыш и крайне грубый овервольтаж.

Но защита не станет срабатывать при "низком" (по сравнению с КЗ) токе, поскольку в пике лаптоп кушает довольно много. Однако никто не обещал что банки например выдержат заряд таким током. Можно давать напряжение чуть ниже лимита хардварной защиты и грубо врать с емкостью. Создаст неплохой потенциал для восстановления лития из ионов, не вызывая однако срабатывания защит.

А если контроллер "сойдёт с ума" сам по себе? Ведь это нельзя исключать?

Если МК сойдет с ума - скорее всего лаптоп вообще это за батарею считать не будет, отказавшись заряжать. Потому как производителю нафиг надо лишний раз за бабах такой батареи отдуваться. Пойдете за новой батареей, даже если банки исправные. Потому что там несколько линий защиты. Бах лаптопной батареи штука крайне неприятная и производители очень нервно смотрят на малейший шанс этого самого. На ютубе есть очень понятные видео объясняющие чего они так нервничают.

Даже в аккумуляторах мобильных телефонов есть во-первых, микорсхемка-компаратор с парой полевиков (на два порога по напряжению), а во-вторых, термо-токовый предохранитель.

Ну да. Но опять же - они срабатывают лишь при явно фатальных условиях. FYI, менеджер питания мобильника часто програмируется в широком диапазоне вольтажей и токов и может без проблем втулить ток в разы выше номинала батарейки, поддерживать в фазе CV напряжение сильно выше absolute maximum rating ЭТОЙ батареи и проч. И никто не поручится за долговременное поведение батареи если вы ее током в разы больше absolute maximum rating заряжаете и фазу CV серьезно овервольтнули. Это так, после чтения даташита на менеджер питания и перекидывания с ним командами по i2c. Как угодно но параметры заряда там можно вышибить далеко за безопасные пределы конкретной батареи. Вы же понимаете что делать чип управления зарядом для каждой батареи свой - дико дорого. Поэтому делают универсально, по максимуму. А потом урезают параметры заряда путем программирования параметров конкретной батареи в EEPROM или вообще из системного софта при старте системы.

В лучшем случае после таких диверсий батарея умрет тихо, быстро деградировав. Но если помочь из софта - можно попробовать устроить фейерверк. Ну как, например сперва усиленно деградируем. Потом вписываем ток заряда в разы выше номинала. При очередном заряде батарея дико нагреется на внутреннем сопротивлении (повышенном деградацией) избыточным током. Вполне может пролезть под радаром защит от КЗ/перенапряжения. И последней линией останется термодатчик и клапан. Но вот тут уже никто не поручится.

Батарея же ноутбука, являясь гораздо более энергоёмкой, просто обязана быть оснащена средствами защиты, не зависящими от всей этой программной лабуды.

Они есть, но в силу аппаратности они простые, глупые, и ловят только наиболее явные вещи. Это не означает что все что пролезет через защиту - безопасно для батареи в долговременном плане.

Кстати то что для вас выглядит аппаратным чипом - может быть программно-аппаратным комплексом, где есть какой-нибудь мелкий процик, реализующий трудные части алгоритмов, обработку сигналов и проч. Производитель вообще может не считать нужным сообщать что там есть проц, если не предоставляет возможность программирования этого проца. Это вы еще voltage-frequency scaling в писюках у процов и видеокарт не видели. Поинтересуйтесь как вентиляторы в половине случаев рулятся и какие там чудные таблицы с вольтажами, частотами и прочими параметрами PWM. Это еще и заливаемо снаружи как правило. Если софт всерьез решит приколоться - современный писюк это не переживет. Но вы можете использовать S3 Virge, там масштабирования частот нету. И первый пентиум, там вольтаж и частота перемычками задается. Хотя CIH и там ухитрялся поприкалываться в характерную дату. Кстати чип флеша "аппаратно" умирает если наглеть по циклам. За полдня интерсивного циклирования можно угробить не то что системный флеш с BIOS. Народ даже принтеры выносил, сменив скриптиком настройки 100 000 раз. Через сутки команд в интерфейс принтер дохнет в страшных глюках, исчерпав лимиты циклов флехи. И таки это аппаратная кончина - чип флеша более нормально работать не сможет, ячейки флеша деградируют физически. Так в принципе можно вынести очень много разных устройств совершенно неочевидным способом.

Добавлено after 5 minutes 24 seconds:

Запланированное устаревание отлично видно на светодиодных лампах.

Да что там, любой хрени с электролитами. Будь то питальники, MB компа и проч. Электролиты живут 1000 часов при 105C согласно даташиту, а это чуть более месяца. Чем более злой температурный режим - тем быстрее электролиты сдохнут.

Вот и клепают лампочки, которые не переживают и гарантийного срока,

А вот это для капиталиста попадалово. Потому что покупатель пойдет требовать замену или починку и придется не только забесплатно устранять свои промашки, но и персонал под это отращивать. И чем ближе к предельным параметрам тем меньше девайсов доживет до конца срока гарантии. Чистая статистика и теорвер. Так что на самом деле сильно не наглеют - капиталист не хочет забесплатно чинить/менять девайсы. И много персонала под это развлечение содержать - тоже.

[Brigadir]

Блин я надеялся, что ктонить даст полезные сЦылки на документацию по данному вопросу, а тут только нафлудили

А чего ты ждал? Если тебе везде видятся заговоры....а просто понять, что железо и без заговорщиков ржавеет, движущиеся пары = изнашиваются, как каблуки твоих не вечных туфель, пластик тоже усыхает и даже испаряется, а жидкости густеют и окисляются. То есть это вполне естественные процессы.
Если твой Форд или Ниссан тебе показался ненадежным = купи ТАНК, у него толстая броня, тебе на всю жизнь хватит, если твоя майка быстро поистрепалась = сшей из толстого брезента! А самые надежные ботинки из гранита и толстой резины от тракторного колеса К 700.
А альтернатива следующая: на рынок ежемесячно выбрасываются якобы модные ништяки, всё рассчитано на человеческую жадность и зависть: привлекательная цена, гордость - у меня есть, а друг пользуется отстоем и тому подобное. Нет смысла делать надежно и вечно, надо уметь заинтересовать и залезть в твой карман за прибылью.
а надежное и вечное покупает тот, у кого денег не густо и он не может ежемесячно тратиться на новомодные вещи. Пусть такой товар даже и дороже, он умеет считать, что сегодня 100 с "пробегом" на 30 лет, дешевле, нежели ежегодно тратить по 30. Но не учитывает другого: дорогая машина разбивается в хлам точно так же, как и дешевка, дорогой смартфон можешь неожиданно уронить на асфальт или вообще потерять, да и воровать предпочитают именно дорогие и именитые вещи....но больше всего меня бесило: не снятый целлофан со стула, с кресла, чтобы кто то своей жопой не испачкал "дорогую" вешь! (не помните такого? Даже в автобусе заводскую упаковку на сидениях не снимали, пока этот целлофан не истрепался в клочья!). Некоторые и пульты ДУ держали в целлофановом мешке....а коробку из под телевизора не выбрасывали, чтобы потом продать подороже якобы новый...с хранения....
А специально закладывать ограниченный срок работы аппарата весьма глупо, да и расстратно, ибо покупатель, обидевшись на эту фирму , чей аппарат неожиданно сдох, купит у другой фирмы. Коих (фирм) на рынке = тьма тьмущая! Или по другому: не рой другому яму = потеряешь престиж.